Sự hấp phụ trên vật xốp từ dung dịch loãng được mô tả bằng phương trình thực nghiệm Freundlich và Langmuir.
* Phương trình hấp phụ đẳng nhiệt Freundlich:
- Để tìm số k và n thì chuyển phương trình trên thành: - Khi đó đồ thị phụ thuộc vào lgC là đường thẳng.
- Bằng thực nghiệm xác định các cặp giá trị (lna; lnCcb), vẽ đồ thị quan hệ lna và lnCcb ta thu được đường hấp phụ đẳng nhiệt Freundlich dạng tuyến tính. Bằng đồ thị xác định được hằng số hấp phụ K và n.
* Phương trình đẳng nhiệt hấp phụ Langmuir:
Từ kết quả xây dựng hai đường đẳng nhiệt, dựa vào độ tương quan xác định được dạng đường phù hợp. Từ đó ta thu được các giá trị quan trọng của than hoạt tính như dung lượng hấp phụ, đặc điểm của quá trình hấp phụ…
Dạng đường cong hấp phụ do cơ chế hấp phụ quyết định, đường đẳng nhiệt hấp phụ có thể mô tả thông qua nhiều dạng phương trình đẳng nhiệt. Chúng tôi chọn khảo sát dạng đường đẳng nhiệt Freundlich và Langmuir. Tiến hành thí nghiệm hấp phụ 50 ml dung dịch mỗi loại có nồng độ khác nhau và các điều kiện về nhiệt độ, pH, thời gian là như nhau.
a) Đối với metylen xanh
- Khối lượng chất hấp phụ - xúc tác: 0,1g
- Thể tích dung dịch metylen xanh mỗi mẫu: 20ml - Thời gian hấp phụ: 30 phút
- Nhiệt độ phòng - pH = 9
Bảng 3.9. Xây dựng đường đẳng nhiệt hấp phụ của metylen xanh
Co (mg/l) 200 300 400 500
Ccb (mg/l) 48,97 55,67 89,93 130,78
A (%) 100 81,44 77,51 73,84
Hình 3.14. Đường đẳng nhiệt hấp phụ metylen xanh
Hình 3.15. Đường đẳng nhiệt Freundlich và dạng tuyến tính
Khi xây dựng đường đẳng nhiệt hấp phụ theo Freundlich và Langmuir ta thấy dạng đường đẳng nhiệt phù hợp với đường đẳng nhiệt Langmuir (R2 = 0,9463) hơn so với đường đẳng nhiệt Freundlich (R2 = 0,9054).
Theo phương trình đẳng nhiệt hấp phụ Langmuir ta tìm được dung lượng hấp phụ tối đa đối với metylen xanh:
amax=81,3 mg/g
k=0,045 b) Đối với phenol
- Khối lượng chất hấp phụ - xúc tác: 0,5g - Thể tích dung dịch phenol mỗi mẫu: 30ml - Thời gian hấp phụ: 60 phút
- Nhiệt độ phòng - pH = 8
Bảng 3.10. Xây dựng đường đẳng nhiệt hấp phụ của phenol
Co (mg/l) 200 400 600 800
Ccb (mg/l) 14 28,76 58,98 95
A (%) 93 92,81 90,17 88,125
Hình 3.17. Xây dựng đường đẳng nhiệt hấp phụ phenol (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Hình 3.18. Đường đẳng nhiệt Freundlich và dạng tuyến tính
Hình 3.19. Đường đẳng nhiệt Langmuir dạng tuyến tính
y = 0,0196x + 1,5166 R² = 0,9789 1,5 2 2,5 3 3,5 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 Ccb/a Ccb
Khi xây dựng đường đẳng nhiệt hấp phụ theo Freundlich và Langmuir ta thấy dạng đường đẳng nhiệt phù hợp với đường đẳng nhiệt Langmuir (R2 = 0,9764) hơn so với đường đẳng nhiệt Freundlich (R2 = 0,9789).
Theo phương trình đẳng nhiệt hấp phụ Langmuir ta tìm được dung lượng hấp phụ tối đa đối với phenol
amax= 51,02 mg/g
k=0,013 c) Đối với dung dịch CoCl2.6H2O:
- Khối lượng chất hấp phụ - xúc tác : 0,5g
- Thể tích dung dịch CoCl2.6H2O mỗi mẫu: 30ml
- Thời gian hấp phụ: 15 giờ - Nhiệt độ phòng
- pH = 6
Bảng 3.11. Xây dựng đường đẳng nhiệt hấp phụ của CoCl2.6H2O
Co (mg/l) 400 600 800 1000
Ccb (mg/l) 331,4 397,53 495,67 579,8
A (%) 17,15 33,75 38,04 42,02
Hình 3.20. Xây dựng đường đẳng nhiệt hấp phụ Co2+
Hình 3.21. Đường đẳng nhiệt Freundlich dạng tuyến tính
Khi xây dựng đường đẳng nhiệt hấp phụ theo Freundlich và Langmuir ta thấy dạng đường đẳng nhiệt phù hợp với đường đẳng nhiệt Langmuir (R2 = 0,724) hơn so với đường đẳng nhiệt Freundlich (R2 = 0,9313).
Theo phương trình đẳng nhiệt hấp phụ Freundlich của CoCl2.6H2O ta tìm được hằng số đẳng nhiệt hấp phụ Freundlich có quan hệ đến dung lượng hấp phụ k, và hằng số đẳng nhiệt Freundlich có quan hệ đến cường độ hấp phụ đối với Co2+.
k = 10-0,303 = 0,4977 n = 197,96
d) Đối với NiCl2.6H2O
- Khối lượng chất hấp phụ - xúc tác: 0,5g
- Thể tích dung dịch NiCl2.6H2O mỗi mẫu: 30ml
- Thời gian hấp phụ: 15 giờ - Nhiệt độ phòng
- pH = 6
Bảng 3.12. Xây dựng đường đẳng nhiệt hấp phụ của NiCl2.6H2O
Co (mg/l) 400 600 800 1000
Ccb (mg/l) 346,67 457,89 618,76 701,2
A (%) 13,13 23,69 30,21 29,88
Hình 3.23. Xây dựng đường đẳng nhiệt hấp phụ Ni2+ (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Hình 3.24. Đường đẳng nhiệt Freundlich dạng tuyến tính
Khi xây dựng đường đẳng nhiệt hấp phụ theo Freundlich và Langmuir ta thấy dạng đường đẳng nhiệt phù hợp với đường đẳng nhiệt Langmuir (R2 = 0,724) hơn so với đường đẳng nhiệt Freundlich (R2 = 0,9313).
Theo phương trình đẳng nhiệt hấp phụ Freundlich của NiCl2.6H2O ta tìm được hằng số đẳng nhiệt hấp phụ Freundlich có quan hệ đến dung lượng hấp phụ k, và hằng số đẳng nhiệt Freundlich có quan hệ đến cường độ hấp phụ đối với Ni2+.
k = 10-0,2424 = 0,5723 n = 225,54
3.2.3. Ảnh hưởng của pH lên khả năng hấp phụ của chất hấp phụ - xúc tác : - Khối lượng chất hấp phụ - xúc tác sử dụng: 0,5g