4.1. Ảnh hưởng của pH đến khả năng hấp phụ của than hoạt tính
pH là một trong những thông số quan trọng ảnh hưởng mạnh tới khả năng hấp phụ của than hoạt tính trong môi trường nước. Trong nghiên cứu này để đánh giá ảnh hướng của pH lên khả năng hấp phụ của than hoạt tính trong môi trường nước chúng tôi chọn khảo sát sự hấp phụ của than hoạt tính lên dung dịch metyl xanh và metyl đỏ. Quá trình hấp phụ được khảo sát ở các khoảng giá trị pH khác nhau. Kết được thể hiện ở bảng 3.11
Bảng 3.11: Kết quả đo độ hấp thụ quang A tại các giá trị pH khác nhau
pH 2 4 6 7 8 9 Độ hấp thụ (A), metyl xanh 1,93 1,90 1,83 1,66 1,61 1,57 Độ hấp thụ (A), metyl đỏ 2,14 2,03 1,85 1,73 1,70 1,94
Hình 3.10: Sự ảnh hưởng của pH đến độ hấp phụ
Kết quả đo được ta xây dựng được mỗi quan hệ giữa pH và độ hấp thụ quang A (hình 3.10). Từ kết quả trên ta thấy rằng pH ảnh hưởng rất lớn tới độ hấp thụ của than hoạt tính. Khả năng hấp phụ cao của metyl xanh là ở môi trường bazơ và môi trường pH tốt nhất là trong khoảng từ 8-9, còn khả năng hấp phụ thấp của metyl xanh là ở môi trường axít. Đối với metyl đỏ thì khả năng hấp phụ của than hoạt tính tốt cùng là môi trường bazơ nhưng tốt là pH trong khoảng từ 7-8.
Từ hình 3.10 ta thấy rằng khi môi trường pH > 8 thì độ hấp thụ A tăng đồng nghĩa với khả năng hấp phụ giảm, điều này được lý giải như sau: như chúng ta biết metyl đỏ là một chất chỉ thị, ở môi trường bazơ dung dịch metyl đỏ chuyển sang màu vàng, do đó khi chúng tôi khảo sát ở giá trị pH >8 thì dung dịch thu được sau hấp phụ là màu vàng đậm, điều này cho thấy rằng metyl đỏ đã trung hòa hết lượng bazơ ở trong môi trường hấp phụ và nó không bị hấp phụ bởi than hoạt tính.
Đối với metyl xanh, metyl đỏ là dung dịch có tính bazơ hưu cơ do vậy khi ta tiến hành khảo sát khả năng hấp phụ ở môi trường bazơ thì metyl xanh dễ bị phân ly và hấp phụ hơn do đó nó bị hấp phụ tốt hơn ở môi trường bazơ.
Các kết quả khảo sát trên cũng giống với các kết quả nghiên cứu ảnh hưởng của pH đến khả năng hấp phụ trong các bài nghiên cứu [1] và [17].
4.2. Ảnh hưởng của thời gian
Tiến hành hấp phụ với lượng than hoạt tính sử dụng là 0,1 gam, hoạt hóa ở 7500C trong vòng 90 phút , pH = 7, dung dịch khảo sát là metyl xanh và metyl đỏ có nồng độ là 500mg/l. Sau mỗi khoảng thời gian cố định thì lọc dung dịch ra đem đo độ hấp phụ A. Ở thí nghiệm này chúng tôi sử dụng giá trị độ hấp thụ A để đánh giá ảnh hưởng của thời gian tới khả năng hấp phụ của than hoạt tính. Kết quả thí nghiệm bảng 3.12
Bảng 3.12:Ảnh hưởng của thời gian đến độ hấp thụ quang A của than hoạt tính
Thời gian (phút) Dung dịch 0 15 30 45 60 120 Metyl xanh 2,5 1,759 1,726 1,723 1,721 1,719 hấpĐộ thụ A Metyl đỏ 2,5 2,1 1,837 1,835
Từ số liệu bảng 3.12 ta thấy: Đối với metyl xanh quá trình hấp phụ xảy ra nhanh ngay ở thời gian 15 phút đầu và trạng thái hấp phụ ổn định từ phút 30 đến phút 60, tiến dần đến điểm đạt cân bằng ở thời gian 60 phút. Do đó chúng tôi chọn 60 phút là thời gian đạt cân bằng.
Với metyl đỏ thì quá trình hấp phụ xảy ra chậm hơn trong 15 phút đầu, khả năng hấp phụ ổn định từ phút 30 đến phút 45 và đạt trại thái cân bằng ở phút 45. Do đó chúng tôi chọn 45 phút là thời gian đạt cân bằng.
Từ kết quả trên ta thấy khả năng hấp phụ của than hoạt tính với dung dịch metyl xanh tốt hơn so với dung dịch metyl đỏ. Đây là cơ sở để chọn thời gian khảo sát khả năng hấp phụ của metyl đỏ và metyl xanh, thời gian xử lý mẫu ô nhiễm.