CHƯƠNG 3 KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN
3.4. Sự phụ thuộc tải trọng hấp phụ của bentonit – Na vào nồng độ cân bằng của Fe (III), Cu(II) và Zn(II)
Luận văn thạc sĩ khoa học
Ảnh hưởng của nồng độ Fe3+, Cu2+ và Zn2+ đến tải trọng hấp phụ của Bent – Na ở các pH, thời gian tối ưu và nhiệt độ phòng được khảo sát theo phương trình hấp phụ Langmuir như sau:
3.4.1. Đường đẳng nhiệt hấp phụ của ion Fe3+
Lấy 100mg bentonit và nồng độ dung dịch ion Fe3+ từ 10 đến 250ppm ở pH
= 3 và thời gian là 240 phút, như bảng dưới đây cho biết nồng độ ion kim loại còn lại trong dung dịch. Các thí nghiệm đều được tiến hành ở nhiệt độ phòng.
Bảng 3.4– Sự phụ thuộc tải trọng hấp phụ của Bent – Na vào nồng độ cân bằng của ion Fe3+
Co Ce qe Ce\qe %
0 0 0 0 0
10 0,99 4,51 0,22 90,15
20 2,44 8,78 0,28 87,80
30 4,63 12,69 0,36 84,56
40 7,79 16,11 0,48 80,52
50 12,34 18,83 0,66 75,32
100 55,32 22,34 2,48 44,68
150 98,36 25,82 3,81 34,42
200 143,76 28,12 5,11 28,12
250 188,50 30,75 6,13 24,60
Luận văn thạc sĩ khoa học
Hình 3.12– Sự phụ thuộc tải trọng hấp phụ của Bent – Na vào nồng độ cân bằng của Fe3+.
Hình 3.13– Phương trình hấp phụ đẳng nhiệt Langmuir của ion Fe3+. Nhận xét:
Qua đồ thị trên cho thấy sự tăng nhanh chóng của chất bị hấp phụ vào bề mặt của bentonit cùng với sự tăng nồng độ của các ion. Tuy nhiên, điều này ngược lại với phần trăm hấp phụ của các ion kim loại (%). Kết quả này được giải thích là, ở nồng độ ion kim loại ban đầu thấp thì tỉ lệ giữa số ion kim loại với số tâm hấp phụ của bentonit nhỏ và do đó dẫn đến sự hấp phụ không phụ thuộc vào nồng nồng độ ion kim kim loại, nhưng khi tăng nồng đồ ion kim loại ban đầu tăng lên thì sự cạnh
Luận văn thạc sĩ khoa học
tranh tâm hấp phụ trở lên mạnh mẽ và cân bằng sẽ đạt được, còn ở nồng độ ion kim loại ban đầu mà cao, thì trên một đơn vị hấp phụ (tâm hấp phụ) có một lượng lớn ion kim loại cạnh tranh và lượng này cao hơn lượng mà tâm có thể hấp phụ được do đó các tâm nhanh chóng được chiếm giữ điều này cũng giải thích tại sao tải trọng hấp phụ qe tăng lên trong khi phần trăm hấp phụ các ion kim loại giảm xuống điều này cũng phù hợp với các nghiên cứu đã chỉ ra trước đây. Giá trị tải trọng hấp phụ qe tăng nhanh từ 4,51 lên 30,75 mg/g và giá trị qmax đạt được là 30,58 mg/g và b = 0,109. Giá trị qmax có thể là do ion Fe3+ nằm trong cấu trúc của bentonit chảy ra.
3.4.2. Đường đẳng nhiệt hấp phụ của ion Zn2+
Lấy 100mg bentonit và nồng độ dung dịch ion Zn2+ từ 10 đến 250ppm ở pH
= 5 và thời gian là 240 phút, như bảng dưới đây cho biết nồng độ ion kim loại còn lại trong dung dịch. Các thí nghiệm đều được tiến hành ở nhiệt độ phòng.
Hình 3.14– Sự phụ thuộc tải trọng hấp phụ của Bent – Na vào nồng độ cân bằng của Zn2+.
Luận văn thạc sĩ khoa học
Bảng 3.5 - Sự phụ thuộc tải trọng hấp phụ của Bent – Na vào nồng độ cân bằng của ion Zn2+
Co Ce qe Ce\qe %
0 0 0 0 0
10 1,57 4,22 0,37 84,3
20 3,89 8,06 0,48 80,55
30 7,07 11,47 0,62 76,43
40 10,53 14,74 0,71 73,68
50 14,5 17,75 0,82 71,00
100 57,74 21,13 2,7 42,26
150 103,3 23,33 4,43 31,13
200 150,4 24,80 6,06 24,80
250 197,2 26,40 7,47 21,12
Hình 3.15 – Phương trình hấp phụ đẳng nhiệt Langmuir của Zn2+. Nhận xét:
Qua đồ thị trên cho thấy sự tăng nhanh chóng của chất bị hấp phụ vào bề mặt của bentonit cùng với sự tăng nồng độ của các ion. Tuy nhiên, điều này ngược lại với phần trăm hấp phụ của các ion kim loại (%). Kết quả này được giải thích là, ở nồng độ ion kim loại ban đầu thấp thì tỉ lệ giữa số ion kim loại với số tâm hấp phụ
Luận văn thạc sĩ khoa học
của bentonit nhỏ và do đó dẫn đến sự hấp phụ không phụ thuộc vào nồng nồng độ ion kim kim loại, nhưng khi tăng nồng đồ ion kim loại ban đầu tăng lên thì sự cạnh tranh tâm hấp phụ trở lên mạnh mẽ và cân bằng sẽ đạt được, còn ở nồng độ ion kim loại ban đầu mà cao, thì trên một đơn vị hấp phụ (tâm hấp phụ) có một lượng lớn ion kim loại cạnh tranh và lượng này cao hơn lượng mà tâm có thể hấp phụ được do đó các tâm nhanh chóng được chiếm giữ điều này cũng giải thích tại sao tải trọng hấp phụ qe tăng lên trong khi phần trăm hấp phụ các ion kim loại giảm xuống điều này cũng phù hợp với các nghiên cứu đã chỉ ra trước đây. Giá trị tải trọng hấp phụ qe tăng nhanh từ 4,22 lên 26,40 mg/g và giá trị qmax đạt được là 26,88 mg/g và b = 0,0994.
3.4.3. Đường đẳng nhiệt hấp phụ của ion Cu2+
Lấy 100mg bentonit và nồng độ dung dịch ion Cu2+ từ 10 đến 250ppm ở pH
= 5 và thời gian là 180 phút, như bảng dưới đây cho biết nồng độ ion kim loại còn lại trong dung dịch. Các thí nghiệm đều được tiến hành ở nhiệt độ phòng.
Bảng 3.6– Sự phụ thuộc tải trọng hấp phụ của Bent – Na vào nồng độ cân bằng của ion Cu2+
Co Ce qe Ce\qe %
0 0 0 0 0
10 0,68 4,66 0,15 93,20
20 2,46 8,77 0,28 87,70
30 4,15 12,93 0,32 86,20
40 5,84 17,08 0,34 85,40
50 10,4 19,80 0,53 79,20
100 50,46 25,23 2,00 49,54
150 94,76 27,62 3,43 36,82
200 140,32 29,84 4,70 29,84
250 184,92 35,16 5,68 26,03
Luận văn thạc sĩ khoa học
Hình 3.16– Sự phụ thuộc tải trọng hấp phụ của Bent – Na vào nồng độ cân bằng của Cu2+.
Hình 3.17– Phương trình hấp phụ đẳng nhiệt Langmuir của Cu2+. Nhận xét:
Qua đồ thị trên cho thấy sự tăng nhanh chóng của chất bị hấp phụ vào bề mặt của bentonit cùng với sự tăng nồng độ của các ion. Tuy nhiên, điều này ngược lại với phần trăm hấp phụ của các ion kim loại (%). Kết quả này được giải thích là, ở nồng độ ion kim loại ban đầu thấp thì tỉ lệ giữa số ion kim loại với số tâm hấp phụ của bentonit nhỏ và do đó dẫn đến sự hấp phụ không phụ thuộc vào nồng nồng độ ion kim loại, nhưng khi tăng nồng đồ ion kim loại ban đầu tăng lên thì sự cạnh tranh tâm hấp phụ trở lên mạnh mẽ và cân bằng sẽ đạt được, còn ở nồng độ ion kim loại ban đầu mà cao, thì trên một đơn vị hấp phụ (tâm hấp phụ) có một lượng lớn ion
Luận văn thạc sĩ khoa học
kim loại cạnh tranh và lượng này cao hơn lượng mà tâm có thể hấp phụ được do đó các tâm nhanh chóng được chiếm giữ điều này cũng giải thích tại sao tải trọng hấp phụ qe tăng lên trong khi phần trăm hấp phụ các ion kim loại giảm xuống điều này cũng phù hợp với các nghiên cứu đã chỉ ra trước đây. Giá trị tải trọng hấp phụ qe
tăng nhanh từ 4,66 lên 35,16 mg/g và giá trị qmax đạt được là 32,36 mg/g và b = 0,128.
3.5. Khảo sát hoạt tính quang xúc tác oxi hóa chất hữu cơ gây ô nhiễm