CHƯƠN G2 VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.1 Vật liệu nghiên cứu
3.3.2Khảo sát thời gian đạt cân bằng hấp phụ các ion Cd2+, Cu2+, Pb2+ bởi hạt alginat can
Từ số liệu này cho ta thấy rằng quá trình hấp phụ các ion Cd2+, Cu2+, Pb2+ bằng vật liệu hấp phụ là alginat canxi có thể được tiến hành như nhau trong mọi điều kiện về thời tiết từ đông sang hè, và sự hấp phụ diễn ra tốt nhất vào mùa hè, khi đó nhiệt độ tăng cao.
Do đó, để thuận lợi cho quá trình nghiên cứu cũng như tiết kiệm chi phí để cung cấp nhiệt cho các thí nghiệm tôi chọn nhiệt độ phòng (T=250C) và pH = 4,5 để tiến hành các thí nghiệm tiếp theo.
3.3.2 Khảo sát thời gian đạt cân bằng hấp phụ các ion Cd2+, Cu2+, Pb2+ bởi hạt alginat canxi hạt alginat canxi
Khảo sát thời gian đạt cân bằng hấp phụ, hay ảnh hưởng của thời gian tiếp xúc giữa alginat canxi và các dung dịch Cd2+, Cu2+, Pb2+ được tiến hành ở nồng độ dung dịch ban đầu là Co = 5,031 mg/l (đối với Cd2+ ), Co = 4,98 mg/l (đối với Cu2+ ), Co = 5,01 mg/l (đối với Pb2+), pH = 4,5, hàm lượng alginat là 0,2 g, ở điều kiện nhiệt độ và pH tối ưu được xác định ở các thí nghiệm trên (T = 250C; pH = 4,5). Kết quả thí nghiệm được trình bày trên các hình và đồ thị sau:
Qua số liệu thực nghiệm ở bảng 3.4 - 3.6 cho thấy, thời gian tiếp xúc giữa vật liệu hấp phụ với dung dịch chứa ion kim loại càng lâu thì nồng độ ion kim loại còn lại trong dung dịch càng giảm. Sự hấp phụ xảy ra nhanh chóng trong thời gian đầu, cụ thể là trong 30 phút đầu hiệu suất hấp phụ đạt trên 60% đối với các ion kim loại, đến phút thứ 60 thì hiệu suất đạt 81,753% (Cd2+), 81,948% (Cu2+), 83,134% (Pb2+).
Sự hấp phụ xảy ra chậm dần đến một thời gian nhất định thì nồng độ ion trong dung dịch gần như không đổi. Cụ thể là từ sau phút 90 đến 120 phút thì sự hấp phụ diễn ra rất chậm, hiệu suất có tăng nhưng tăng rất ít (từ 87,577% lên 87,816% đối với Cd2+; từ 87,61% lên 88,231% đối với Cu2+; từ 88,443% lên 89.9% đối với Pb2+). Sau khoảng 2 giờ hấp phụ thì hiệu suất hấp phụ các ion kim loại gần như không đổi và sự cân bằng bắt đầu xảy ra. Điều này có thể là do trong thời gian đầu nồng độ ion kim cao đồng thời diện tích bề mặt vật liệu hấp phụ lớn nên sự gắn kết các ion lên vật liệu hấp phụ diễn ra nhanh. Càng về sau sự hấp phụ
diễn ra chậm hơn là do độ bao phủ trên bề mặt vật liệu hấp phụ đã tăng lên nhiều và tiếp tục tăng chậm cho tới thời điểm cân bằng.
Khảo sát thời gian đạt cân bằng hấp phụ có ý nghĩa lớn trong việc tính toán được thời gian xử lý nước thải một cách hợp lý, có thể tiết kiệm được thời gian xử lý mang lại hiệu quả kinh tế. Từ kết quả có được ở các bảng trên cho thấy trong khoảng thời gian 90 phút thì sự cân bằng bắt đầu xảy ra, hiệu suất hấp phụ trong thời gian này không có sự thay đổi lớn đến phút 120 thì hiệu suất hấp phụ gần như không đổi, đây chính là thời điểm đạt được cân bằng hấp phụ. Do đó, chúng tôi chọn 120 phút là thời gian tối ưu để thực hiện cho các nghiên cứu tiếp theo trong đề tài này.
Thời gian đạt cân bằng hấp phụ là khác nhau nếu nồng độ ion kim loại và thể tích dung dịch khác nhau. Tác giả Iulia Nitã (2007) tiến hành nghiên cứu hấp phụ các ion Cd2+, Pb2+, Cu2+, Hg2+ bằng hạt alginat canxi trong 50 ml dung dịch, nồng độ các ion là 250 mg/l thì thời gian đạt cân bằng là 20 phút.