Tóm tắt luận văn Thạc sỹ Khoa học: Nghiên cứu khả năng hấp phụ các ion kim loại Cu (II), Zn (II), Pb (II) của axit humic
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (5.64 MB, 26 trang )
-1-
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG
LE THI CAM GIANG
NGHIEN CUU KHA NANG HAP PHU
CAC ION KIM LOAI Cu (ID, Zn (11), Pb (ID)
CUA AXIT HUMIC
Chuyên ngành : Hóa hữu cơ
Mã số : 60 44 27
TĨM TẮT LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC
Đà Nẵng - 2011
-2-
Cơng trình được hồn thành tại
ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG
Người hướng dẫn khoa học: TS. Trần Mạnh Lực
Phản biện 1: PGS. TS. Lê Tự Hải
Phản biện 2: PGS.TS. Lê Thị Liên Thanh
Luận văn được bảo vệ tại Hội đồng chấm Luận văn tốt nghiệp
thạc sĩ khoa học họp tại Đại học Đà Nẵng vào ngày
25 tháng
6 năm 2011.
* Có thể tìm hiểu luận văn tại
- Trung tâm thông tin - Học liệu, Đại học Đà Nẵng
- Thư viện trường Đại học Sư phạm, Đại học Đà Nẵng.
-3-
MỞ ĐẦU
1. Tính cấp thiết của đề tài
Việc nghiên cứu chiết tách A.H lấy từ nguồn than bùn địa
phương và ứng dụng chúng làm chất hap phụ các ion kim loại nặng dé
xử lý kim loại nặng trong các nguồn nước thải là một đề tài khơng chi
có ý nghĩa lý thuyết đơn thuần mà cịn có giá trị thực tiễn lớn lao.
2. Mục đích nghiên cứu
Để góp phần vào công cuộc bảo vệ môi trường, tôi chọn đề
tài: “Nghiên cứu khả năng hấp phu cac ion kim logi Cu(II), Zn(ID,
Pb(II) của axit Humic” làm khóa luận thạc sĩ.
Trong đề tài này, tôi tập trung nghiên cứu các nội dung sau:
- Đánh giá khả năng hấp phụ của axit humic.
- Xác định các điều kiện tối ưu của quá trình hấp phụ các ion
kim loại nặng: Cu”*, Zn”*, Pb” lên axit humic tách từ than bùn.
- Khảo sát khả năng tái hấp phụ của vật liệu.
3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu
4. Phương pháp nghiên cứu
5. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài
Sự thành công của đề tài sẽ góp phần vào lĩnh vực nghiên cứu
các hợp chất cao phân tử về mặt lýthuyết và tạo ra một loại vật liệu có
khả năng hấp phụ các ion kim loại, ứng dụng trong tách làm giàu và
xử lí ơ nhiễm mơi trường.
6. Cấu trúc của luận văn:
Ngồi phần mở đầu và kết luận, nội dung của luận văn được
chia thành 3 chương:
Chương 1: Tổng quan tài liệu
Chương 2: Nguyên liệu - phương pháp nghiên cứu
Chương 3: Kết quả và bàn luận
-4-
-
Chương 1. TÔNG QUAN
1.1. TONG QUAN VE THAN BUN VA AXIT HUMIC
1.1.1. Nguồn than bùn ở Việt Nam
1.1.1.1. Đặc điễm chung
1.1.1.2. Tính chất vật lý
1.1.1.3. Tính chất hố học
1.1.2. Q trình trao đối, tích tụ các kim loại trong than bùn
1.1.3. Thành phần và cấu tạo của axit humic
1.1.3.1. Sự hình thành axit humic
1.1.3.2. Thành phần nguyên tổ trong axit humic
1.1.3.3. Cấu tạo của axit humic
1.1.3.4. Khá năng hấp phụ của axit humic
1.1.3.5. Phố hồng ngoại của axit humic
1.2. HÁP PHỤ KIM LOẠI NẶNG BẰNG AXIT HUMIC
1.2.1. Một số khái niệm
1.2.2. Phân loại quá trình hấp phụ
1.2.3. Cơ chế hấp phụ
1.2.4. Phương trình mơ tả q trình hấp phụ
1.2.4.1. Phương trình hấp phụ Frendlich
1.2.4.2. Phương trình hấp phụ Langmuir
1.2.4.3. Thuyết hap phu da phan tir cia BET
1.2.5. Các yếu tố ảnh hướng đến quá trình hấp phụ
1.2.5.1. Ảnh hướng của nhiệt độ
1.2.5.2. Anh hưởng của tính tương đồng
1.2.5.3. Anh hưởng của pH
1.3. KIM LOẠI NẶNG VÀ VÁN ĐÈ Ô NHIÊM MƠI TRƯỜNG
1.3.1. Vấn đề ơ nhiễm mơi trường
1.3.2. Các ion kim loại nặng
-5-
Chuong 2. NGUYEN LIEU
PHUONG PHAP NGHIEN CUU
2.1. DUNG CU VA HOA CHAT
2.1.1. Dung cu
2.1.2. Hóa chất
2.2. TINH CHẺ AXIT HUMIC TỪ THAN BÙN VÀ XÁC ĐỊNH
MOT SO DAC TINH HOA LY
2.2.1. Tỉnh chế axit humic từ than bùn
2.2.2. Xác định một số đặc tính hóa lý của than bùn axit humic
2.2.2.1. Xác định hàm lượng tro
2.2.2.2. Xác định hàm lượng chất hữu cơ của than bùn
2.2.2.3. Xác định lượng nước hút ẩm khơng khí
2.3. NGHIÊN CỨU KHẢ NĂNG HÁP PHỤ ION Cu”', Zn™, Pb*
CÚA AXIT HUMIC
2.3.1. Hấp phụ bể
2.3.1.1. Kháo sát thời gian đạt cân bằng hấp phụ
2.3.1.2. Kháo sát ảnh hướng của pH đến quá trình hấp phụ
2.3.1.3. Khảo sát ảnh hưởng của nồng độ đầu ion Mˆ" đến quá trình
hấp phụ
2.3.2. Hắp phụ cột
2.3.2.1. Khảo sát ảnh hướng của tốc độ cháy (của dung dịch đội qua
cột) đến khá năng hấp phụ
2.3.2.2. Kháo sát ảnh hưởng của pH đến khả năng hấp phụ
2.3.2.3. Khảo sát ảnh hướng của nơng độ đầu ion M”' đến q trình
hấp phụ
2.4. CHUP PHO HONG
KHI HÁP PHỤ
NGOẠI IR CỦA AXIT HUMIC
2.5. GIẢI HÁP PHỤ VÀ TÁI HÁP PHỤ
SAU
-6-
Chương 3. KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN
3.1. TINH CHẺ AXIT HUMIC TỪ THAN BÙN VÀ XÁC ĐỊNH
MOT SO DAC TINH HOA LY
3.1.1. Địa điểm lấy mẫu và đặc tính nguyên liệu
3.1.2. Sơ đồ tỉnh chế axit humic tir than bin
Nước
Than bùn ngun liệu (dạng sệt)
Khuấy
đều,
để
lắng,
lọc
rây. Để khơ ngồi khơng khí
Vv
qua
Vv
Cát (loại bỏ)
Than bùn khô
Xử lý ngâm với NaOH 0,2N, để
y lăng, lọc gan thu lay dung dich
H,SO,dac
|——> _
Dung dich humat
NaOH
v
pH = 1, dé lắng trong 48h, lọc
gan nhiêu lân đên pH = 7, loc
trên giấy lọc
Axit humic thô
pH = 1, dé lắng trong 48h, loc
gan nhiêu lân đên pH = 7, lọc trên
giấy lọc, sấy khô ở 65°C. Lặp lại
t quá trình 2 lần
Axit humic tinh chế (A.H/I)
Xác định một số đặc tính hóa lý
Lượng nước hút Âm
Hàm lượng
IR, SEM, TG/DTA
Hình 3.3. Sơ đồ tỉnh chế axit humic tir than bun
3.1.3. Kết quá thí nghiệm xác định một số đặc tính hóa lý của than
bùn khơ và axit humic
-73.1.3.1. Kết quả thí nghiệm xác định hàm lượng tro
* Cách tiến hành: Nung mẫu ở nhiệt độ 700°C trong lị nung,
thời gian 4 giờ. Kết quả thí nghiệm được trình bày ở bảng 3.1
Bảng 3.1. Két quả xác định hàm lượng tro axit humic tỉnh chế
Axit
Mẫu | m; (gam) | m; (gam) | m; (gam) | Hàm lượng
Humic
tro (%)
A.H
1
31,524
32,616
31,565
3,75
thô
2
30,039
31,113
30,081
3,91
3
32,207
33,245
32,247
3,85
1
31,383
32,303
31,405
239
2
30,225
31,364
30,252
2,37
3
30,150
31,206
30,175
2,37
A.H/I
Nhận xét: Ta thấy: Hàm lượng tro giảm dần theo thứ tự A.H
thô > A.H/I. Chứng tỏ: axit humic
sau khi được tỉnh chế thì hàm
lượng tro có giảm. Tuy nhiên, giảm không đáng kể nên chỉ dừng lại ở
axit humic tỉnh chế 2 lần.
Axit humic đã tỉnh chế có hàm lượng tro trung bình chỉ cịn
2,38%. Như vậy, q trình tinh chế axit humic có kết quả tốt.
3.1.3.2. Kết quả xác định hàm lượng hữu cơ
Hàm lượng hữu cơ của axit humic tỉnh chế (A.H/) được xác
định theo phương pháp Turin (qua 3 lần thí nghiệm và lấy giá trị trung
bình) = 24,3%.
3.1.3.3. Kết quá thí nghiệm xác định lượng nước hút ẫm
Cách tiến hành: Sây mẫu ở nhiệt độ khoảng 100-105°C trong
tủ sấy, thời gian 4 giờ. Kết quả được trình bày ở bảng 3.2.
Nhận xét: Khả năng hấp thụ nước của axit humic đã qua tỉnh
chế lớn hơn axit humic thơ và càng tinh chế thì kha nang hap thụ nước
càng cao. Hệ số khô kiệt của A.H/I: k = 0.9415.
-8Bang 3.2. Két quả xác định lượng nước hút ẩm
Axit | Mẫu | m;(g) | m;(g) | mạ(g) | Hàm lượng | Hệ số
humic
nước âm
khô
N (%)
kiệt ()
A.H
1
31,536 | 32,542 | 32,490
5,41
0,9459
thô
2
30,144 | 31,139 | 31;088
5,36
0,9464
3
32,227 | 33,243 | 33,192
5,32
0,9468
1
31,383 | 32,381 | 32,326
5,80
0,9420
2
30,155 | 31,158 | 31,103
5,83
0,9417
3
30,212 | 31,223 | 31,167
5,91
0,9409
A.H/I
3.1.4. Phé héng ngoai, anh SEM va phé phan tich nhiét vi sai của
axit humic
Kết quả phân tích hồng ngoại cho phép ta đánh giá sự có mặt
của các nhóm chức và khẳng định phần nào cấu trúc phân tử của
chúng. Đối chiếu với phổ hồng ngoại của một số mẫu
[8], nhận thấy
có một số dải hấp thụ chính đại điện cho các nhóm chức hoặc các mối
liên kết; mức độ hấp thụ tăng hay giảm và sự xê dịch của chúng là tùy
thuộc vào loại axit humic của từng nguồn than bùn khác nhau.
Bảng 3.3. Những dải hấp thụ hồng ngoại chính ở mẫu axit humic tỉnh
chế và axit humic [8]
Dai tan sé (cm)
Nhóm chức/liên kết
Axit humic | Axit humic | Axit humic
tương ứng
[8]
3395.00
thơ
3431
tỉnh chế
3411
2920.80
2925
2920
OH có liên kết hyđro
1624.00
1458.10
1031.50
1630
1390
1118
1622
1386
1029
C— H béo hóa trị
NĐ~H, C=N, CC thơm
C=C thơm
-9Nhận xét: TỪ bảng ta thay, axit humic tinh chế lấy từ nguồn
than bùn ở hồ Bàu Sấu, Liên Chiểu, Đà Nẵng có dải phổ tương đương
với axit humic mẫu. Như vậy quá trình tinh chế axit humic cho kết
quả tốt.
‘Toa muy GX PaineUSA,
Resolution: dont
De: 4082011
[RO MON
HOA VAT LIEU-KHOA HOA-TRUONG DHKHTN
Nu do: Phan TH Teyer Mai DT01684007382
GIANG AE
Hình 3.5. Phổ hồng ngoại của axit humic thô
RO MON HOA VAT LIEU-KHOA HOÀ-TRUONG DHKHTN.
‘Ten may: GX-PekinEimer USA
Reson: dem-l
Date: 47282011
[Nguoi do: Phan ThiTuyet
Mai DT0168097382
GIANG AH2
Hình 3.6. Phổ hồng ngoại của axit humic tinh ché
IMS-NKL x6.00k SE(M)
TT
Hình 3.7. Ảnh SEM của axit humic ở các kích thước khác nhau
T6%
100
DTA 202mg)
XI
11.08 %
ị
sọ
Hình
_
Z
io
os
3.8. Phân tích nhiệt vì sai của axit Humic
Trên giản đồ phân tích nhiệt, thấy có hiệu ứng thu nhiệt ở
135,5°C (ứng với độ giảm khối lượng là 11,98%), đó có thể là do quá
trình mất nước hấp phụ trong phân tử axit Humic. Và hiệu ứng tỏa
nhiệt ở 587C (độ giảm khối lượng là 32,53%) ứng với sự cháy.
-11-
3.2. KẾT QUÁ NGHIÊN CỨU KHA NANG HAP PHU ION M*
CUA AXIT HUMIC
Axit humic (A.H/D
I
Hấp phụ ion Zn”*, Cu**, Pb?*
trong môi trường nước
Ỷ
Ỳ
Hấp phụ bể
Thời
pH
Hâp phụ cột
Nông độ đâu
L_—Ị
Tốc độ chảy
_—]
re
pH || Nơng độ đâu
—Ì
Ỳ
A.H/I
Ỳ
Khả năng tái sử dụng vật liệu hấp phụ
Hình 3.9. Sơ đơ nghiên cứu khả năng hấp phụ ion kim loại của A.H
3.2.1. Hấp phụ bể
3.2.1.1. Kháo sát thời gian đạt cân bằng hấp phụ
Điều kiện tiến hành: Nhiệt độ 30°C, 0.3 gam axit humic, 50ml
dung dịch MỸ" 250 (mg/), pH = 5, thời gian thay đổi từ 10 - 150
phút. Kết quả được trình bày ở hình 3.10.
Tải trọng
hắp phụ (rg/g)
®9
ou
3
a 88
30
= Ga
—m—Zn()
——Pb(I)
10
20
40
60
90
Thời gian (phút)
120
150
Hình 3.10. Ảnh hưởng của thời gian khudy dén tải trọng hấp phụ
Nhận xét: Từ kết quả khảo sát cho thấy:
-12Thời gian tăng thì tải trọng hấp phụ và hiệu suất hấp phụ tăng.
Thời gian đầu tải trọng hấp phụ khá thấp và tăng chậm. Nguyên nhân
ở đây là do cấu trúc của axit humic, thời gian đầu quá trình khuyếch
tán dung dịch vào trong hạt chưa đáng kế, sự hấp phụ mới chỉ xảy ra
trên bề mặt chat hap phụ nên khả năng hắp phụ còn thấp.
Khoảng thời gian tiếp theo, tải trọng hấp phụ tăng nhanh và
tăng gần như tuyến tính. Thời gian sau đó thì sự hấp phụ gần như bão
hòa, tải trọng hấp phụ và hiệu suất hấp phụ tăng lên không đáng kể.
Lúc này, sự hấp phụ xảy ra cả bên trong chất hấp phụ nên khả năng
hấp phụ tăng cao dần cho đến khi đạt cân bằng.
Như vậy: Thời gian đạt cân bằng hấp phụ của Cu” là 90 phút,
của Zn”” và Pb”” là 60 phút. Có thể chọn thời gian thích hợp cho
những nghiên cứu tiếp theo.
3.2.1.2. Kháo sát ảnh hưởng của pH đến khả năng hấp phụ
Điều kiện tiến hành: Nhiệt độ 30°C, 0.3 gam axit humic, 50ml
dung dich M** 250 (mg/l), pH thay đổi từ 2 - 6, thời gian là 90 phút
đối với Cu”, 60 phút đối với Zn”? và Pb”*, khuấy đều bằng máy khuấy
từ. Kết quả được trình bày ở hình 3.11.
301
2
2=a
5Zz
=Đủ
@!5
—e— Cu (Il)
|Zn (Il)
—&-Pb(I)
8
°
Es
Hình 3.11. Ảnh hưởng của pH đến tải trọng hấp phụ
Nhận xét: Từ kết quả khảo sát cho thấy:
-13+ Khả năng hấp phụ ion M”” của axit humic phụ thuộc rất lớn
vào pH của dung dịch hấp phụ, phù hợp với qui luật chung của quá
trình tạo phức giữa các ion kim loại với phối tử thuộc nhóm các axit
yếu H,L.
+ Ở pH thấp, khả năng hấp phụ của axit humic khơng đáng
kể, và khả năng đó tăng khi pH của dung dịch hấp phụ tăng từ 2 - 5.
Nguyên nhân là do sự kém ổn định của phức chelat tạo thành giữa ion
kim loại và axit humic ở vùng pH thấp. Mặt khác, các phối tử L liên
kết chặt chẽ với ion H” nên khơng có hoặc kém có khả năng tương tác
phối trí với các ion kim loại. Lúc này phản ứng phối trí giữa ion kim
loại với đôi điện tử tự do ở nguyên tử N hay O cạnh tranh với phản
ứng proton hóa nhóm amino — NH; thành NH;”. Vì vậy, nồng độ ion
M”” còn lại sau khi hấp phụ càng cao khi pH của dung dich hấp phụ
càng thấp.
+ Tại pH = 5, khả năng hấp phụ của axit humic là lớn nhất.
Khi pH > 5, khả năng hấp phụ giảm và giảm chậm. Ngun nhân là ở
pH cao, nhóm amino khơng bị proton hóa và ion kim loại dễ dàng liên
kết với nhóm amino. Vì vậy, nồng độ ion MỸ” cịn lại sau khi hấp phụ
càng thấp khi pH của dung dịch hấp phụ càng cao.
Mặt khác, ở pH > 5 có sự tạo thành một lượng kết tủa
M(OH);. Và kể từ giá trị pH > 5.5, bắt đầu xuất hiện hiện tượng hịa
tan một
lượng
nhỏ
humic
thành
humat.
Trong
thí nghiệm
tạo mơi
trường pH = 6 đã sử dụng dung dịch NaOH và điều này làm tăng pH
cục bộ. Có thể là khi đó, một lượng nho humic đã tan ra và tạo với ion
MỸ” humat tan hoặc thể keo chui được qua giấy lọc.
Như vậy: Có thé chon pH = 5 cho các nghiên cứu tiếp theo.
3.2.1.3. Kháo sát ảnh hướng của nông độ đầu ion M”" đến quá trình
hấp phụ. Xác định tải trọng hấp phụ cực đại
-14-
Điều kiện tiến hành: Nhiệt độ 30°C, 0.3 gam axit humic, 50ml
dung dich M™*, [M”*] thay déi tir 50 - 300 (mg/l), pH = 5, thoi gian 90
phút đối với Cu”*, 60 phút đối với Zn?* và Pb?*. Kết quả được trình
bày ở hình 3.12.
Tải trọng hấp phy (mg/g)
30 +
Cu (Il)
—m—7n (I)
——Pb (I)|
50
100
150
200
Nơng 49 (mg/l)
250
300
Hình 3.12. Ảnh hưởng của nơng độ đầu M°" đến tải trọng hấp phụ
Nhận xét: Từ kết quả khảo sát cho thấy:
Khi tăng nồng độ đầu ion MỸ” từ 100 - 300 (mg/1) đưa vào thì
hiệu suất hấp phụ (% tương đối) giảm xuống (giảm chậm ở vùng nồng
độ cao). Tuy nhiên lượng tuyệt đối kim loại bị kết tủa tăng lên.
Khi nồng độ kim loại thấp thì hiệu suất hấp phụ tăng: nồng độ
đầu ion M”” 50mg/I thì hiệu sắt hấp phụ đạt 45% - 66%. Điều này chi
ra khả năng thuận lợi để sử dụng axit humic vào mục đích tách các ion
kim loại nặng khỏi môi trường nước.
Xác định tải trọng hấp phụ cực đại: Kết quả được trình bày ở
hình 3.13, 3.14, 3.15.
y = 0,0503x + 1,5706
'Đại lượng
hấp phụ (Ø1)
RẺ = 0,9824
o
so
100
Nồng độ (mg/1)
180
200
Hình 3.13. Dạng tuyến tính của phương trình Langmuir với Cu”"
-1510
9
§°
5 7
y = 0,0521x
+ 1,2468
FP = 0,9968
Bo
fs
Ệ
4
&
2
23
1
0
0
50
100
180
Néng dé (mg/l)
200
Hình 3.14. Dạng tuyến tính của phương trình Langmuir đối với Zn”
5
Y = 0,034x + 0,5041
R? 2 = 0,9919
45
e4
Sas
z
2&
3
Ỹ
2
#265
2145
&1
05
0
50
100
150
Néng 46 (mg/l)
Hình 3.15. Dạng tuyến tính của phương trình Langmuir đối voi Pb’*
Từ kết quả trên có thể thấy mơ hình hấp phụ đẳng nhiệt
Langmuir mơ tả khá chính xác sự hấp phụ của MỸ” lên axit humic.
Điều này được thể hiện qua hệ số tương quan R? của phương trình hồi
qui.
Từ phương trình thu được có thể xác định tải trọng hấp phụ
cực đại của các ion MỸ như sau:
+ Đối với đồng la: max = 19,88 (mg/g).
+ D6i voi kém 1a: dmax = 19,19 (mg/g).
+ Đối với chì là: max = 29,41 (mg/g).
Giá trị ái lực hấp phụ của Cu” = 0,032; của Zn”” = 0,042; của
Pb™* = 0,067, cho phép thấy axit humic có ái lực với ion Pb”' > Zn”” >
Cu?"
-16Như vậy, quá trình nghiên cứu các yếu tố ảnh hưởng đến quá
trình hấp phụ ion MỸ” của axit humic (kích thước hạt < 0.5mm) ở điều
kiện tĩnh thu được kết quả như sau:
0,032,
0,042,
0,067,
3.2.2.
- Đối với Cu”: t = 90 phút, pH = 5, q „„ = 19,88 (mg/g), b =
H= 63,70%.
- Đối với Zn”: t = 60 phút, pH = 5, q max = 19,19 (mg/g), b =
H = 69,36%.
- Đối với Pb”: t = 60 phut, pH = 5, q max = 29,41 (mg/g), b =
H = 85,10%.
Hấp phụ cột
3.2.2.1. Kháo sát ảnh hướng của tốc độ cháy (của dung dịch đội qua
cot) dén kha nang hấp phụ
* Điêu kiện tiến hành: Nhiệt độ 30°C; dội 200ml dung dịch
M** 250 (mg/l), pH = 4 qua cột axit humic, điều chỉnh cho dung dịch
chảy ra với đốc độ thay đối: 1; 2; 3; 4; 5 (ml/phú/). Thu dung dịch
chảy ra thành từng phân đoạn, mỗi phân đoạn là 25ml.
Kết quả được trình bày ở hình 3.16, 3.17, 3.18, 3.19, 3.20.
1,4
=
S
1.213
—
1]
—e—1ml
&
£2 0,64
——3ml
a
= os |
—s—2ml
Boal
8F
SS
——sm
——4ml
o24
0
1
2
3
4
5
6
7
8
Phân đoạn
Hình 3.16. Ảnh hưởng của tốc độ chảy đến tải trọng hấp phụ Cu
2+
-170,9
0,8
s1ml
-=2ml
3ml
4ml
5ml
ry
`
a
â
đ
Ti trng hp
= 06
Zz505
04
0,3
0/2
01
Phan doan
Hinh 3.17. Anh hng ca tc độ chảy đến tải trọng hấp phụ Zn*
1,6
1/2
—&1ml
1
2ml
——3ml
|
Tài trọng hấp phu (mg/g)
14
08
——4ml
06
—x- 5m|
0,4
0,2
©
~
=
a
ˆ
Ẳœ
"
0
Phan doan
Hình 3.18. Ảnh hưởng của tốc độ chảy dén tai trong hdp phu Pb’*
—
1
2
3
Tốc độ chảy (ml/phút)
Cu (ll)
-a—Zn (I)
——Pb (I)|
4
a
geese
oR
BR OD @
=
=A bh
Tải trọng hắp phụ (mg/g)
®
1,6
Hình 3.19. Ảnh hưởng của tốc độ chảy đến tải trọng hấp phụ trung
bình ion M”"
-18100
80
70
60
——0u(I)
-a-Zn(I)
——Pb (I)
Ss
Hiệu suất hắp phụ (%)
90
40
30
20
1
2
3
Tốc độ chảy (ml/phút)
4
a
10
Hình 3.20. Ảnh hưởng của tốc độ chảy đến hiệu suất hấp phụ trung
bình của IM°”.
Từ kết quả khảo sát cho thấy:
Tốc độ chảy ảnh hưởng rất lớn đến khả năng hấp phụ. Nhìn
chung khi tốc độ chảy tăng từ 1 - 5 (ml/phút) thì tải trọng hấp phụ
cũng như hiệu suất hấp phụ giảm và giảm gần như tuyến tính. Điều
này có thể giải thích là do khi tốc độ chảy lớn, thời gian để đạt cân
bằng hấp phụ sẽ giảm. Hiệu suất hấp phụ trung bình đạt giá trị cao
nhất khi tốc độ chảy là 1 (ml/phút). Ở những tốc độ chảy khác nhau, ta
thấy lúc đầu khả năng hấp phụ tăng và đều đạt giá trị cực đại ở phân
đoạn thứ 2, tại đó tốc độ chảy đã ơn định, sau đó thì giảm dần ở những
phân đoạn tiếp theo.
Vậy: Có thê chọn tốc độ chảy là 1 (ml/phút) cho các nghiên
cứu tiếp theo.
3.3.2.2. Kháo sát ảnh hưởng của pH đến khả năng hấp phụ
* Điêu kiện tiến hành: Nhiệt độ 30°C; dội 200ml dung dịch
MỸ” 250 (mg/I), pH thay đổi từ 2 - 6 qua cột axit humic, điều chỉnh
cho dung dịch chảy ra với tốc độ 1 (ml/phút). Thu dung dịch chảy ra
thành từng phân đoạn, mỗi phân đoạn là 25ml.
Kết quả được trình bày ở hình 3.21, 3.22, 3.23, 3.24, 3.25.
=
——pH=2|
—=— pH=3
——pH=4
——pH=5
gee
BR ®
@®
Tải trọng hấp phy (mg/g)
=
wv
-19-
°
2te
—x— pH=6|
2
3
4
5
Phan doan
6
7
8
Tải trọng hắp phụ (mg/g)
Hình 3.21. Ảnh hưởng của pH đến tải trọng hấp phụ ion Cụ
09
08
07
06
05
04
03
02
01
0
2+
——pH=2]
—— pH = 3|
——pH=4
——pH=5|
—pH=6|
1
2
3
4
5
Phan doan
6
7
8
Hình 3.22. Ảnh hưởng của pH đến tải trọng hấp phụ ion Zn"
trng hap ph (mg/g)
ss
1,6
co
GBA
[spH=2|
s pH = |
pH=4
pH=Đ|
oR â
Ti
â
R
pH=6|
1
2
3
4
5
Phan doan
6
7
8
Hỡnh 3.23. Ảnh hưởng của pH đến tai trong hdp phu ion Pb’*
-20-
Tải trọng hắp phụ (mg/g)
°
@
1⁄4
1⁄2
1
a
06
_
=e Cu (ll)
dll)
—=—“”m———»
——Pb (I)
pH
Hình 3.24. Ảnh hưởng của pH đến tải trọng hấp phụ trung bình ion
2+
100
20
= 80
#= 70
z
a
50
[—e—eu00)
—a
| Zn (Il)
40
a
3 30
#= 20
10
0
|—a—
Pb (I)
2
3
4
pH
5
6
Hình 3.25. Ảnh hưởng của pH đến hiệu suất hấp phụ trung bình
ion M’*
Nhận xét: Từ kết quả khảo sát cho thấy:
+ Khả năng hấp phụ của axit humic tăng nhanh khi pH của
dung dịch hấp phụ tăng từ 2 - 4. Nguyên nhân là do sự kém ôn định
của phức chelat tạo thành giữa ion kim loại và axit humic ở vùng pH
thấp, H” của dung dịch đệm bám trên bề mặt axit humic ngăn cản quá
trình tạo phức chelat.
+ Tại pH = 4, khả năng hấp phụ của axit humic là lớn nhất.
+ Khi pH > 4, khả năng hấp phụ giảm chậm dần. Nguyên
nhân là ở pH cao, nhóm amino khơng bị proton hóa và ion kim loại dễ
dàng liên kết với nhóm amino làm nồng độ ion MỸ” cịn lại sau khi hap
