MỞ ĐẦU
Hiện nay, môi trường và ô nhiễm môi trường đang là vấn đề thời sự nóng
bỏng được cả thế giới quan tâm. Nước là nguồn tài nguyên vô cùng quan trọng
và cần thiết cho sự sống nhưng đang bị ô nhiễm nghiêm trọng. Do đó việc xử lý
ô nhiễm môi trường nước đang trở thành vấn đề được quan tâm không chỉ ở Việt
Nam mà trên toàn thế giới.
Đã có nhiều phương pháp được áp dụng nhằm tách các ion kim loại nặng ra
khỏi môi trường nước như: phương pháp hóa lý (phương pháp hấp phụ, phương
pháp trao đổi ion, .), phương pháp sinh học, phương pháp hóa học .Trong đó
phương pháp hấp phụ - sử dụng vật liệu hấp phụ (VLHP) chế tạo từ các nguồn tự
nhiên như vỏ trấu, bã mía, lõi ngô, vỏ đậu, rau câu, để tách loại và thu hồi các
kim loại nặng từ dung dịch nước đã được một số tác giả trên thế giới và trong
nước nghiên cứu [ . Loại VLHP này có khả năng ứng dụng rất lớn trong kỹ thuật
xử lý các nguồn nước bị ô nhiễm kim loại nặng trong tương lai.
Phương pháp xử lý sử dụng VLHP sinh học có nhiều ưu việt so với các
phương pháp xử lý khác như giá thành xử lý không cao, tách loại được đồng thời
nhiều kim loại trong dung dịch, có khả năng tái sử dụng VLHP và thu hồi kim
loại.
Vỏ lạc là một nguồn nguyên liệu phổ biến ở Việt Nam có sản lượng hàng
năm rất lớn [7]. Nhằm tận dụng nguồn nguyên liệu dồi dào này, chúng tôi tập
trung nghiên cứu đề tài : "Nghiên cứu khả năng tách loại và thu hồi một số kim
loại nặng trong dung dịch nước bằng vật liệu hấp phụ chế tạo từ vỏ lạc".
MỤC LỤC
Mở đầu . 1
Chương 1: TỔNG QUAN . 3
1.1 Giới thiệu chung về một số ion kim loại nặng . 3
1.1.1. Các kim loại nặng 3
1.1.2. Tình trạng ô nhiễm kim loại nặng . 5
1.1.3 Tác dụng sinh hóa kim loại nặng đối với con người và
môi trường .5
1.2. Giới thiệu về phương pháp hấp phụ . 6
1.2.1. Các khái niệm 6
1.2.2. Các mô hình cơ bản của quá trình hấp phụ . 9
1.3. Giới thiệu về nguyên liệu vỏ lạc 15
1.3.1.Thành phần và tính chất của vỏ lạc . 15
1.3.2. Một số hướng nghiên cứu vỏ lạc làm VLHP . 17
1.4.Giới thiệu sơ lược về phương pháp phổ hấp thụ nguyên tử
(AAS) . 17
1.4.1.Nguyên tắc . 17
1.4.2. Điều kiện nguyên tử hóa mẫu 19
1.4.3. Cường độ vạch phổ hấp thụ nguyên tử .19
1.4.4. Phương pháp đường chuẩn .20
1.4.5. Ưu điểm của phép đo . 21
Chương 2: THỰC NGHIỆM 22
2.1. Thiết bị và hóa chất . 22
2.1.1. Thiết bị 22
2.1.2. Hóa chất 22
2.2. Chế tạo VLHP từ nguyên liệu vỏ lạc 23
2.3. Các điều kiện tối ưu để xác định hàm lượng một số ion kim
loại nặng bằng phương pháp phổ hấp thụ nguyên tử . 24
2.4 Khảo sát khả năng hấp phụ một số ion kim loại nặng của VLHP chế tạo
từ vỏ lạc bằng phương pháp hấp phụ động trên cột 28
2.4.1. Chuẩn bị cột hấp phụ . 28
2.4.2. Khảo sát ảnh hưởng của tốc độ dòng 29
2.4.3. Khảo sát ảnh hưởng của nồng độ đầu chất bị hấp phụ 36
2.5. Khảo sát khả năng thu hồi một số ion kim loại nặng 44
2.5.2. Khảo sát ảnh hưởng của tốc độ dòng đến khả năng giải hấp
các ion Cu2+, Pb2+ và Ni
. 44
2.5.1. Khảo sát ảnh hưởng của nồng độ axit HNO 3 đến sự thu hồi
các ion kim loại Cu2+ và Pb2+ .48
2.6 Khảo sát khả năng hấp phụ của nguyên liệu vỏ lạc 52
2.6.1 Khảo sát ảnh hưởng của nồng độ đầu
52
2.7 Khảo sát khả năng tái sử dụng VLHP 61
2.8 Khảo sát khả năng tách loại và thu hồi ion Ni2+trong nước thải
nhà máy Z159 bằng phương pháp hấp phụ trên VLHP chế tạo từ vỏ lạc
64
2.8.1 Khảo sát khả năng tách loại của ion Ni2+ . 64
2.8.2 Khảo sát khả năng giải hấp của ion Ni2+ . 65
KẾT LUẬN 67
TÀI LIỆU THAM KHẢO . 69
75 trang |
Chia sẻ: banmai | Lượt xem: 1930 | Lượt tải: 0
Bạn đang xem trước 20 trang tài liệu Luận văn Nghiên cứu khả năng tách loại và thu hồi một số kim loại nặng trong dung dịch nước bằng vật liệu hấp phụ chế tạo từ vỏ lạc, để xem tài liệu hoàn chỉnh bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
phụ thuộc tuyến tính C.
C < Co thì b = 1, lúc này Aλ phụ thuộc tuyến tính C theo phương trình
(1.17) là sự kết hợp của (1.15) và (1.16):
Aλ = a.C
b
(1.17)
Trong đó:
a: Hằng số thực nghiệm, a = K.k [6, 9]
1.4.4 Phương pháp đường chuẩn
Để xác định nồng độ của nguyên tố trong mẫu phân tích theo phép đo phổ
hấp thụ nguyên tử, ta có thể tiến hành theo phương pháp đường chuẩn hoặc
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 21
phương pháp thêm tiêu chuẩn. Thực hiện đề tài này, chúng tôi tiến hành theo
phương pháp đường chuẩn.
Cơ sở của phương pháp: Dựa trên sự phụ thuộc của cường độ vạch phổ hấp thụ
(hay độ hấp thụ nguyên tử) vào vùng nồng độ nhỏ của cấu tử cần xác định trong mẫu
theo phương trình Aλ = a.C
b
để có sự phụ thuộc tuyến tính giữa Aλ và C.
Kỹ thuật thực nghiệm:
- Pha chế một dãy dung dịch chuẩn có hàm lượng chất phân tích tăng dần
trong cùng điều kiện về lượng thuốc thử, độ axit…
- Đo độ hấp thụ nguyên tử của các nguyên tố cần nghiên cứu trong dãy
dung dịch chuẩn.
- Xây dựng đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc của độ hấp thụ nguyên tử vào
nồng độ các nguyên tố cần nghiên cứu. Đồ thị này được gọi là đường chuẩn.
- Pha chế các dung dịch phân tích với điều kiện như dung dịch chuẩn và
đem đo độ hấp thụ nguyên tử. Dựa vào các giá trị độ hấp thụ nguyên tử này và
đường chuẩn tìm được nồng độ nguyên tố cần phân tích trong mẫu phân tích. [6,9]
1.4.5 Ưu điểm của phép đo
- Có độ nhạy, độ chọn lọc cao, gần 60 nguyên tố có thể được xác định bằng
phương pháp này với độ nhạy từ 10-4 đến 10-5 %. Đặc biệt nếu sử dụng kỹ thuật
nguyên tử hóa không ngọn lửa thì có thể đạt độ nhạy 10-7 %.
- Không phải làm giàu nguyên tố cần xác định trước khi phân tích nên tiết
kiệm được thời gian và hóa chất. Đồng thời cũng tránh được sự nhiễm bẩn mẫu
khi xử lý qua các giai đoạn phức tạp.
- Xác định được đồng thời hay liên tiếp nhiều nguyên tố trong một mẫu. Kết
quả phân tích ổn định, sai số nhỏ. Đường chuẩn lưu lại được sử dụng cho các lần
đo sau.
- Dễ dàng kết nối với máy tính và các phần mềm thích hợp để đo và xử lý
kết quả nhanh, dễ dàng. [6,9]
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 22
Chương 2: THỰC NGHIỆM
2.1 Thiết bị và hóa chất
2.1.1 Thiết bị
- Máy đo pH Presica 900 (Thụy Sĩ)
- Tủ sấy Jeiotech (Hàn Quốc)
- Máy đo phổ hấp thụ nguyên tử Thermo (Anh)
- Máy nghiền bi (Nga)
- Máy khuấy IKA Labortechnick (Đức)
- Cân điện tử 4 số Presica XT 120A (Thụy Sĩ)
- Bơm hút chân không
- Bình định mức, cốc thủy tinh, pipet các loại, ...
2.1.2 Hóa chất
Các hóa chất được sử dụng trong các thí nghiệm có độ tinh khiết phân tích.
Chuẩn bị các dung dịch:
- Dung dịch Cu2+ 1000 mg/l: cân 3,8023g Cu(NO3)2.3H2O, hòa tan bằng nước cất
sau đó định mức tới 1000ml.
- Dung dịch Pb2+ 1000 mg/l: cân 1,5985g Pb(NO3)2, hòa tan bằng nước cất
sau đó định mức tới 1000ml.
- Dung dịch Cd2+ 1000 mg/l: cân 2,1032g Cd(NO3)2, hòa tan bằng nước cất
sau đó định mức tới 1000ml.
- Dung dịch Ni2+ 1000 mg/l: cân 4,9533g Ni(NO3)2.6H2O, hòa tan bằng
nước cất sau đó định mức tới 1000ml.
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 23
- Dung dịch NaOH 0,1M: cân 3,9997g NaOH, hòa tan bằng nước cất sau đó
định mức tới 1000ml.
- Dung dịch axit xitric C6H7O8 0,6M: cân 62,0420g tinh thể axit xitric
C6H7O8.H2O, hòa tan bằng nước cất sau đó định mức tới 500ml.
- Dung dịch axit HNO310%: lấy 40ml dung dịch axit HNO3 63% cho vào
bình định mức 250ml, dùng nước cất định mức tới vạch định mức.
- Dung dịch axit HNO3 0,5M: lấy 22,5ml dung dịch axit HNO3 63% cho
vào bình định mức 1000ml, dùng nước cất định mức tới vạch định mức.
- Dung dịch axit HNO3 1,0M: lấy 45ml dung dịch axit HNO3 63% cho vào
bình định mức 1000ml, dùng nước cất định mức tới vạch định mức.
- Dung dịch axit HNO3 1,5M: lấy 67,5ml dung dịch axit HNO3 63% cho
vào bình định mức 1000ml, dùng nước cất định mức tới vạch định mức.
2.2 Chế tạo vật liệu hấp phụ từ vỏ lạc
Vỏ lạc rửa sạch, sấy khô ở nhiệt độ 80-90oC sau đó nghiền nhỏ bằng máy
nghiền bi rồi đem rây thu được nguyên liệu. Nguyên liệu có kích thước hạt từ
0,1-0,2mm.
* Quy trình chế tạo VLHP từ nguyên liệu vỏ lạc
Vỏ lạc nguyên liệu được nghiền nhỏ bằng máy nghiền bi. Lấy 25g nguyên
liệu cho vào cốc chứa 500ml dung dịch NaOH 0.1M, khuấy đều trong 120 phút,
lọc lấy phần bã rắn, rửa sạch bằng nước cất đến môi trường trung tính, sấy khô
ở 85-90oC. Sau đó, phần bã rắn tiếp tục được cho vào cốc chứa 150ml dung
dịch axit xitric 0.6M khuấy trong 30 phút, lọc lấy bã rắn, sấy ở 50oC trong 24
giờ, nâng nhiệt độ lên 120oC trong 90 phút. Cuối cùng, rửa bằng nước cất nóng
tới môi trường trung tính và sấy khô ở 85-90oC, thu được VLHP. [12,13]
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 24
2.3 Các điều kiện tối ưu để xác định hàm lượng một số ion kim loại nặng
bằng phương pháp phổ hấp thụ nguyên tử
Điều kiện đo phổ hấp thụ nguyên tử có ngọn lửa (không khí – axetilen) của
các nguyên tố Cd, Cr, Cu, Mn, Ni và Pb được thể hiện trên bảng 2.1.
Bảng 2.1: Điều kiện đo phổ hấp thụ nguyên tử ngọn lửa của các nguyên tố
Cd, Cu, Mn, Ni và Pb
STT
Nguyên
tố
Bước
sóng
(nm)
Khe
đo
(nm)
Cường
độ đèn
HCL
Chiều
cao
đèn
(mm)
Tốc độ
dòng khí
(ml/phút)
Khoảng
tuyến
tính
(mg/l)
1 Cd 228.8 0.5 50%Imax 7.0 1.2 0.05 2.5
2 Cu 324.8 0.5 75%Imax 7.0 1.1 0.05 2.5
3 Mn 279.5 0.2 75%Imax 7.0 1.0 0.05 4.0
4 Ni 232.0 0.1 75%Imax 7.0 0.9 0.1 8.0
5 Pb 217.0 0.5 75%Imax 7.0 1.1 0.1 10.0
Pha các dung dịch các ion kim loại nặng Cd2+, Cu2+, Mn2+, Ni2+ và Pb2+
với nồng độ khác nhau từ dung dịch chuẩn nồng độ 1000 mg/l, thêm vào đó một
thể tích xác định dung dịch HNO3 10% để nồng độ HNO3 là 1%. Pha dung dịch
HNO3 1% làm mẫu trắng. Tiến hành đo mật độ quang (A) của từng dung dịch.
Dựng đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc của mật độ quang vào nồng độ ion kim loại.
Kết quả thu được thể hiện ở các bảng 2.2, 2.3, 2.4, 2.5, 2.6, từ các số liệu này ta
xây dựng các đường chuẩn thể hiện trên các hình từ 2.1 đến 2.5
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 25
Bảng 2.2: Sự phụ thuộc của mật độ quang vào nồng độ Cd
2+
Tên mẫu Mật độ quang % sai số Nồng độ (mg/l)
Mẫu trắng 0.0000 10.6 0.00
Mẫu 1 0.0080 1.1 0.05
Mẫu 2 0.0120 0.3 0.10
Mẫu 3 0.0910 0.4 1.00
Mẫu 4 0.2340 0.1 2.50
y = 0.0921x + 0.0024
R2 = 0.9996
0.00
0.05
0.10
0.15
0.20
0.25
0.00 0.50 1.00 1.50 2.00 2.50 3.00
Nồng độ (mg/l)
M
ật
đ
ộ
qu
an
g
Hình 2.1: Đường chuẩn xác định nồng độ Cd
2+
Bảng 2.3: Sự phụ thuộc của mật độ quang vào nồng độ Cu
2+
Tên mẫu Mật độ quang % sai số Nồng độ (mg/l)
Mẫu trắng 0.0020 6.7 0.00
Mẫu 1 0.0040 0.2 0.10
Mẫu 2 0.0220 2.2 1.00
Mẫu 3 0.0440 0.7 2.00
Mẫu 4 0.0540 0.2 2.50
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 26
y = 0.0209x + 0.0018
R2 = 0.9997
0
0.01
0.02
0.03
0.04
0.05
0.06
0.00 0.50 1.00 1.50 2.00 2.50 3.00
Nồng độ (mg/l)
M
ật
đ
ộ
qu
an
g
Hình 2.2: Đường chuẩn xác định nồng độ Cu
2+
Bảng 2.4: Sự phụ thuộc của mật độ quang vào nồng độ Mn
2+
Tên mẫu Mật độ quang % sai số Nồng độ (mg/l)
Mẫu trắng 0.0000 12.5 0.00
Mẫu 1 0.0020 2.7 0.05
Mẫu 2 0.0770 1.5 1.00
Mẫu 3 0.1650 0.1 2.00
Mẫu 4 0.3270 1.6 4.00
y = 0.0825x - 0.0025
R
2
= 0.9998
0.00
0.05
0.10
0.15
0. 0
0.25
0.30
0.35
0.00 0.50 1.00 1.50 2.00 2.50 3.00 3.50 4.00 4.50
Nồng độ (mg/l)
M
ật
đ
ộ
qu
an
g
Hình 2.3: Đường chuẩn xác định nồng độ Mn
2+
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 27
Bảng 2.5: Sự phụ thuộc của mật độ quang vào nồng độ Ni
2+
Tên mẫu Mật độ quang % sai số Nồng độ (mg/l)
Mẫu trắng -0.001 1.1 0.00
Mẫu 1 0.012 0.5 0.50
Mẫu 2 0.025 0.2 1.00
Mẫu 3 0.144 0.1 5.00
Mẫu 4 0.198 0.1 7.00
y = 0.0288x - 0.0025
R2 = 0.9997
0.00
0.05
0.1
0.15
0.20
0.25
0.00 1.00 2.00 3.00 4.00 5.00 6.00 7.00 8.00
Nồng độ (mg/l)
M
ật
đ
ộ
qu
an
g
Hình 2.4: Đường chuẩn xác định nồng độ Ni
2+
Bảng 2.6: Sự phụ thuộc của mật độ quang vào nồng độ Pb
2+
Tên mẫu Mật độ quang % sai số Nồng độ (mg/l)
Mẫu trắng -0.0020 15.2 0.00
Mẫu 1 0.0060 2.5 0.50
Mẫu 2 0.0130 1.0 1.00
Mẫu 3 0.0720 0.5 5.00
Mẫu 4 0.1450 0.1 10.00
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 28
y = 0.0147x - 0.0016
R2 = 1
0.00
0.02
0.04
0.06
0.08
0.10
0.12
0.14
0.16
0.00 1.00 2.00 3.00 4.00 5.00 6.00 7.00 8.00 9.00 10.00 11.00
Nồng độ (mg/l)
M
ật
đ
ộ
qu
an
g
Hình 2.5: Đường chuẩn xác định nồng độ Pb
2+
2.4 Khảo sát khả năng hấp phụ một số kim loại nặng của VLHP chế tạo từ vỏ
lạc bằng phương pháp hấp phụ động trên cột
2.4.1 Chuẩn bị cột hấp phụ
Cột hấp phụ là cột thủy tinh có chiều cao 25cm và đường kính trong 1cm.
Cân 2,25g VLHP, rồi ngâm VLHP trong nước cất để loại bỏ hết bọt khí sau
đó tiến hành dồn cột. Cột được dồn sao cho trong cột hoàn toàn không có bọt
khí. Thể tích VLHP trong cột là 10cm3. Điều chỉnh tốc độ dòng nhờ một van ở
đầu ra của cột. Cho chảy qua cột dung dịch chứa ion cần nghiên cứu có nồng độ
ban đầu Co. Dung dịch sau khi chảy qua cột được lấy liên tục theo từng Bed-
Volume (BV) để tiến hành xác định hàm lượng ion.
Định nghĩa Bed-Volume (hay đơn vị thể tích cơ sở ): là thể tích của dung dịch
chảy qua cột đúng bằng thể tích chất hấp phụ nhồi trong cột đó.
2.4.2 Khảo sát ảnh hưởng của tốc độ dòng
Để khảo sát ảnh hưởng của tốc độ dòng đến khả năng hấp phụ của một số
kim loại nặng, chúng tôi đã chuẩn bị cột hấp phụ như đã nêu ở 2.4.1. Điều chỉnh
tốc độ dòng với các giá trị: 2,0 ml/phút; 2,5 ml/phút; 3,0 ml/phút (thí nghiệm riêng
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 29
rẽ đối với mỗi tốc độ). Kết quả được chỉ ra ở bảng 2.7; 2.8; 2.9; 2.10; 2.11 và hình
2.6; 2.7; 2.8; 2.9; 2.10.
Bảng 2.7: Nồng độ Cu
2+
sau khi ra khỏi cột hấp phụ ứng với
các tốc độ dòng khác nhau
Tốc độ dòng (ml/phút) v1 = 2,0 v2 = 2,5 v3 = 3,0
Co (mg/l) 206,28
Bed-Volume Nồng độ thoát (mg/l)
1 Nd Nd Nd
2 Nd 0,06 0,02
3 0,06 0,15 0,37
4 0,07 0,16 0,51
5 1,42 13,86 26,01
6 45,38 58,14 62,26
7 94,27 104,46 110,64
8 124,31 132,52 136,95
9 143,29 147,71 152,28
10 154,64 160,10 167,97
11 155,72 166,12 169,42
12 156,81 169,36 179,58
13 159,34 170,35 184,09
14 163,23 170,87 184,47
15 163,39 171,03 185,85
Nd : Nằm dưới giới hạn phát hiện của máy
Nồng độ thoát: Nồng độ ion sau khi ra khỏi cột hấp phụ
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 30
Hình 2.6: Đường cong thoát của Cu
2+
ứng với các tốc độ dòng khác nhau
Bảng 2.8: Nồng độ Pb
2+
sau khi ra khỏi cột hấp phụ ứng với
các tốc độ dòng khác nhau
Tốc độ dòng (ml/phút) v1 = 2,0 v2 = 2,5 v3 = 3,0
(1) (2) (3) (4)
Co (mg/l) 205,91
Bed-Volume Nồng độ thoát (mg/l)
1 Nd Nd Nd
2 Nd Nd Nd
3 Nd Nd Nd
4 Nd Nd Nd
5 Nd Nd Nd
6 Nd Nd Nd
7 Nd Nd Nd
8 0,03 0,24 4,68
9 2,21 2,99 12,10
10 8,14 9,67 14,11
0
50
100
150
200
1 3 5 7 9 11 13 15
Bed-Volume
Nồ
ng
độ
th
oá
t(m
g/
l)
Cu.v1=2,0ml/phút
Cu.v2=2,5ml/phút
Cu.v3=3,0ml/phút
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 31
(1) (2) (3) (4)
11 9,23 12,02 14,73
12 11,05 13,33 15,76
13 11,39 14,05 15,86
14 11,87 13,98 15,92
15 11,96 14,33 16,90
0
5
10
15
20
1 3 5 7 9 11 13 15
Bed-Volume
Nồ
ng
đ
ộ
th
oá
t(m
g/
l)
Pb.v1=2,0ml/phút
Pb.v2=2,5ml/phút
Pb.v3=3,0ml/phút
Hình 2.7: Đường cong thoát của Pb
2+
ứng với các tốc độ dòng khác nhau
Bảng 2.9: Nồng độ Cd
2+
sau khi ra khỏi cột hấp phụ ứng với
các tốc độ dòng khác nhau
Tốc độ dòng
(ml/phút)
Nång ®é ion Cd2+ (mg/l)
v1=2,0 ml/phút v2=2,5 ml/phút v3=3,0 ml/phút
(1) (2) (3) (4)
C0(mg/l) 509,04 503,21 501,48
Bed-Volume Nồng độ thoát (mg/l)
1
Nd 0,0103 0,0129
2
0,0395 0,0127 0,0145
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 32
(1) (2) (3) (4)
3
0,752 2,093 4,6310
4
40,24 76,12 102,92
5
152,42 193,54 179,90
6
233,40 248,36 240,38
7
297.68 283,98 264,84
8
307,92 305,16 278,52
9
350,52 332,30 284,32
10
363,38 338,28 307,78
11
376,42 349,10 311,62
12
382,22 354,96 315,28
13
406,50 367,66 331,15
14
410,94 380,40 339,95
15
417,15 395,40 347,68
0
100
200
300
400
500
0 2 4 6 8 10 12 14 16
Bed - Volume
No
ng
d
o
th
oa
t Cd. v1= 2,0ml/phut
Cd. v2= 2,5ml/phut
Cd. v3= 3,0ml/phut
Hình 2.8: Đường cong thoát của Cd
2+
ứng với các tốc độ dòng khác nhau
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 33
Bảng 2.10: Nồng độ Mn
2+
sau khi ra khỏi cột hấp phụ ứng với
các tốc độ dòng khác nhau
Tốc độ dòng
(ml/phút)
Nång ®é ion Mn2+ (mg/l).
v1=2,0 ml/phút v2=2,5 ml/phút v3=3,0 ml/phút
C0(mg/l) 494,74 487,95 489,12
Bed-Volume Nồng độ thoát
1 Nd Nd 0,0738
2 48,82 81,26 121,88
3 259,42 269,14 319,54
4 348,06 355,36 384,68
5 367,88 389,52 400,06
6 389,20 395,48 417,30
7 396,80 409,46 418,52
8 404,92 417,28 424,94
9 407,56 425,82 427,30
10 409,28 439,92 439,96
11 421,38 442,44 441,96
12 425,00 448,54 449,30
13 426,08 451,56 452,56
14 429,50 457,66 455,98
15 433,34 462,72 458,28
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 34
0
100
200
300
400
500
0 2 4 6 8 10 12 14 16
Bed - Volume
No
ng
d
o
th
oa
t(m
g/
l)
Mn.v1= 2,0ml/phut
Mn.v2= 2,5ml/phut
Mn.v3= 3,0ml/phut
Hình 2.9: Đường cong thoát của Mn
2+
ứng với các tốc độ dòng khác nhau
Bảng 2.11: Nồng độ Ni
2+
sau khi ra khỏi cột hấp phụ ứng với
các tốc độ dòng khác nhau
Nồng độ thoát Nồng độ Ni2+(mg/l)
C0(mg/l)
v1=2,0 ml/phút v2=2,5 ml/phút v3=3,0 ml/phút
428,27 413,89 417,55
(1) (2) (3) (4)
1
Nd Nd Nd
2
6,35 6,44 45,28
3
22,44 190,21 216,60
4
233,43 307,31 282,04
5
323,02 323,77 305,04
6
352,70 341,43 324,34
7
361,90 343,56 324,04
8
370,07 345,68 328,93
9
387,31 362,46 330,53
10
382,83 364,16 339,79
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 35
(1) (2) (3) (4)
11
388,24 376,23 340,54
12
400,48 371,66 340,60
13
403,98 370,89 347,93
14
408,55 388,50 351,75
15
415,31 395,92 375,10
-100
0
100
200
300
400
500
0 2 4 6 8 10 12 14 16
Bed - Volume
No
ng
d
o
th
oa
t(m
g/
l) Ni.v1= 2,0ml/phut
Ni.v1= 2,5ml/phut
Ni.v1= 3,0ml/phut
Hình 2.10: Đường cong thoát của Ni
2+
ứng với các tốc độ dòng khác nhau
* Nhận xét:
Dựa vào kết quả ở bảng 2.7; 2.8; 2.9; 2.10; 2.11; và hình 2.6; 2.7; 2.8; 2.9;
2.10 cho thấy:
Trong khoảng tốc độ dòng khảo sát, khi tốc độ dòng càng chậm thì các ion
Cu
2+
, Pb
2+
, Cd
2+
, Mn
2+
, Ni
2+
xuất hiện ở lối ra cột hấp phụ trong thời gian càng
lớn và nồng độ càng thấp. Điều đó được giải thích như sau: tốc độ dòng càng
chậm thì thời gian tiếp xúc giữa các ion kim loại và VLHP tăng, do đó lượng ion
bị giữ lại trên bề mặt chất hấp phụ tăng.
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 36
2.4.3 Khảo sát ảnh hưởng của nồng độ đầu chất bị hấp phụ
Chuẩn bị cột hấp phụ như đã nêu ở 2.4.1. Điều chỉnh tốc độ dòng 2,0 ml/phút.
Thay đổi nồng độ đầu của các ion (thí nghiệm riêng rẽ đối với mỗi nồng độ). Kết quả
được chỉ ra ở bảng 2.12; 2.13; 2.14; 2.15; 2.16 và hình 2.11; 2.12; 2.13; 2.14; 2.15
Bảng 2.12: Nồng độ Cu
2+
sau khi ra khỏi cột hấp phụ ứng với
các nồng độ đầu khác nhau
Co (mg/l) Co1=97,70 Co2=206,28 Co3=296,56 Co4=399,34 Co5=509,13
BV Nồng độ thoát (mg/l)
1 Nd Nd Nd Nd Nd
2 Nd Nd Nd 0,08 1,32
3 Nd 0,06 0,28 1,14 101,05
4 Nd 0,07 7,03 55,01 176,02
5 Nd 11,42 37,80 140,51 324,35
6 Nd 45,38 90,41 235,14 366,68
7 Nd 94,27 140,81 255,23 376,29
8 Nd 124,31 169,06 292,52 395,23
9 0,59 143,29 203,61 299,26 409,61
10 1,60 154,64 222,16 313,28 416,37
11 7,17 155,72 229,73 315,71 412,58
12 36,86 156,81 233,27 317,39 427,70
13 68,17 159,34 239,71 325,62 428,43
14 70,51 163,23 242,23 329,95 434,18
15 70,55 163,39 242,26 330,04 434,33
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 37
0
100
200
300
400
500
1 3 5 7 9 11 13 15
Bed-Volume
Nồ
ng
độ
th
oá
t(m
g/l
)
Cu.Co1
Cu.Co2
Cu.Co3
Cu.Co4
Cu.Co5
Hình 2.11: Đường cong thoát của Cu
2+
ứng với các nồng độ đầu khác nhau
Bảng 2.13: Nồng độ Pb
2+
sau khi ra khỏi cột hấp phụ ứng với
các nồng độ đầu khác nhau
Co (mg/l) Co1=107,47 Co2=205,91 Co3=291,14 Co4=406,23 Co5=502,59
BV Nồng độ thoát (mg/l)
1 Nd Nd Nd Nd Nd
2 Nd Nd Nd Nd Nd
3 Nd Nd Nd Nd Nd
4 Nd Nd Nd Nd Nd
5 Nd Nd Nd Nd 0,66
6 Nd Nd Nd Nd 14,01
7 Nd Nd Nd 5,03 45,70
8 Nd 0,03 1,92 13,00 75,36
9 Nd 2,21 6,39 43,99 99,26
10 0,17 8,14 19,23 65,36 112,55
11 1,47 9,23 35,05 77,65 114,42
12 4,67 11,05 43,49 75,79 116,53
13 5,42 11,39 43,68 77,25 116,91
14 5,45 11,87 44,98 77,51 116,69
15 5,48 11,96 44,83 77,88 116,96
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 38
0
20
40
60
80
100
120
140
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15
Bed-Volume
Nồ
ng
đ
ộ
th
oá
t(m
g/
l)
Pb.Co1
Pb.Co2
Pb.Co3
Pb.Co4
Pb.Co5
Hình 2.12: Đường cong thoát của Pb
2+
ứng với các nồng độ đầu khác nhau
Bảng 2.14: Nồng độ Cd
2+
sau khi ra khỏi cột hấp phụ ứng với
các nồng độ đầu khác nhau
Co (mg/l) Co1=99,02 Co2=185,2 Co3=307,35 Co4=382,50 Co5=502,59
BV Nồng độ thoát (mg/l)
1 Nd Nd Nd Nd Nd
2 Nd Nd Nd Nd 1,46
3 Nd Nd 0,02 14,11 112,42
4 Nd Nd 2,85 127,15 200,57
5 Nd Nd 83,44 195,85 265,28
6 Nd Nd 142,46 224,88 304,52
7 Nd 1,88 164,85 250,03 334,30
8 0,04 54,89 185,53 275,89 358,56
9 35,74 98,68 212,71 287,56 384,23
10 65,45 136,27 243,38 305,89 416,25
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 39
-100
0
100
200
300
400
500
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11
Bed - Volume
No
ng
d
o
th
oa
t(
m
g/
l)
Cd. Co1
Cd. Co2
Cd. Co3
Cd. Co4
Cd. Co5
Hình 2.13: Đường cong thoát của Cd
2+
ứng với các nồng độ đầu khác nhau
Bảng 2.15: Nồng độ Ni
2+
sau khi ra khỏi cột hấp phụ ứng với
các nồng độ đầu khác nhau
Co (mg/l) Co1=90,02 Co2=181,64 Co3=293,32 Co4=394,38 Co5=500,24
BV Nồng độ thoát (mg/l)
1 Nd Nd Nd Nd 2,66
2 Nd Nd Nd 71,51 99,16
3 Nd 17,56 19,00 183,06 235,12
4 Nd 43,06 132,84 241,95 301,45
5 0,80 64,66 212,80 285,06 340,28
6 9,02 77,61 232,93 292,15 372,70
7 22,03 89,08 242,42 304,78 394,55
8 36,70 112,13 250,83 313,68 412,17
9 54,25 139,05 260,60 322,26 425,48
10 66,12 144,27 261,99 336,15 436,19
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 40
0
100
200
300
400
500
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11
Bed - Volume
No
ng
d
o
th
oa
t (
m
g/
l)
Ni. Co1
Ni. Co2
Ni. Co3
Ni. Co4
Ni. Co5
Hình 2.14: Đường cong thoát của Ni
2+
ứng với các nồng độ đầu khác nhau
Bảng 2.16: Nồng độ Mn
2+
sau khi ra khỏi cột hấp phụ ứng với
các nồng độ đầu khác nhau
Co (mg/l) Co1=108,59 Co2=201,17 Co3=300,29 Co4=401,55 Co5=500,23
BV Nồng độ thoát (mg/l)
1 0,01 0,01 0,02 0,10 0,28
2 0,61 1,26 78,25 199,02 264,17
3 3,68 7,37 154,66 257,06 299,65
4 20,85 36,88 197,74 276,41 330,88
5 37,03 74,07 209,92 288,77 359,66
6 49,75 99,50 219,56 295,60 391,98
7 56,46 119,67 223,72 309,86 415,86
8 59,80 130,01 236,25 329,03 426,28
9 65,21 142,05 247,01 338,01 439,77
10 75,36 162,13 250,18 348,13 440,14
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 41
0
100
200
300
400
500
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11
Bed - Volume
N
on
g
do
th
oa
t (
m
g/
l)
Mn. Co1
Mn. Co2
Mn. Co3
Mn. Co4
Mn. Co5
Hình 2.15: Đường cong thoát của Mn
2+
ứng với các nồng độ đầu khác nhau
* Nhận xét:
Dựa vào kết quả ở bảng 2.12; 2.13; 2.14; 2.15; 2.16 và hình 2.11; 2.12; 2.13;
2.14; 2.15 cho thấy:
- Trong khoảng nồng độ đầu khảo sát với mỗi ion, khi nồng độ đầu tăng thì
lượng ion tương ứng sau khi ra khỏi cột hấp phụ cùng một thời điểm tăng, thời
gian hoạt động của cột hấp phụ giảm.
- VLHP chế tạo được có khả năng hấp phụ tốt với các ion kim loại.
Từ các kết quả ở bảng 2.12; 2.13; 2.14; 2.15; 2.16 chúng tôi tiến hành khảo sát
cân bằng hấp phụ của VLHP đối với mỗi ion theo mô hình đẳng nhiệt hấp phụ
Langmuir. Các kết quả được chỉ ra ở bảng 2.17 và hình 2.16; 2.17; 2.18; 2.19; 2.20;
2.21; 2.22; 2.23; 2.24; 2.25.
Bảng 2.17: Các thông số hấp phụ
Ion Co (mg/l) Ccb (mg/l) q (mg/g) Ccb/q (g/l)
Cu
2+ 97,70 70,55 1,81 38,98
206,28 163,39 2,86 57,14
296,56 242,26 3,62 66,92
399,34 330,04 4,62 71,44
509,13 434,33 4,99 87,10
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 42
Pb
2+
107,47 5,48 6,80 0,81
205,91 11,96 12,93 0,92
291,14 44,83 16,42 2,73
406,23 77,88 21,89 3,56
502,59 116,96 25,71 4,55
Cd
2+ 99,20 65,45 1,50 43,63
185,20 136,27 2,17 62,80
307,35 243,38 2,84 85,70
382,50 305,89 3,40 89,97
502,59 416,25 3,83 108,68
Mn
2+ 108,59 75,36 1,47 51.,27
201,17 162,13 1,82 87,98
300,29 252,18 2,22 112,69
401,55 348,13 2,37 146,89
500,23 440,14 2,67 164,85
Ni
2+ 90,02 66,12 1,06 62,38
181,64 144,27 1,66 86,90
293,32 262,15 2,18 120,25
394,38 336,15 2,58 130,25
500,23 436,19 2,84 153,59
y = 1.8009Ln(x) - 6.0424
R
2
= 0.9676
0
1
2
3
4
5
6
0 100 200 300 400 500
Ccb (mg/l)
q
(m
g/
g)
Hình 2.16: Đường hấp phụ đẳng
nhiệt Langmuir đối với Cu 2 +
y = 0.1236x + 33.623
R
2
= 0.9665
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
0 100 200 300 400 500
Ccb (mg/l)
C
cb
/q
(
g/
l)
Hình 2.17: Sự phụ thuộc của Ccb/q vào
Ccb của Cu
2+
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 43
y = 5.6169Ln(x) - 2.4626
R2 = 0.9529
0
5
10
15
20
25
30
0 20 40 60 80 100 120 140
Ccb (mg/l)
q
(m
g/
g)
Hình 2.18: Đường hấp phụ đẳng
nhiệt Langmuir đối với Pb 2 +
y = 0.0345x + 0.7373
R
2
= 0.969
0
1
2
3
4
5
6
0 20 40 60 80 100 120 140
Ccb (mg/l)
C
cb
/q
(g
/l)
Hình 2.19: Sự phụ thuộc của Ccb/q vào
Ccb của Pb
2+
y = 0.665Ln(x) - 1.4621
R2 = 0.9743
0
0.5
1
1.5
2
2.5
3
0 100 200 300 400 500
Ccb(mg/l)
q(
m
g/
g)
Hình 2.20: Đường hấp phụ
đẳng nhiệtLangmuir đối với Mn2+
y = 0.3112x + 33.437
R2 = 0.9864
0
50
100
150
200
0 100 200 3 0 400 500
Ccb(mg/l)
C
cb
/q
(g
/l)
Hình 2.21: Sự phụ thuộc của Ccb/q vào
Ccb của Mn
2+
y = 1.2594Ln(x) - 3.8879
R2 = 0.9741
0
1
2
3
4
5
0 100 200 300 400 500
Ccb(mg/l)
q(
m
g/
g)
Hình 2.22: Đường hấp phụ
đẳngnhiệt Langmuir đối với Cd2+
y = 0.1806x + 35.996
R2 = 0.9753
0
20
40
60
80
100
120
0 100 200 300 400 500
Ccb(mg/l)
C
cb
/q
(g
/l)
Hình 2.23: Sự phụ thuộc của Ccb/q vào
Ccb của Cd
2+
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 44
y = 0.9424Ln(x) - 2.9547
R2 = 0.9858
0
0.5
1
1.5
2
2.5
3
0 200 400 600
Ccb(mg/l)
q(
m
g/
g)
Hình 2.24: Đường hấp phụ đẳng
nhiệt Langmuir đối với Ni 2 +
y = 0.2429x + 50.196
R2 = 0.9871
0
50
100
150
200
0 100 200 300 400 500
Ccb(mg/l)
Cc
b/
q(
g/
l)
Hình 2.25: Sự phụ thuộc của Ccb/q vào
Ccb của Ni
2 +
Từ mô hình hấp phụ đẳng nhiệt Langmuir chúng tôi tính được dung lượng
hấp phụ cực đại qmax và các hằng số Langmuir đối với mỗi ion:
Bảng 2.18: Dung lượng cực đại và hằng số Langmuir
Ion Cu
2+
Pb
2+
Mn
2+
Cd
2+
Ni
2+
Dung lượng hấp phụ cực đại
qmax (mg/g)
8,0906 28,9855 3,2134 5,5370 4,1169
Hằng số Langmuir 0,0037 0,0468 0,0093 0,0050 0,0048
* Nhận xét: Từ kết quả khảo sát cho thấy sự hấp phụ Cu2+, Pb
2+
, Cd
2+
,
Mn
2+
, Ni
2+
được mô tả khá tốt theo mô hình hấp phụ đẳng nhiệt Langmuir. Điều
này được thể hiện qua hệ số hồi quy của phương trình đối với Cu2+, Pb
2+
, Cd
2+
,
Mn
2+
, Ni
2+lần lượt là 0,9676; 0,9529; 0,9741; 0,9743; 0,9858.
2.5 Khảo sát khả năng thu hồi một số ion kim loại nặng
2.5.1 Khảo sát ảnh hưởng của tốc độ dòng đến khả năng giải hấp các ion
Cu
2+
, Pb
2+
và Ni
2+
Để khảo sát ảnh hưởng của tốc độ dòng đến khả năng giải hấp, chúng tôi
tiến hành khảo sát với ion Cu2+, Pb2+ và Ni2+ .Cho dung dịch axit HNO3 1M chảy
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 45
qua cột đã hấp phụ. Điều chỉnh tốc độ dòng với các giá trị: 2,0 ml/phút, 2,5 ml/phút,
v3 = 3,0 ml/phút (thí nghiệm riêng rẽ đối với mỗi tốc độ). Lấy dung dịch ở lối ra của
cột theo từng Bed-Volume để tiến hành xác định hàm lượng ion. Kết quả được
chỉ ra ở bảng 2.19; 2.20; 2.21; 2.22 và hình 2.26; 2,27; 2.28; 2.29.
Bảng 2.19: Kết quả giải hấp Cu
2+
ứng với các tốc độ dòng khác nhau
Tốc độ dòng
(ml/phút) v1 = 2,0 v2 = 2,5 v3 = 3,0
Bed-Volume Nồng độ thoát (mg/l)
1 1406,0200 1254,9500 1118,2500
2 26,6800 21,9150 19,9100
3 4,5448 2,2346 1,8352
4 0,3114 0,3625 0,3828
5 0,1277 0,1413 0,2892
6 0,0542 0,0527 0,0819
7 0,0244 0,0449 0,0780
8 0,0238 0,0427 0,0448
9 0,0234 0,0435 0,0446
10 Nd 0,0265 0,0584
0
200
400
600
800
1000
1200
1400
1600
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
Bed-Volume
Nồ
ng
độ
th
oá
t(m
g/l
)
Cu.v1=2,0ml/phút
Cu.v2=2,5ml/phút
Cu.v3=3,0ml/phút
Hình 2.26: Ảnh hưởng của tốc độ dòng đến sự giải hấp Cu
2+
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 46
Bảng 2.20: Kết quả giải hấp Pb
2+
ứng với các tốc độ dòng khác nhau
Tốc độ dòng
(ml/phút) v1 = 2,0 v2 = 2,5 v3 = 3,0
Bed-Volume Nồng độ thoát (mg/l)
1 2259,7000 2114,6400 2019,3700
2 102,3600 108,8100 55,8200
3 32,2230 23,0850 11,7400
4 13,7290 4,4352 4,8307
5 7,4352 4,5862 3,1423
6 5,5036 2,8500 2,5893
7 0,3409 1,6991 2,1003
8 0,2689 1,5661 1,6004
9 0,0247 0,2484 0,0960
10 Nd 0,0297 Nd
0
500
1000
1500
2000
2500
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11
Bed - Volume
N
on
g
do
th
oa
t m
g/
l
Pb.v1 = 2,0 ml/phut
Pb.v2 = 2,5 ml/phut
Pb.v3 = 3,0 ml/phut
Hình 2.27: Ảnh hưởng của tốc độ dòng đến sự giải hấp Pb
2+
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 47
Bảng 2.21: Kết quả giải hấp Ni
2+
ứng với các tốc độ dòng khác nhau
Tốc độ dòng
(ml/phút)
v1 = 2,0 v2 = 2,5 v3 = 3,0
Bed-Volume Nồng độ thoát (mg/l)
1 2323,6 1953,15 1317,25
2 3,1282 10,1000 24,826
3 2,5800 4,1924 5,3290
4 1,7864 1,8450 2,4180
5 0,9592 0,9602 1,9075
6 Nd 0,5403 1,5735
7 Nd 0,2080 0,4782
8 Nd 0,1083 0,0914
9 Nd 0,1873 Nd
10 Nd Nd Nd
0
500
1000
1500
2000
2500
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11
Bed - Volume
N
o
ng
d
o
th
o
at
(m
g/
l)
Ni. v1 = 2,0 ml/phut
Ni. v1 = 2,5 ml/phut
Ni. v1 = 3,0 ml/phut
Hình 2.28: Ảnh hưởng của tốc độ dòng đến sự giải hấp Ni
2+
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 48
Từ các kết quả khảo sát ảnh hưởng của tốc độ dòng của Cu2+, Pb2+, Ni2+
đến khả năng giải hấp ở 2 Bed-Volume đầu. Hệ số làm giàu (tỉ số giữa nồng
độ chất bị hấp phụ so với nồng độ ban đầu đem đi hấp phụ) ở Bed -Volume
đầu tiên tại các tốc độ dòng v1=2,0 ml/phút, v2 = 2,5 ml/phút, v3 = 3,0 phút
đối với mỗi ion lần lượt là: Cu2+: 6,82; 6,08; 5,42 lần, Pb2+: 10,97; 9,78; 8,84
lần, Ni2+: 5,43; 4,84 ; 3,14 lần. Như vậy tại tốc độ v1= 2,0ml/phút khả năng giải
hấp là tốt nhất.
Tiến hành giải hấp các ion Cd2+, Mn2+ ở tốc độ dòng là v = 2,0ml/phút.
Bảng 2.22: Kết quả giải hấp Cd
2+
, Mn
2+
ứng với tốc độ dòng
v = 2,0ml/phút.
Bed-Volume
Nång ®é kim lo¹i thu ®•îc (mg/l)
Cd
2+
Mn
2+
1 2961,20 1218,60
2 117,59 5,55
3 23,13 1,86
4 5,97 1,11
5 3,15 0,62
6 2,47 0,45
7 1,02 0,33
8 0,73 0,29
9 0,62 0,19
10 Nd 0,17
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 49
0
500
1000
1500
2000
2500
3000
3500
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11
Bed - Volume
N
on
g
do
th
oa
t (
m
g/
l) Cd.v1=2,0ml/phut
Mn.v1=2,0ml/phut
Hình 2.29: Khả năng giải hấp của ion Cd
2+
và Mn
2+
tại tốc độ dòng v = 2,0ml/phút
* Nhận xét:
- Trong khoảng tốc độ dòng khảo sát, khi tốc độ dòng càng chậm thì lượng
ion giải hấp được càng lớn.
- Hầu hết lượng Cu2+, Pb2+, Ni2+ được giải hấp ở 2 Bed-Volume đầu. Hệ
số làm giàu (tỉ số giữa nồng độ chất bị hấp phụ so với nồng độ ban đầu đem
đi hấp phụ) ở Bed-Volume đầu tiên tại các tốc độ dòng v1=2,0 ml/phút,
v2 = 2,5 ml/phút, v3 = 3,0 phút đối với mỗi ion lần lượt là:
Cu
2+
: 6,82; 6,08; 5,42.
Pb
2+
: 10,97; 9,78; 8,84.
Ni
2+
: 5,43; 4,84 ; 3,14
- Dung dịch axit HNO3 1M có khả năng giải hấp tốt đối với Cu
2+
; Pb
2+
,
Cd
2+
; Mn
2+
và Ni
2+
- Trong môi trường axit HNO3 1M, tại tốc độ dòng v = 2,0 ml/phút khả
năng giải hấp của Cd2+ tốt hơn Mn2+.
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 50
2.5.2 Khảo sát ảnh hưởng của nồng độ axit HNO3 đến sự thu hồi các ion kim
loại Cu
2+
và Pb
2+
Để khảo sát ảnh hưởng của nồng độ axit HNO3 đến sự thu hồi ion kim loại
nặng, chúng tôi tiến hành giải hấp với ion Cu2+ và Pb2+ ở tốc độ dòng 2,0 ml/phút
bằng dung dịch HNO3 có các nồng độ là: 0,5M; 1,0M; 1,5M (thí nghiệm
riêng rẽ trên mỗi cột đã hấp phụ đối với từng nồng độ axit). Kết quả được
chỉ ra ở bảng 2.23; 2.24 và hình 2.30; 2.31.
Bảng 2.23: Kết quả giải hấp Cu
2+
ứng với các nồng độ axit HNO3
giải hấp khác nhau
Nồng độ
HNO3(mol/l)
C1 = 0,5 C2 = 1,0 C3 = 1,5
Bed-Volume Nồng độ thoát (mg/l)
1 1123,4700 1406,0200 1572,1600
2 8,1000 26,6800 40,0800
3 1,6258 4,5448 4,9250
4 0,4420 0,3114 0,2326
5 0,1410 0,1277 0,1805
6 0,0786 0,0542 0,0106
7 0,0465 0,0244 0,0081
8 0,0129 0,0238 0,0781
9 0,0126 0,0234 Nd
10 0,0087 Nd Nd
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 51
0
200
400
600
800
1000
1200
1400
1600
1800
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
Bed-volume
N
ồn
g
độ
th
oá
t(
m
g/
l)
Cu.Caxit=0,5M
Cu.Caxit=1,0M
Cu.Caxit=1,5M
Hình 2.30: Ảnh hưởng của nồng độ axit HNO3 đến sự giải hấp Cu
2+
Bảng 2.24: Kết quả giải hấp Pb
2+
ứng với các nồng độ axit HNO3
giải hấp khác nhau
Nồng độ
HNO3(mol/l)
C1 = 0,5 C2 = 1,0 C3 = 1,5
Bed-Volume Nồng độ thoát (mg/l)
1 1996,3400 2259,7000 2451,2300
2 64,0900 102,3600 204,3700
3 12,5750 32,2230 39,1500
4 4,5196 13,7290 16,0020
5 4,0626 7,4352 8,0830
6 1,7776 5,5036 1,6676
7 1,7680 0,3409 0,1020
8 0,9327 0,2689 0,1359
9 0,8076 0,0247 0,0129
10 0,0136 Nd Nd
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 52
0
500
1000
1500
2000
2500
3000
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
Bed-Volume
Nồ
ng
đ
ộ
th
oá
t(m
g/
l)
Pb.Caxit=0,5M
Pb.Caxit=1,0M
Pb.Caxit=1,5M
Hình 2.31: Ảnh hưởng của nồng độ axit HNO3 đến sự giải hấp Pb
2+
* Nhận xét:
Dựa vào kết quả ở bảng 2.23; 2.24 và hình 2.30; 2.31 cho thấy:
- Trong khoảng nồng độ axit HNO3 khảo sát, khi tăng nồng độ axit HNO3
thì lượng ion giải hấp được tăng.
- Hầu hết lượng Cu2+, Pb2+, được giải hấp ở 2 Bed-Volume đầu. Hệ số làm
giàu ở Bed-Volume thứ nhất ứng với các nồng độ HNO3 giải hấp C1=0,5M;
C2 = 1,0M; C3 = 1,5M đối với mỗi ion lần lượt là:
Cu
2+
: 5,54; 6,82; 7,62.
Pb
2+
: 9,70; 10,97; 11,81.
2.6 Khảo sát khả năng hấp phụ của nguyên liệu vỏ lạc
2.6.1 Khảo sát ảnh hưởng của nồng độ đầu
Chuẩn bị cột hấp phụ như đã nêu ở 2.4.1. Điều chỉnh tốc độ dòng 2,0 ml/phút.
Thay đổi nồng độ đầu của các ion (thí nghiệm riêng rẽ đối với mỗi nồng độ). Kết quả
được chỉ ra ở bảng 2.25; 2.26; 2.27; 2.28; 2.29 và hình 2.32; 2.33; 2.34; 2.35; 2.36.
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 53
Bảng 2.25: Nồng độ Cd
2+
sau khi ra khỏi cột hấp phụ ứng với
các nồng độ đầu khác nhau
Co (mg/l) Co1=99,02 Co2=185,02 Co3=307,35 Co4=382,50 Co5=502,59
BV Nồng độ thoát (mg/l)
1 Nd Nd Nd Nd 0,16
2 Nd Nd Nd 0,20 50,45
3 Nd 0,52 6,15 37,12 295,14
4 Nd 6,43 77,09 173,95 316,78
5 Nd 29,14 151,09 248,35 354,54
6 Nd 78,88 204,19 281,30 389,13
7 0,002 100,90 215,46 299,20 401,55
8 10,29 125,40 225,49 304,95 411,25
9 55,30 137,30 245,30 314,67 426,85
10 77,94 150,45 255,39 320,29 438,61
0
100
200
300
400
500
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11
Bed - Volume
No
ng
d
o
th
oa
t(m
g/
l)
Cd. Co1
Cd. Co2
Cd. Co3
Cd. Co4
Cd. Co5
Hình 2.32: Đường cong thoát của Cd
2+
ứng với các nồng độ đầu khác nhau
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 54
Bảng 2.26: Nồng độ Mn
2+
sau khi ra khỏi cột hấp phụ ứng với
các nồng độ đầu khác nhau
Co (mg/l) Co1=108,59 Co2=201,17 Co3=300,29 Co4=401,55 Co5=500,23
BV Nồng độ thoát (mg/l)
1 0,20 1,59 2,81 3,26 4,65
2 1,60 56,14 113,85 209,18 248,95
3 39,19 80,29 219,84 262,23 297,18
4 56,08 102,39 248,05 304,17 331,65
5 70,29 129,05 257,69 322,82 358,16
6 80,40 135,17 260,23 337,12 378,49
7 82,45 159,63 261,95 340,83 399,01
8 83,62 162,19 265,22 343,29 422,48
9 85,45 165,27 265,98 345,12 434,64
10 91,42 171,13 262,78 355,94 448,82
0
100
200
300
400
500
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11
Bed - Volume
No
ng
d
o t
ho
at
(m
g/
l)
Mn. Co1
Mn. Co2
Mn. Co3
Mn. Co4
Mn. Co5
Hình 2.33: Đường cong thoát của Mn
2+
ứng với các nồng độ đầu khác nhau
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 55
Bảng 2.27: Nồng độ Ni
2+
sau khi ra khỏi cột hấp phụ ứng với
các nồng độ đầu khác nhau
Co (mg/l) Co1=90,02 Co2=181,64 Co3=293,32 Co4=394,38 Co5=500,23
BV Nồng độ thoát (mg/l)
1 Nd Nd Nd Nd 0,14
2 0,01 4,37 6,87 69,03 78,18
3 0,04 82,68 98,55 193,87 254,53
4 1,59 116,40 128,96 240,67 286,47
5 11,58 134,50 157,17 245,17 301,48
6 32,76 146,11 168,66 271,29 325,81
7 52,77 148,27 172,35 298,33 361,83
8 68,93 149,69 193,19 322,90 394,88
9 72,70 150,96 216,99 336,27 432,49
10 74,27 152,55 256,67 349,35 451,67
0
100
200
300
400
500
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11
Bed - Volume
No
ng
d
o
th
oa
t(m
g/
l)
Ni. Co1
Ni. Co2
Ni. Co3
Ni. Co4
Ni. Co5
Hình 2.34: Đường cong thoát của Ni
2+
ứng với các nồng độ đầu khác nhau
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 56
Bảng 2.28: Nồng độ Cu
2+
sau khi ra khỏi cột hấp phụ ứng với
các nồng độ đầu khác nhau
Co (mg/l) Co1=100,12 Co2=199,47 Co3=301,11 Co4=400,21 Co5=498,54
BV Nồng độ thoát (mg/l)
1 Nd Nd Nd Nd Nd
2 Nd 1,67 2,48 5,78 57,05
3 Nd 11,89 15,29 55,01 187,12
4 Nd 24,91 57,37 151,22 334,91
5 Nd 54,82 100,91 247,39 375,56
6 0,46 136,93 182,55 310,81 405,43
7 12,84 152,87 213,31 325,64 419,41
8 49,82 170,86 242,63 343,42 432,48
9 75,46 174,52 247,91 359,81 439,61
10 79,64 180,93 254,68 361,42 445,42
0
50
100
150
200
250
300
350
400
450
500
0 2 4 6 8 10
Bed - Volume
N
on
g
do
th
oa
t(m
g/
l)
Cu. Co1
Cu. Co2
Cu. Co3
Cu. Co4
Cu. Co5
Hình 2.35: Đường cong thoát của Cu
2+
ứng với các nồng độ đầu khác nhau
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 57
Bảng 2.29: Nồng độ Pb
2+
sau khi ra khỏi cột hấp phụ ứng với
các nồng độ đầu khác nhau
Co (mg/l) Co1=99,20 Co2=200,45 Co3=298,14 Co4=401,11 Co5=500,09
BV Nồng độ thoát (mg/l)
1 Nd Nd Nd Nd Nd
2 Nd Nd Nd Nd Nd
3 Nd Nd Nd Nd 2,46
4 Nd Nd Nd Nd 16,41
5 Nd Nd Nd 4,03 55,71
6 Nd 0,15 3,53 15,42 84,34
7 0,02 4,51 10,39 43,99 100,26
8 2,37 12,23 30,85 65,65 119,42
9 7,44 15,38 39,73 78,35 131,91
10 8,48 15,94 42,28 82,48 140,96
0
50
100
150
0 2 4 6 8 10
Bed - Volume
No
ng
d
o t
ho
at
Pb. Co1
Pb. Co2
Pb. Co3
Pb. Co4
Pb. Co5
Hình 2.36: Đường cong thoát của Pb
2+
ứng với các nồng độ đầu khác nhau
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 58
* Nhận xét:
Đối với nguyên liệu vỏ lạc, nồng độ thoát của các ion ra khỏi cột hấp phụ tăng dần
khi nồng độ ban đầu tăng, chứng tỏ nồng độ ban đầu càng lớn thì khả năng hấp phụ các
ion của nguyên liệu vỏ lạc càng tăng.
Từ các kết quả trên, chúng tôi cũng tiến hành khảo sát cân bằng hấp phụ của
nguyên liệu vỏ lạc đối với mỗi ion theo mô hình hấp phụ đẳng nhiệt Langmuir. Kết quả
được chỉ ra trên bảng 2.30 và trong hình từ 2.37 đến 2.46.
Bảng 2.30: Các thông số hấp phụ
Ion Co (mg/l) Ccb (mg/l) q (mg/g) Ccb/q (g/l)
Cu
2+ 97,70 79,64 0.80 99,55
206,28 180,93 1,51 113,20
296,56 254,68 1,95 129,58
399,34 361,42 2,40 143,51
509,13 445,42 2,68 167,70
Pb
2+
107,47 8,48 4,40 1,93
205,91 15,94 8,44 1,89
291,14 42,28 11,06 3,82
406,23 82,48 14,39 5,73
502,59 140,96 16,07 8,77
Cd
2+ 99,20 77,94 0,94 82,91
185,20 150,45 1,54 97,70
307,35 255,39 2,41 105,97
382,50 320,29 2,56 125,11
502,59 438,61 2,84 154,44
Mn
2+ 108,59 91,42 0,76 120,29
201,17 171,13 1,34 127,70
300,29 262,78 1,66 158,30
401,55 355,94 2,02 176,20
500,23 448,82 2,28 196,85
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 59
Ni
2+ 90,02 74,27 0,70 106,10
181,64 152,35 1,29 118,26
293,32 256,67 1,62 158,43
394,38 349,35 2,00 174,68
500,23 451,67 2,15 210,08
y = 1.0842Ln(x) - 4.1066
R2 = 0.9959
0
0.5
1
1.5
2
2.5
3
0 200 400 600
Ccb(mg/l)
q(
m
g/
g)
Hình 2.37: Đường hấp phụ đẳng
nhiệt Langmuir đối với Cu 2 +
y = 0.1829x + 83.265
R2 = 0.9939
0
20
40
60
80
100
120
140
160
180
0 100 200 300 400 500
Ccb(mg/l)
C
cb
/q
(g
/l)
Hình 2.38: Sự phụ thuộc của Ccb/q vào
Ccb của Cu
2+
y = 4.0124Ln(x) - 3.5822
R2 = 0.9834
0
2
4
6
8
10
12
14
16
18
0 50 100 150
Ccb(mg/l)
q(
m
g/
g)
Hình 2.39: Đường hấp phụ đẳng
nhiệt Langmuir đối với Pb 2 +
y = 0.0529x + 1.3575
R2 = 0.9951
0
2
4
6
8
10
0 50 100 150
Ccb(mg/l)
C
cb
/q
(g
/l)
Hình 2.40: Sự phụ thuộc của Ccb/q vào
Ccb của Pb
2+
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 60
y = 1.0223Ln(x) - 3.8913
R2 = 0.9893
0
0.5
1
1.5
2
2.5
0 100 200 300 400 500
Ccb(mg/l)
q(
m
g/
g)
Hình 2.41: Đường hấp phụ đẳng
nhiệtLangmuir đối với Mn2+
y = 0.2246x + 96.111
R2 = 0.9831
0
50
100
150
200
250
0 100 200 300 400 500
Ccb(mg/l)
C
cb
/q
(g
/l)
Hình 2.42: Sự phụ thuộc của Ccb/q vào
Ccb của Mn
2+
y = 1.154Ln(x) - 4.1193
R2 = 0.9845
0
0.5
1
1.5
2
.5
3
3.5
0 100 200 300 400 500
Ccb(mg/l)
q(
m
g/
g)
Hình 2.43: Đường hấp phụ
đẳngnhiệt Langmuir đối với Cd2+
y = 0.1919x + 66.445
R2 = 0.9819
0
50
100
150
200
0 100 200 300 400 500Ccb(mg/l)
Cc
b/
q(
g/
l)
Hình 2.44: Sự phụ thuộc của Ccb/q vào
Ccb của Cd
2+
y = 0.808Ln(x) - 2.7871
R2 = 0.9933
0
0.5
1
1.5
2
2.5
0 100 200 300 400 500
Ccb(mg/l)
q(
m
g/
g)
Hình 2.45: Đường hấp phụ đẳng
nhiệt Langmuir đối với Ni 2 +
y = 0.279x + 81.838
R2 = 0.9858
0
50
100
150
200
250
0 100 200 300 400 500
Ccb(mg/l)
C
cb
/q
(g
/l)
Hình 2.46: Sự phụ thuộc của Ccb/q vào
Ccb của Ni
2 +
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 61
Từ mô hình hấp phụ đẳng nhiệt Langmuir chúng tôi tính được dung lượng
hấp phụ cực đại qmax và các hằng số Langmuir đối với mỗi ion:
Bảng 2.31: Dung lượng cực đại và hằng số Langmuir của nguyên liệu
Ion Cu
2+
Pb
2+
Mn
2+
Cd
2+
Ni
2+
Dung lượng hấp phụ cực đại qmax
(mg/g)
5,4675 18,9036 3,1235 5,2219 3,5842
Hằng số Langmuir 0,0022 0,0390 0,0023 0,0029 0,0034
* Nhận xét:
Từ kết quả khảo sát cho thấy, nguyên liệu vỏ lạc cũng có khả năng hấp
phụ các ion Cu2+, Pb2+, Mn2+, Cd2+, Ni2+ khá tốt, sự hấp phụ này cũng được mô tả
theo mô hình hấp phụ đẳng nhiệt Langmuir.
Dung lượng hấp phụ cực đại của nguyên liệu vỏ lạc trước khi hoạt hóa nhỏ
hơn dung lượng hấp phụ cực đại của nguyên liệu vỏ lạc sau khi hoạt hóa. Điều
này chứng tỏ, nguyên liệu sau khi hoạt hóa có khả năng hấp phụ tốt hơn nguyên
liệu khi chưa hoạt hóa.
2.7 Khảo sát khả năng tái sử dụng vật liệu hấp phụ
VLHP sau khi giải hấp được rửa sạch axit bằng nước cất tới môi trường trung
tính, để khô. Tiến hành hấp phụ đối với Cu2+, Pb2+ như VLHP mới ở tốc độ
dòng 2,0ml/phút. So sánh khả năng hấp phụ của VLHP tái sinh này với VLHP
mới trong cùng điều kiện về nồng độ đầu. Kết quả được chỉ ra ở bảng 2.32; 2.33
và hình 2.47; 2.48.
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 62
Bảng 2.32: Khả năng hấp phụ ion Cu
2+
và Pb
2+
của VLHP mới
và VLHP tái sinh
Ion Cu
2+
Pb
2+
Co (mg/l) 206,28 205,91
Bed -Volume
Nồng độ thoát (mg/l)
VLHP mới VLHP tái sinh VLHP mới VLHP tái sinh
1 Nd Nd Nd Nd
2 Nd 0,08 Nd Nd
3 0,06 0,06 Nd Nd
4 0,07 3,40 Nd Nd
5 1,42 46,68 Nd Nd
6 45,38 91,79 Nd Nd
7 94,27 113,26 Nd 2,72
8 124,31 146,78 0,03 10,58
9 143,29 159,86 2,21 26,81
10 154,64 164,20 8,14 32,35
11 155,72 164,84 9,23 34,60
12 156,81 166,33 11,05 39,19
13 159,34 165,94 11,39 38,59
14 163,23 167,78 11,87 39,11
15 163,39 168,83 11,96 39,70
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 63
Bảng 2.33: Hiệu suất hấp phụ ion Cu
2+
và Pb
2+
ứng với VLHP mới
và VLHP tái sinh
H1: Hiệu suất của quá trình hấp phụ bởi VLHP mới
H2: Hiệu suất của quá trình hấp phụ bởi VLHP tái sinh
Hiệu suất hấp phụ được tính theo công thức: H(%) = 15
o t
i 1 o
1 C C
15 C
.100 (2.1)
Với: Co: nồng độ đầu của ion kim loại (mg/l)
Ct: nồng độ sau khi ra khỏi cột hấp phụ tại thời điểm t (mg/l).
0
20
40
60
80
100
120
140
160
180
1 3 5 7 9 11 13 15
Bed-Volume
Nồ
ng
đ
ộ
th
oá
t(m
g/
l)
Cu.VLHP mới
Cu.VLHP tái sinh
Hình 2.47: Đường cong thoát của Cu
2+
ứng với VLHP mới và VLHP tái sinh
0
5
10
15
20
25
30
35
40
45
1 3 5 7 9 11 13 15
Bed-Volume
Nồ
ng
độ
th
oá
t(m
g/l
)
Pb.VLHP mới
Pb.VLHP tái sinh
Hình 2.48: Đường cong thoát của Pb
2+
ứng với VLHP mới và VLHP tái sinh
Ion Cu
2+
Pb
2+
H1 (%) 55,99 97,87
H2 (%) 49,62 91,47
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 64
Nhận xét:
Từ kết quả trên cho thấy:
- Hiệu suất hấp phụ ion của VLHP tái sinh đối với ion Pb2+ lớn hơn nhiều so
ion Cu
2+, chứng tỏ khả năng hấp phụ của VLHP tái sinh đối với ion kim loại Pb2+ tốt
hơn của ion kim loại Cu2+.
- VLHP tái sinh có hiệu suất hấp phụ lớn, đồng thời đường cong thoát của
VLHP mới và VLHP tái sinh có dạng tương tự nhau chứng tỏ VLHP tái sinh có khả
năng hấp phụ khá tốt. Như vậy, VLHP chế tạo từ vỏ lạc rất có ưu thế về mặt kinh tế.
2.8 Khảo sát khả năng tách loại và thu hồi ion Ni
2+
trong nước thải nhà máy
Z159 bằng phương pháp hấp phụ trên VLHP chế tạo từ vỏ lạc
2.8.1 Khảo sát khả năng tách loại của ion Ni
2+
Mẫu nước thải chứa Ni2+ sau khi lọc qua giấy lọc có pH bằng 5.65 (nằm
trong khoảng pH tốt nhất cho sự hấp phụ [13]), nồng độ ban đầu Co bằng 0,6154
mg/l. Chuẩn bị cột hấp phụ như đã nêu ở 2.4.1. Điều chỉnh tốc độ dòng 2,0 ml/phút.
cho mẫu nước thải chứa ion Ni2+vào cột hấp phụ. Kết quả được chỉ ra ở bảng 2.34 và
hình 2.49.
Bảng 2.34: Nồng độ nước thải chứa Ni
2+
sau khi ra khỏi cột hấp phụ
Bed-Volume
Co= 0,6954 (mg/l)
Nồng độ thoát Ni2+(mg/l)
(1) (2)
1 Nd
2 0,0823
3 0,5052
4 0,5618
5 0,5743
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 65
(1) (2)
6 0,5832
7 0,6084
8 0,6119
9 0,6147
10 0,6172
0
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
0.7
0 5 10 15
Bed - Volume
No
ng
d
o
th
oa
t
Nong do Ni
Hình 2.49: Đường cong thoát của mẫu nước thải Ni
2+
.
Kết quả cho thấy sau 3 Bed - Volume, nồng độ Ni2+ có trong mẫu nước đã
giảm xuống rõ rệt, điều này được thể hiện trên hình 2.49 khi giá trị nồng độ thoát
của Ni2+ gần đến giá trị nồng độ thoát cực đại. Chứng tỏ vật liệu hấp phụ đã chế
tạo có khả năng hấp phụ tốt ion Ni2+ và có thể ứng dụng trong thực tiễn để xử lý
nguồn nước thải có chứa Ni2+
2.8.2 Khảo sát khả năng giải hấp của ion Ni
2+
Tiến hành giải hấp ở tốc độ dòng 2,0 ml/phút bằng dung dịch HNO3 có
nồng độ là 1,0M. Kết quả được chỉ ra ở bảng 2.35 và hình 2.50.
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 66
Bảng 2.35: Nồng độ nước thải Ni
2+
sau khi ra khỏi cột hấp phụ
0
0.5
1
1.5
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11
Bed - Volume
No
ng
d
o
th
oa
t
Nong do Ni
Hình 2.50: Đường cong giải hấp của mẫu nước thải chứa ion Ni
2+
Kết quả cho thấy, hầu hết lượng Ni2+ có trong nước thải đã được giải hấp ở 2
Bed - Volume đầu. Chứng tỏ VLHP đã chế tạo có khả năng giải hấp khá tốt và cho hiệu
quả kinh tế cao.
Bed-Volume
Co= 0,6954 (mg/l)
Nồng độ thoát
Ni
2+
(mg/l)
1 1,0135
2 0,1103
3 Nd
4 Nd
5 Nd
6 Nd
7 Nd
8 Nd
9 Nd
10 Nd
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 67
KẾT LUẬN
Dựa vào các kết quả thực nghiệm, chúng tôi rút ra một số kết luận sau:
1. Đã chế tạo được VLHP từ nguồn phụ phẩm nông nghiệp là vỏ lạc thông
qua quá trình xử lý bằng dung dịch natri hiđroxit, axit xitric và nhiệt độ.
2. Nghiên cứu ảnh hưởng của tốc độ dòng và nồng độ ban đầu của ion
được hấp phụ đến khả năng hấp phụ của VLHP cho thấy:
- Khảo sát với các tốc độ dòng là 2,0; 2,5 và 3,0 ml/phút cho kết quả: tốc
độ dòng càng chậm thì lượng ion bị hấp phụ càng lớn.
- Trong khoảng nồng độ đầu khảo sát:
Đối với Cu2+: 97,70; 206,28; 296,56; 399,34; 509,13 mg/l
Đối với Pb2+: 107,47; 205,91; 291,14; 406,23; 502,59 mg/l
Đối với Cd2+: 99,02; 185,20; 307,35; 382,50; 502,59 mg/l
Đối với Ni2+: 90,02; 181,64; 293,32; 394,38; 500,24 mg/l
Đối với Mn2+:108,59; 201,17; 300,29; 401,55; 500,23 mg/l
ở cùng một tốc độ dòng, khi nồng độ đầu tăng thì lượng ion tương ứng sau
khi ra khỏi cột hấp phụ cùng một thời điểm tăng, thời gian hoạt động của cột hấp phụ
giảm.
3. Khi khảo sát sự hấp phụ các ion kim loại Cu2+, Pb2+, Cd2+, Mn2+, Ni2+
của VLHP sự hấp phụ được mô tả khá tốt theo mô hình hấp phụ đẳng nhiệt
Langmuir. Điều này được thể hiện qua hệ số hồi quy của phương trình Langmuir
đối với Cu2+, Pb2+, Cd2+, Mn2+, Ni2+ lần lượt là 0,9676; 0,9529; 0,9741; 0,9743;
0,9858.
4. Nghiên cứu ảnh hưởng của tốc độ dòng và nồng độ axit HNO3 đến khả
năng giải hấp cho thấy:
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 68
- Khảo sát với các tốc độ dòng là 2,0; 2,5; 3,0 ml/phút thì tốc độ dòng
càng chậm lượng ion giải hấp được càng lớn.
- Trong khoảng nồng độ axit HNO3 khảo sát, khi tăng nồng độ axit thì
lượng ion giải hấp được tăng và xuất hiện trong thời gian càng ngắn.
- Khi dùng axit HNO3 làm chất rửa giải thì khả năng giải hấp tốt.
5. Khảo sát khả năng hấp phụ của nguyên liệu vỏ lạc cho thấy, nguyên liệu vỏ lạc
cũng có khả năng hấp phụ các ion Cu2+, Pb2+, Cd2+, Mn2+, Ni2+ khá tốt theo mô
hình hấp phụ đẳng nhiệt Langmuir. Tuy nhiên kết quả nghiên cứu cũng chỉ rõ
nguyên liệu sau khi hoạt hóa có khả năng hấp phụ tốt hơn nguyên liệu khi chưa
hoạt hóa.
6. Nghiên cứu việc tái sử dụng VLHP cho thấy VLHP tái sinh còn khả năng hấp
phụ, hiệu suất hấp phụ của VLHP tái sinh giảm không nhiều so với VLHP mới.
7. Dùng VLHP chế tạo được xử lý nước thải chứa Ni2+ của nhà máy Z159,
kết quả cho thấy sau hai lần hấp phụ (2 Bed -Volume) nồng độ Ni2+ đã giảm
xuống mức cho phép đối với nước thải công nghiệp theo TCVN 5945- 2005.
Như vậy, việc sử dụng VLHP chế tạo từ vỏ lạc để tách loại, thu hồi các
ion Cu
2+
, Pb
2+
, Cd
2+
, Mn
2+
, Ni
2+
cho kết quả tốt, mặt khác, quy trình xử lý đơn
giản, giá thành rẻ nên có thể triển khai nghiên cứu, ứng dụng trong việc xử lý
nguồn nước bị ô nhiễm bởi những kim loại này.
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 69
TÀI LIỆU THAM KHẢO
[1]. Lê Văn Cát (2002), Hấp phụ và trao đổi ion trong kĩ thuật xử lý nước thải ,
Nhà xuất bản Thống kê Hà Nội.
[2]. Lê Văn Cát (1999), Cơ sở hóa học và kĩ thuật xử lý nước ,
Nhà xuất bản Thanh niên Hà Nội.
[3]. Đặng Kim Chi (2005), Hóa học môi trường, Nhà xuất bản Khoa học và
Kỹ thuật.
[4]. Dương Thị Hạnh (2005), Nghiên cứu khả năng sử dụng vật liệu hấp phụ
chế tạo từ tro bay để xử lý các nguồn nước bị ô nhiễm các kim loại nặng kẽm và
niken, Khóa luận tốt nghiệp Đại học, Đại học Quốc gia Hà Nội.
[5]. Nguyễn Đình Huề (2000), Hóa lí, Tập II, Nhà xuất bản Giáo dục.
[6]. Phạm Luận (1998), Cơ sở lý thuyết của phương pháp phân tích phổ phát xạ và phổ
hấp thụ nguyên tử, Phần II, Đại học Khoa học Tự nhiên, Đại học Quốc gia Hà Nội.
[7]. Hoàng Nhâm (2003), Hóa vô cơ, Tập II, TậpIII , Nhà xuất bản Giáo dục.
[8]. Trần Văn Nhân, Nguyễn Thạc Sửu, Nguyễn Văn Tuế (2004), Giáo trình hóa lí, Tập II ,
Nhà xuất bản Giáo dục.
[9]. Hồ Viết Quý (2005), Các phương pháp phân tích công cụ trong hóa học
hiện đại, Nhà xuất bản Đại học Sư phạm Hà Nội.
[10]. Đỗ Đình Rãng (2007), Hóa học hữu cơ, Nhà xuất bản Giáo dục.
[11]. Trịnh Thị Thanh (2003), Độc học môi trường và sức khỏe con người,
Nhà xuất bản Đại học Quốc gia Hà Nội.
[12]. Trần Thị Huyền Trang (2008), Nghiên cứu sử dụng vật liệu hấp phụ
chế tạo từ vỏ lạc để tách loại, thu hồi các kim loại nặng cadmi, mangan, niken
trong môi trường nước, Khóa luận tốt nghiệp Đại học, Đại học Sư phạm, Đại học
Thái Nguyên.
[13]. Nguyễn Mạnh Trường (2007), Nghiên cứu khả năng hấp phụ một số ion
kim loại nặng trên vật liệu hấp phụ chế tạo từ vỏ lạc và thăm dò xử lý môi trường, Khóa
luận tốt nghiệp Đại học, Đại học Sư phạm, Đại học Thái Nguyên.
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 70
[14]. Phạm Nguyệt Tú (2006), Nghiên cứu sử dụng vật liệu chế tạo từ lõi ngô để xử lý
nguồn nước bị ô nhiễm dầu và một số kim loại nặng, Khóa luận tốt nghiệp Đại học, Đại học
Khoa học Tự nhiên, Đại học Quốc gia Hà Nội.
[15]. XI. Venexki (1970), Những câu chuyện về kim loại, Nhà xuất bản
Khoa học và Kỹ thuật.
[16]. Tiêu chuẩn Việt Nam 2005, Bộ Tài nguyên và Môi trường.
Tiếng Anh
[17]. Osvaldo Karnitz Jr, L.V.A. Gurgel, J.C.P. de Melo, V.R. Botaro, T.M.S.
Melo, R.P.de Freitas Gil and L.F. Gil (2007), Adsorption of heavy metal ion from
aqueous single metal solution by chemically modified sugarcane bagasse, Bioresource
Technology, 98, 1291-1297.
[18]. W.E.Masshall, L.H.Wartelle, D.E. Borler, M.M.Johns, C.A. Toles (1999),
Enhanced metal adsorption by soybean hulls modified with xitric acid, Southern
Regional Reseacrh Center, USA, Bioresource Technology, p 263 – 268.
[19]. Ladda meesuk anun Khomak and Patra Pengtum makirati (2003),
“Removal of heavy metal ions by agricultural wastes”, Thailand.
[20]. W.E. Marshall., L.H. Wartelle., D.E. Boler, M.M. Johns., C.A. Toles.
(1999), “Enhanced metal adsorption by soybean hulls modified with citric acid”,
Bioresource Technology 69, pp. 263-268
[21]. Trivette Vanghan., Chung W.Seo., Wayne E.Marshall (2001),
“Removal of selected metal ions from aqueous solution using modified
corncobs”, Bioresource Technology, pp.133-139.
[22].
Các file đính kèm theo tài liệu này:
- doc283.pdf