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

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

pdf75 trang | Chia sẻ: banmai | Lượt xem: 1923 | Lượt tải: 0download
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:

  • pdfdoc283.pdf