3.6. Kết quả khảo sát các yếu tố ảnh hưởng tới quá trình hấp phụ kim loại của VLHP
3.6.1. Kết quả khảo sát các yếu tố ảnh hưởng tới quá trình hấp phụ kim loại của VLHP đối với Cu 2+
3.6.1.1. Kết quả ảnh hưởng của thời gian
Bảng 3-3 Ảnh hưởng của thời gian đến khả năng hấp của VLHP đối với ion Cu2+. Lần Thời gian (phút) C0 (mg/l) Ccb (mg/l) H (%) q (mg/l)
Lần 1
5 633,60 454,40 28,28 17,92
10 633,60 313,60 50,51 32,00
20 633,60 307,20 51,52 32,64
5 633,60 454,40 28,28 17,92
45 633,60 300,80 52,53 33,28
60 633,60 294,40 53,54 33,92
90 633,60 294,40 53,54 33,92
Lần 2 5 633,60 467,20 26,26 16,64
Bảng 3-3 Ảnh hưởng của thời gian đến khả năng hấp của VLHP đối với ion Cu2+. Lần Thời gian (phút) C0 (mg/l) Ccb (mg/l) H (%) q (mg/l)
Lần 2
10 633,60 320,00 49,49 31,36
20 633,60 313,60 50,51 32,00
30 633,60 307,20 51,52 32,64
45 633,60 300,80 52,53 33,28
60 633,60 300,80 52,53 33,28
90 633,60 288,00 54,55 34,56
Lần 3
5 633,60 448,00 29,29 18,56
10 633,60 307,20 51,52 32,64
20 633,60 300,80 52,53 33,28
30 633,60 294,40 53,54 33,92
45 633,60 294,40 53,54 33,92
60 633,60 294,40 53,54 33,92
90 633,60 275,20 56,57 35,84
Trung bình
5 633,60 456,53 27,95 17,71
10 633,60 313,60 50,51 32,00
20 633,60 307,20 51,52 32,64
30 633,60 300,80 52,53 33,28
45 633,60 298,67 52,86 33,49
60 633,60 296,53 53,20 33,71
90 633,60 285,87 54,88 34,77
Hình 3-6 sự phụ thuộc của thời gian đến dung lượng hấp phụ với ion Cu2+
Từ các kết quả ở bảng 3-3 và hình 3-6, chúng tôi thấy trong khoảng thời gian khảo sát từ 5 đến 90 phút, thì khoảng từ 5 đến 10 phút đầu dung lượng hấp phụ ion Cu2+ của VLHP tăng nhanh và từ 10 đến 20 phút tiếp theo dung lượng hấp phụ tăng chậm và sau 20 phút dung lượng hấp phụ Cu2+ là tương đối ổn định. Do đó, chúng tôi cho rằng thời gian đạt cân bằng hấp phụ đối với Cu2+ là từ 30 đến 60 phút và chọn khoảng thời gian này để nghiên cứu tiếp theo đối với Cu2+.
3.6.1.2. Kết quả ảnh hưởng của pH
Bảng 3-4 Ảnh hưởng của pH đến khả năng hấp của VLHP đối với ion Cu2+.
Lần pH C0 (mg/l) Ccb (mg/l) H (%) q (mg/l)
Lần 1
1,80 633,60 614,40 3,03 1,92
2,30 633,60 364,80 42,42 26,88
3,02 633,60 300,80 52,53 33,28
3,90 633,60 294,40 53,54 33,92
5,21 633,60 294,40 53,54 33,92
Lần 2
1,80 633,60 608,00 4,04 2,56
2,30 633,60 352,00 44,44 28,16
3,02 633,60 294,40 53,54 33,92
0 5 10 15 20 25 30 35 40
5 10 20 30 45 60 90
q (mg/l)
Thời gian (phút)
Bảng 3-4 Ảnh hưởng của pH đến khả năng hấp của VLHP đối với ion Cu2+.
Lần pH C0 (mg/l) Ccb (mg/l) H (%) q (mg/l)
Lần 2 3,90 633,60 294,40 53,54 33,92
5,21 633,60 300,80 52,53 33,28
Lần 3
1,80 633,60 608,00 4,04 2,56
2,30 633,60 352,00 44,44 28,16
3,02 633,60 300,80 52,53 33,28
3,90 633,60 300,80 52,53 33,28
5,21 633,60 294,40 53,54 33,92
Trung bình
1,80 633,60 610.13 3,70 2,35
2,30 633,60 356.27 43,77 27,73
3,02 633,60 298.67 52,86 33,49
3,90 633,60 296.53 53,20 33,71
5,21 633,60 296.53 53,20 33,71
Hình 3-7 Sự phụ thuộc của pH đến dung lượng hấp phụ của VLHP đối với ion Cu2+.
Từ các kết quả ở bảng 3-4 và hình 3-7, chúng tôi thấy trong khoảng pH khảo sát từ 1.8 đến 5.21, thì khoảng từ 1,8 đến 2,3 dung lượng hấp phụ ion Cu2+ của VLHP tăng nhanh và từ 2,3 đến 3,02thì dung lượng hấp phụ tăng chậm và sau 3,02 thì dung lượng hấp phụ Cu2+ là tương đối ổn định. Do đó, chúng tôi cho rằng pH đạt cân bằng hấp phụ
0 5 10 15 20 25 30 35 40
1.8 2.3 3.02 3.9 5.21
q (mg/l)
pH
đối với Cu2+ là từ 3,02 đến 5,21 và chọn khoảng pH này để nghiên cứu tiếp theo đối với Cu2+.
3.6.1.3. Kết quả ảnh hưởng của nồng độ
Bảng 3-5 Ảnh hưởng của nồng độ đến khả năng hấp của VLHP đối với ion Cu2+.
Lần C0 (mg/l) Ccb (mg/l) H (%) q (mg/g)
Lần 1
60,80 19,20 68,42 4,16
162,13 51,20 68,42 11,09
312,53 102,40 67,24 21,01
478,93 217,60 54,57 26,13
632,53 294,40 53,46 33,81
Lần 2
60,80 19,20 68,42 4,16
162,13 51,20 68,42 11,09
312,53 108,80 65,19 20,37
478,93 211,20 55,90 26,77
632,53 300,80 52,44 33,17
Lần 3
60,80 19,20 68,42 4,16
162,13 44,80 72,37 11,73
312,53 96,00 69,28 21,65
478,93 217,60 54,57 26,13
632,53 294,40 53,46 33,81
Trung bình
60.8 19.20 68.42 4.16
162.13 49.07 69.74 11.31
312.53 102.40 67.24 21.01
478.93 215.47 55.01 26.35
632.53 296.53 53.12 33.60
Hình 3-8 Sự phụ thuộc của nồng độ đến dung lượng hấp phụ của VLHP đối với ion Cu2+.
Từ các kết quả ở bảng 3-5 và hình 3-7, chúng tôi thấy trong khoảng nồng độ khảo sát từ 60,8 đến 632,53mg.l-1 , thì khi tăng nồng độ thì dung lượng hấp phụ của VLHP đối với ion Cu2+ tăng, còn hiệu suất thì giảm.
3.6.1.4. Cân bằng hấp phụ của ion Cu2+
Từ các kết quả thu được chúng tôi nghiên cứu cân bằng hấp phụ với mỗi ion kim loại theo mô hình đường đẳng nhiệt hấp phụ Langmuir.
Từ mô hình đường đẳng nhiệt hấp phụ Langmuir đối với ion kim loại Cu2+chúng tôi tính được các giá trị dung lượng hấp phụ cực đại qmax và các hệ số Langmuir K của kim loại Cu2+ là:
Dung lượng hấp phụ cực đại qmax (mg.g-1): 46,73 mg.g-1 Hằng số Langmuir K: 0,00084
0 5 10 15 20 25 30 35 40
60.8 162.13 312.53 478.93 632.53
q (mg/g)
C0(mg/l)
Hình 3-9. Đường đẳng nhiệt hấp phụ Langmuir đối với Cu2+
Hình 3-10. Sự phụ thuộc của Ccb/q vào Ccbcủa Cu2+.
3.3.2. Kết quả khảo sát các yếu tố ảnh hưởng tới quá trình hấp phụ kim loại của VLHP đối với Pb2+.
3.3.2.1. Ảnh hưởng của thời gian
0 5 10 15 20 25 30 35
0 500 1000 1500 2000 2500
q (mg/g)
Ccb(mg/l)
y = 0.0214x + 25.303 R² = 0.8997
0 10 20 30 40 50 60 70 80
0 500 1000 1500 2000 2500
Ccb/q (g/l)
Ccb(mg/l)
Bảng 3-6 Ảnh hưởng của thời gian đến khả năng hấp của VLHP đối với ion Pb2+.
Lần Thời gian
(phút) C0 (mg/l) Ccb (mg/l) H (%) q (mg/l)
Lần I
10 2691,00 2380,50 11,54 31,05
20 2691,00 2359,80 12,31 33,12
40 2691,00 2277,00 15,38 41,40
60 2691,00 2214,90 17,69 47,61
80 2691,00 2214,90 17,69 47,61
100 2691,00 2214,90 17,69 47,61
120 2691,00 2214,90 17,69 47,61
Lần 2
10 2691,00 2380,50 11,54 31,05
20 2691,00 2339,10 13,08 35,19
40 2691,00 2297,70 14,62 39,33
60 2691,00 2235,60 16,92 45,54
80 2691,00 2235,60 16,92 45,54
100 2691,00 2235,60 16,92 45,54
120 2691,00 2152,80 20,00 53,82
Lần 3
10 2691,00 2421,90 10,00 26,91
20 2691,00 2359,80 12,31 33,12
40 2691,00 2297,70 14,62 39,33
60 2691,00 2277,00 15,38 41,40
80 2691,00 2214,90 17,69 47,61
100 2691,00 2214,90 17,69 47,61
120 2691,00 2214,90 17,69 47,61
Trung bình
10 2691,00 2394,30 11,03 29,67
20 2691,00 2352,90 12,56 33,81
40 2691,00 2290,80 14,87 40,02
60 2691,00 2242,50 16,67 44,85
80 2691,00 2221,80 17,44 46,92
100 2691,00 2221,80 17,44 46,92
120 2691,00 2194,20 18,46 49,68
Hình 3-11 Sự phụ thuộc của thời gian đến dung lượng hấp phụ với ion Pb2+.
Từ các kết quả ở bảng 3-6 và hình 3-11, chúng tôi thấy trong khoảng thời gian khảo sát từ 10 đến 120 phút, thì khoảng từ 10 đến 60 phút đầu dung lượng hấp phụ ion Pb2+của VLHP tăng đều và từ 60 đến 80 phút tiếp theo dung lượng hấp phụ tăng chậm, từ80 đến 100 phút thì dung lượng hấp phụ Pb2+là tương đối ổn định và sau đó thì dung lượng hấp phụ tiếp tục tăng. Do đó, chúng tôi cho rằng thời gian đạt cân bằng hấp phụ đối với Pb2+ từ 80 đến 100 phút và chọn khoảng thời gian này để nghiên cứu tiếp theo đối với Pb2+.
3.3.2.2. Ảnh hưởng của pH
Bảng 3-7 Ảnh hưởng của pH đến khả năng hấp của VLHP đối với ion Pb2+.
Lần pH C0 (mg/l) Ccb (mg/l) H (%) q (mg/g)
Lần 1
1,00 2691,00 2380,5 11.54 31.05
2,16 2691,00 2297,7 14.62 39.33
3,06 2691,00 2214,9 17.69 47.61
3,50 2691,00 2194,2 18.46 49.68
4,06 2691,00 2194,2 18.46 49.68
4,94 2691,00 2111,4 21.54 57.96
0 10 20 30 40 50 60
10 20 40 60 80 100 120
q (mg/l)
Thời gian (phút)
Bảng 3-7 Ảnh hưởng của pH đến khả năng hấp của VLHP đối với ion Pb2+.
Lần pH C0 (mg/l) Ccb (mg/l) H (%) q (mg/g)
Lần 2
1,00 2691,00 2463,30 8,46 22,77
2,16 2691,00 2339,10 13,08 35,19
3,06 2691,00 2214,90 17,69 47,61
3,50 2691,00 2194,20 18,46 49,68
4,06 2691,00 2194,20 18,46 49,68
4,94 2691,00 2132,10 20,77 55,89
Lần 3
1,00 2691,00 2442,60 9,23 24,84
2,16 2691,00 2380,50 11,54 31,05
3,06 2691,00 2214,90 17,69 47,61
3,50 2691,00 2173,50 19,23 51,75
4,06 2691,00 2173,50 19,23 51,75
4,94 2691,00 2111,40 21,54 57,96
Trung bình
1,00 2691,00 2428,80 9,74 26,22
2,16 2691,00 2339,10 13,08 35,19
3,06 2691,00 2214,90 17,69 47,61
3,50 2691,00 2187,30 18,72 50,37
4,06 2691,00 2187,30 18,72 50,37
4,94 2691,00 2118,30 21,28 57,27
0 10 20 30 40 50 60 70
1 2.16 3.06 3.5 4.06 4.94
q (mg/l)
pH
Hình 3-12 Sự phụ thuộc của pH đến dung lượng hấp phụ của VLHP đối với ion Pb2+.
Từ các kết quả ở bảng 3-7 và hình 3-12, chúng tôi thấy trong khoảng pH khảo sát từ 1 đến 4,94. Khoảng từ 1 đến 3,06 thì dung lượng hấp phụ ion Pb2+của VLHP tăng đều và từ 3,06 đến 3,05 thì dung lượng hấp phụ tăng chậm, từ 3,5 đến 4,06 thì dung lượng hấp phụ Pb2+là tương đối ổn định và sau đó thì dung lượng hấp phụ tiếp tục tăng. Do đó, chúng tôi cho rằng pH đạt cân bằng hấp phụ đối với Pb2+ từ 3,5 đến 4,06 và chọn khoảng thời gian này để nghiên cứu tiếp theo đối với Pb2+.
3.3.2.3. Ảnh hưởng của nồng độ
Bảng 3-8 Ảnh hưởng của nồng độ đến khả năng hấp của VLHP đối với ion Pb2+.
Lần C0 (mg/l) Ccb (mg/l) H (%) q (mg/g)
Lần 1
252,54 186,30 26,23 6,62
606,51 476,10 21,50 13,04
1211,00 952,20 21,37 25,88
1800,90 1490,40 17,24 31,05
2442,60 2070,00 15,25 37,26
Lần 2
252,54 198,72 21,31 5,38
606,51 476,10 21,50 13,04
1211,00 1035,00 14,53 17,60
1800,90 1593,90 11,49 20,70
2442,60 2111,40 13,56 33,12
Lần 3
252,54 186,30 26,23 6,62
606,51 434,70 28,33 17,18
1211,00 952,20 21,37 25,88
1800,90 1656,00 8,05 14,49
2442,60 2173,50 11,02 26,91
Trung bình
252,54 190,44 24,59 6,21
606,51 462,30 23,78 14,42
1211,00 979,80 19,09 22,08
1800,90 1580,10 12,26 23,12
2442,60 2118,30 13,28 32,43
Hình 3-13 Sự phụ thuộc của nồng độ đến dung lượng hấp phụ của VLHP đối với ion Pb2+.
Từ các kết quả ở bảng 3.8 và hình 3.12, chúng tôi thấy trong khoảng nồng độ khảo sát từ 252,54 đến 1211mg.l-1 tăng nhanh, từ 1211 đến 1800.9 mg.l-1 thì tăng rất chậm và sau đó thì lại tiếp tục tăng nhanh, do đó chung tôi cho rằng nồng độ cân bằng đạt hấp phụ của ion Pb2+ là từ 1211 đến 1800,9 mg.l-1.
3.3.2.4. Cân bằng hấp phụ
Hình 3-14 Đường đẳng nhiệt hấp phụ Langmuir đối với Pb2+
0 5 10 15 20 25 30 35
252.54 606.51 1211 1800.9 2442.6
q (mg/l)
C0(mg/l)
0 5 10 15 20 25 30 35
0 500 1000 1500 2000 2500
Hình 3-15 Sự phụ thuộc của Ccb/q vào Ccbcủa Pb2+.
Từ các kết quả thu được chúng tôi nghiên cứu cân bằng hấp phụ với mỗi ion kim loại theo mô hình đường đẳng nhiệt hấp phụ Langmuir.
Từ mô hình đường đẳng nhiệt hấp phụ Langmuir đối với ion kim loại Pb2+chúng tôi tính được các giá trị dung lượng hấp phụ cực đại qmax và các hệ số Langmuir K của kim loại Pb2+ là:
Dung lượng hấp phụ cực đại qmax (mg.g-1): 47.62 mg.g-1 Hằng số Langmuir K : 0,00083
y = 0.0214x + 25.352 R² = 0.9
0 10 20 30 40 50 60 70 80
0 500 1000 1500 2000 2500