Nghiên cứu một số tính chất hóa lý về hấp phụ của hạt hấp phụ chế tạo từ bùn đỏ

MỞ ĐẦU
1 Lý do chọn đề tài:
Ô nhiễm nước trên thế giới nói chung và ở Việt Nam nói riêng đang là một vấn đề nhức
nhối hiện nay bởi những tác hại to lớn của chúng đến chất lượng môi trường và sức khỏe con
người trên toàn thế giới. Đặc biệt từ khi cuộc cách mạng khoa học công nghệ ra đời một mặt năng
suất lao động nâng cao một cách đáng kể, nhưng đồng thời kèm theo đó là mức độ tàn phá môi
trường sống của chính chúng ta ngày càng đáng sợ và nghiêm trọng hơn. Nước thải công nghiệp
kèm theo các chất độc hại như kim loại nặng đang là mối nguy hiểm đối với môi trường cũng như
chất lượng cuộc sống của người dân.
Ở Việt Nam, ô nhiễm môi trường nước cũng đang ở mức báo động. TP. Hồ Chí Minh, Đà
Nẵng, Vinh, Hà Nội, Hải Phòng và các thành phố lớn là những nơi dẫn đầu về mức độ ô nhiễm: Ô
nhiễm hữu cơ, ô nhiễm vô cơ, ô nhiễm kim loại nặng. Đặc biệt là ô nhiễm kim loại nặng đang là
vấn đề báo động ở các khu công nghiệp , các cơ sở sản xuất.
Hiện nay các nhà khoa học trong và ngoài nước đang nỗ lực nghiên cứu các phương pháp
khác nhau để loại bỏ kim loại nặng trong nước đến mức chấp nhận được đồng thời cũng đảm bảo
tính hiệu quả về mặt kinh tế. Ngoài các phương pháp vật lý, hóa học cũng như sinh học đã và
đang dùng hoặc đang được nghiên cứu để đưa vào ứng dụng thì việc nghiên cứu sử dụng các vật
liệu, chất liệu là vấn đề cần thiết cho bất cứ một ngành nghề nào. Đặc biệt sử dụng các vật liệu tự
nhiên, tái sử dụng các phế thải thân thiện với môi trường luôn được đặt lên hàng đầu nhằm không
gây tổn hại tới môi trường, đảm bảo cho sự phát triển bền vững mà vẫn đem lại hiệu quả cao khi
sử dụng.
Kim loại nặng có vai trò thật sự to lớn trong quá trình phát triển của loài người, đặc biệt
trong các ngành công nghiệp. Tuy nhiên chất thải có chứa kim loại nặng ở trạng thái ion ( kim loại
nặng tồn tại trong nước, đất…) thỡ nú lại cực kỳ độc hại với con người, thực vật, động vật nếu nó
thâm nhập vào cơ thể. Tích lũy với nồng độ cao kim loại nặng có thể gây ung thư cho con người,
động vật, còn thực vật không phát triển được…
Hiện nay có nhiều công trình nghiên cứu nhằm tìm ra phương pháp tối ưu nhất để loại bỏ
ion kim loại nặng ra khỏi môi trường bị ô nhiễm. Trong phạm vi của đề tài, chúng tôi chỉ nghiên
cứu loại bỏ kim loại nặng ra khỏi môi trường nước.
Đề tài nghiên cứu sự hấp phụ của hạt hấp phụ chế tạo từ bùn đỏ nhằm tìm thêm một phương
pháp mới có thể loại bỏ kim loại nặng ra khỏi môi trường bị ô nhiễm kim loại nặng.

Hiện nay nguyên liệu bùn đỏ có rất nhiều. Bùn đỏ là chất thải ra trong tiến trình tinh luyện
từ bauxit đến alumina. Nếu nghiên cứu thành công khả năng hấp phụ của hạt hấp phụ chế tạo từ
bùn đỏ đối với ion kim loại nặng sẽ mang lại hiệu quả kinh tế rất lớn, tận dụng và xử lý được
nguồn phế thải trong công nghiệp. Đây là một nét mới của đề tài, những đề tài tương tự đó cú trờn
1
thế giới, nhưng chưa được công bố ở nước ta . Chính vì thế chúng tôi chọn đề tài: “Nghiờn cứu
một số tính chất hóa lý về hấp phụ của hạt hấp phụ chế tạo từ bùn đỏ”.
2. Mục đích nghiên cứu
• Nghiên cứu một số tính chất húa lớ cơ bản để từ đó xác định các thông số húa lớ phục vụ
cho công nghệ chế tạo vật liệu xử lý môi trường.
• Tạo ra một vật liệu mới giá thành thấp đáp ứng được nhu cầu xử lí môi trường ngày càng
tăng.
3. Đối tượng nghiên cứu:
• Chất hấp phụ: Hạt chế tạo từ bùn đỏ
• Chất bị hấp phụ: Dung dịch chứa các ion kim loại nặng.
4. Nhiệm vụ nghiên cứu:
• Nghiên cứu tạo hạt hấp phụ từ bùn đỏ
• Nghiên cứu nhiệt động học quá trình hấp phụ của hạt hấp phụ chế tạo từ bùn đỏ với các
ion kim loại nặng.
5. Phương pháp nghiên cứu:
• Phương pháp nghiên cứu lý thuyết.
- Nghiên cứu cấu trúc và đặc điểm của các mẫu
- Nghiên cứu lý thuyết hấp phụ
- Nghiên cứu lý thuyết về điểm điện tích không
- Nghiên cứu phương pháp xử lý và phân tích kết quả thí nghiệm.
• Phương pháp nghiên cứu thực nghiệm
- Thu thập xử lý mẫu
- Tiến hành phân tích cấu trúc các mẫu bằng phương pháp XRD, XRF.
- Chuẩn bị các dung dịch chứa ion kim loại với nồng độ khác nhau.
- Tiến hành thí nghiệm đánh giá khả năng hấp phụ ion kim loại bằng các mẫu theo

nồng độ, thời gian, nhiệt độ, theo pH dung dịch, tỷ lệ vật liệu hấp phụ, v.v và đo
nồng độ bẵng phương pháp AAS.
- Đo điểm điện tích không của các mẫu thí nghiệm
• Nghiên cứu tính chất đẳng điện
• Nghiên cứu tích chất nhiệt động học của các quá trình hấp phụ phụ thuộc theo nồng độ.
• Tìm phương pháp chế tạo ra một số dạng hạt vật liệu để ứng dụng thực tế.
2
6. Giả thuyết khoa học.
- Dựa vào thành phần cơ bản của bùn đỏ có hàm lượng Al
2
O
3
= 15-25%; Fe
2
O
3
= 17,1-
22,3% gần giống với đá Bazan ( Các nghiên cứu gần đây đã cho kết quả đá Bazan có khả năng
hấp phụ tốt các ion kim loại nặng trong nước thải).
- Dựa vào những báo cáo khoa học về khả năng hấp phụ ion kim loại nặng của hạt chế tạo
từ bùn đỏ [ 12, 14, 61 ].
Vì vậy chúng tôi sẽ đi sâu nghiên cứu các tính chất hóa lý cơ bản về hấp phụ của hạt hấp
phụ chế tạo từ bùn đỏ.
NỘI DUNG
CHƯƠNG I: TỔNG QUAN
I.1 Tổng quan về Bauxite [ 5 ]
I.2 Quá trình hình thành và phân bố.
I.2.1 Hình thành
I.2.2 Phân bố [5]
I.2.3 Thành phần khoáng vật

I.2.4 Thành phần hóa học
I.3 Bùn đỏ.
I.3.1 Nguồn phát sinh chất thải bùn đỏ
1.3.2 Bùn đỏ
1.3.4 Tình hình thải bùn đỏ tại Việt Nam.[12]
I.3.5 Công nghệ xử lý bùn đỏ.[12]
I.4 Một số vấn đề về ô nhiễm kim loại nặng.
I.4.1 Tình trạng ô nhiễm môi trường chung
I.4.2 Ô nhiễm kim loại nặng
I.4.3 Hậu quả của ô nhiễm kim loại nặng đến sức khỏe con người
I.4.4 Xử lý ô nhiễm kim loại nặng bằng các phương pháp hóa lý.
I.5 Điểm điện tích không PZC (Point of zero charge) [19]
Khái niệm cơ bản.
3
PZC là một khái niệm liên quan đến hiện tượnghấp phụvà nó mô tả tình trạng khi mật độ
điện tích trên bề mặt là không. Nó thường được xác định liên quan đến một pH và giá trị PZC
được gán một cho chất nền hay hạt keo.
Giá trị pH mà ở đó mật độ các ion tích điện trên bề mặt ở trạng thái cân bằng gọi là điểm điện
tích không PZC.
Nếu độ pH nhỏ hơn giá trị PZC, hệ thống này được gọi là "phía dưới PZC." Khi ấy nước
cho ion H
+
nhiều hơn OH
-
vì vậy các bề mặt được tích điện dương kết quả là hấp phụ anion tốt
hơn. Ngược lại ở trên PZC bề mặt chất hấp phụ mang điện tích âm sẽ hấp phụ Cation tốt hơn.
I.6 Hấp phụ
I.6.1 Bản chất của quá trình hấp phụ
Trong quá trình hấp phụ có toả ra một nhiệt lượng, gọi là nhiệt hấp phụ. Bề mặt càng lớn
tức độ xốp của chất hấp phụ càng cao thì nhiệt hấp phụ toả ra càng lớn.

Có 2 quá trình hấp phụ: hấp phụ vật lý và hấp phụ hóa học
I.6.2 Nhiệt hấp phụ
• Nhiệt hấp phụ hóa học khá lớn, từ 40 ữ 800 kJ/mol, nhiều khi gần bằng nhiệt của phản ứng hóa
học. Vì vậy nó tạo thành mối nối hấp phụ khá bền và muốn đẩy chất bị hấp phụ ra khỏi bề mặt
xúc tác rắn cần nhiệt độ khá cao.
• Nhiệt hấp phụ lý học thường không lớn, gần bằng nhiệt hóa lỏng hay bay hơi của chất bị hấp
phụ ở điều kiện hấp phụ và thường nhỏ hơn 20 kJ/mol.
I.6.3 Lượng chất bị hấp phụ
I.6.4 Sự phụ thuộc của nhiệt độ
• Hấp phụ lý học thường xảy ra ở nhiệt độ thấp, khi nhiệt độ tăng thì lượng chất hấp phụ giảm.
• Hấp phụ hóa học thường tiến hành ở nhiệt độ cao hơn hấp phụ lý học, ở nhiệt độ thấp thì lượng
chất hấp phụ hóa học giảm và khi nhiệt độ lớn hơn nhiệt độ tối ưu thì lượng chất hấp phụ hóa học
cũng giảm.
I.6.5 Tính chất của các điểm hấp phụ
I.6.6 Năng lượng hoạt hóa hấp phụ
I.6.7 Trạng thái của chất bị hấp phụ
I.6.8 Cân bằng và đẳng nhiệt hấp phụ:
* Hấp phụ đẳng nhiệt
* Phương trình đẳng nhiệt Langmuir
Giả thuyết của Langmuir (1918):
4
k
a
k
d
= K
l
n
i
= n

(K
l
.C
e
)
1 + K
l
+ C
e
q = q
m
(K
l
.C
e
)
1 + K
l
.C
e
1
q
e
=
1
q
m
+
1
q

m
.K
L
1
C
e
.
C
e
q
e
=
1
q
m
+
1
q
m
.K
L
C
e
(7)


.
q=f (C) (1)
Tốc độ hấp phụ r
a

và nhả hấp phụ r
d

có thể tính bằng:
r
a
= ( n – n
i
).k
a
.C
e
(3)
r
d
= n
i
.k
d
n: là tổng số tâm
n
i
: là số tâm đã bị chiếm chỗ
k
a
, k
d

: hằng số tốc độ hấp phụ, nhả hấp
Khi đạt cân bằng r

a
= r
d
. Đặt => được (4)
Vì mỗi tõm chỉ chứa một phõn tử bị hấp phụ nên n được coi là nồng độ chất
hấp phụ
tối đa và n
i
bằng nồng độ chất bị hấp phụ trong trạng thái cân bằng với C
e
của chất hấp phụ.
(5)
Biểu thức (5) gọi là phương rình Langmuir được xõy dựng cho hệ hấp phụ khí rắn, mô tả
mối quan hệ giữa q và C.
Biểu thức (5) ta có thể viết thành:
Với:
q
e
: nồng độ chất bị hấp phụ trong trạng thái cân bằng với C
e
q
m
: nồng độ chất bị hấp phụ tối đa
K: hằng số hấp phụ
C: Nồng độ cân bằng của chất hấp bị hấp phụ
5
(6) hoặc
q =
( C
0

– C
e
).V
(2)
m
a =>
=
1
q
m
1
a
= q
m
(9)
=
1
q
m
.K
L
1
b.
a
b
1
a
b => K
l
=

1
b.q
m
=
=
(10)
X
m
=
K.C
1/n
X
m
=
log logK +
1
n
log
C
Biểu thức (7) có dạng phương trình y = a.x +b (8)
Trong đó:
x
i
, y
i
là các số liệu thực nghiệm
a : hệ số góc
b: hằng số
Từ (7) và (8) suy ra:
* Phương trình đẳng nhiệt Freundlich

Khi quan sát mối tương quan giữa q và C từ thực nghiệm, Freundlich (1906) nhận
thấy nó có tính hàm mũ nên ông đưa ra phương trình mô tả hoàn toàn có tính chất kinh
nghiệm. [19]
Hoặc
Trong đó
X: lượng chất bị hấp thụ (mg) M: Khối lượng chất hấp thụ (g)
C: Nồng độ chất bị hấp thụ còn lại trong dung dịch sau khi quá trình hấp thụ xảy ra hoàn
toàn (mg/l)
K và n: hằng số
I.6.9 Các yếu tố ảnh hưởng tới quá trình hấp phụ
I.7 Phương pháp nghiên cứu bùn đỏ
6
Phương pháp quang phổ hấp thụ nguyên tử (AAS) [19]
CHƯƠNG II : THỰC NGHIỆM
II.1 Tạo hạt hạt hấp phụ từ Bùn đỏ.
II.1.1 Xác định thành phần nguyên tố theo phương pháp XRF
Theo kết quả phân tích định lượng trờn mỏy XRF ở Viện Địa chất, Viện Khoa học và Công
nghệ Việt Nam, thành phần của bùn đỏ Bảo Lộc ( Đối tượng nghiên cứu ) gồm:
Bảng 10: Kết quả xác định thành phần nguyên tố theo phương pháp XRF
Thành phần hóa học % theo khối lượng
(%)
Thành phần hóa học % theo khối lượng
(%)
Al
2
O
3
27,670 Na
2
O kph

Fe
2
O
3
36,280 P
2
O
5
0,163
SiO
2
8,486 Cr
2
O
3
0,12
CaO 0,0661 CuO 0,015
MgO kph ZnO 0,01
TiO
2
5,389 ZrO2 0,0637
MnO 0,0452 SO
3
0,221
K
2
O 0,024 MKN 20,33
II.1.2 Phân tích nhiệt vi sai mẫu BBL2
Dựa vào bảng 10 khối lượng BBL2 mất khi nung là 20,33%. Mặt khác dựa vào kết quả
phân tích nhiệt vi sai mẫu BBL2 sau khi nung (hình 7)chúng tôi thấy rắng khi nung mẫu từ 28

0
C
đến 260
0
C khối lượng của mẫu BBL2 giảm khoảng 4,2%, từ 260
0
C đến 400
0
C khối lượng của
mẫu BBL2 giảm mạnh khoảng 14%. Từ 400
0
C

đến 500
0
C khối lượng mẫu BBL2 mất ít (khoảng
3,7%), từ 500
0
C

đến 900
0
C mẫu không có sự giảm về khối lượng nữa. Kết quả tính toán tổng %
khối lượng mất là 21,9% khá phù hợp với khối lượng mất khi nung đo bằng XRF (bảng 10) là
20,33%.
Như vậy khi nung BBL2 từ 400
0
C trở lên thì khối lượng mất khi nung khụng đỏng kể và để
có cơ sở so sánh với mẫu than trộn dầu cốc nung ở 400
0

C đang bán trên thị trường chính vì thế
chúng tôi chọn nhiệt độ để nung mẫu là từ 400
0
C

đến 900
0
C.
7
II.1.3 Thí nghiệm tạo hạt
Chuẩn bị
- Bùn đỏ kích thước < 0,16 mm - Máy lắc ổn nhiệt
- Chậu thủy tinh - Tủ sấy
- Thủy tinh lỏng Na
2
O - SiO
2
- Máy ép hạt
- Dầu cốc - Cân điện tử
- Nước cất 1 lần, 2 lần - Pipet, cốc đong các loại
- Cân khối lượng chính xác từng lượng bùn đỏ và đong chính xác thể tích thủy tinh
lỏng(Na
2
SiO
3
) theo từng tỷ lệ nhất định, thêm lượng nước phù hợp và trộn nhuyễn.
- Tương tự cân khối lượng chính xác từng lượng bùn đỏ và đong chính xác thể tích dầu cốc
theo từng tỷ lệ nhất định, thêm lượng nước phù hợp và trộn nhuyễn.
- Dùng máy ép tạo hạt đường kính cỡ 2,5 mm
- Phơi khô ngoài nắng.

- Chia mẫu, kí hiệu riêng từng mẫu theo các tỷ lệ riêng của nguyên liệu đầu tạo mẫu.
- Nung mẫu ở các nhiệt độ khác nhau từ 400
0
C đến 900
0
C
Kết quả:
Chúng tôi đã tạo được 48 mẫu khác nhau và được kí hiệu từ C1 đến C48
( Chi tiết công thức tạo mẫu hạt C1 đến C48 trong thời gian bảo vệ đề tài thạc sỹ này (một
phần của đề tài cấp nhà nước KC.02.25/06-10 do TS. Nguyễn Trung Minh làm chủ nhiệm) sẽ
được công bố vào thời gian bảo vệ đề tài cấp nhà nước 2010)
II.1.4 Xác định thời gian phân rã trong nước của hạt
- Cân mỗi mẫu 1 gam cho vào lọ nhựa thể tích 50 ml có ghi kí kiệu bên ngoài
- Thêm 25 ml nước vào mỗi lọ, nút chặt lọ rồi đưa vào máy lắc.
- Lắc mẫu trong 48 giờ. Sau đó tiếp tục ngâm để theo dõi quá trình phân rã của mẫu.
Kết quả.
Sau 48h lắc và cho đến nay. Chỉ có 4 mẫu đạt yêu cầu: C1, C3, C5, C6
II.1.5 Xác định dung lượng hấp và % hấp của các mẫu C1, C3, C5, C6
- Cân 2.0812 gam Pb(NO
3
)
2
99,5% cho vào bình thủy tinh 1000ml, pha thành 1000ml dung dịch
Pb(NO
3
)
2
6,25mM bằng cách cho từ từ nước cất 2 lần vào bình thủy tinh và lắc đều.
- Cân mỗi mẫu 1 gam cho vào lọ nhựa 50ml kí hiệu C1, C3, C5, C6.
- Dùng pipet hút 25ml dd Pb

2+
cho vào lọ nhựa 50ml. Kí hiệu C
01
- Dùng pipet hút 25ml dung dịch Pb
2+
cho vào các lọ C1, C3, C5, C6.
- Cho các lọ C1, C3, C5, C6 vào máy lắc ổn nhiệt ở 35
0
C, lắc trong 24 tiếng.
- Sau thời gian lắc, lọc các lọ C1, C3, C5, C6.
8
- Đo nồng độ các mẫu C
01
, C1, C3, C5, C6 sau lọc theo phương pháp phân tích TCN. 01 –
I HT NT/94 với thiết bị máy HT NT Perkinelmer Aanalit 800 ( gọi tắt là phương pháp AAS) tại
Trung tâm phân tích thí nghiệm địa chất- Cục địa chất và khoáng sản Việt Nam.
- Xử lý kết quả theo công thức (2)
q
e
=
(C
0
- C
e
)V
(2) và % hấp =
C
0
- C
e

. 100%
m C
0
Trong đó:
q
e
: Dung lượng trao đổi ion (mg/g)
C
0
: Nồng độ ion kim loại ban đầu (mg.l)
C
e
: Nồng độ ion kim loại cân bằng khi cân bằng được thiết lập (mg.l)
m: Khối lượng hạt C1.
Bảng 12: Kết quả TN xác định khả năng loại Pb
2+
của hạt C1,

C3,

C5,

C6.
STT Mẫu Khối lượng (g)
C đầu
(mg/l)
C sau
(mg/l)
Dung lượng hấp
Qe(mg/g)

% hấp
1 C1 1,0126 1279 400 21,70 68,73
2 C3 1,0198 1279 490 19,34 61,69
3 C5 1,0150 1279 610 16,48 52,31
4 C6 1,0160 1279 605 16,58 52,70
Hình 8: So sánh Qe của các mẫu hạt Hình 9: So sánh % hấp của các mẫu hạt
Nhận xét: Trong 4 mẫu đạt yêu cầu trên, xét thấy mẫu C1 có dung lượng hấp và % hấp là
tốt nhất đáp ứng được yêu cầu của một vật liệu hấp phụ thực tế. Vì thế chúng tôi chọn mẫu C1
làm hạt nghiên cứu.
II.1.6 Đặc trưng cấu trúc của vật liệu hấp phụ C1
Đối với bất kì một vật liệu hấp phụ nào thì diện tích bề mặt và đường kính xốp là hai yếu tố
quan trọng quyết định đến khả năng hấp phụ của vật liệu. Chúng tôi tiến hành đo diện tích bề mặt
và đường kính lỗ xốp thu được kết quả như sau:
Diện tích bề mặt theo phương trình BET
Diện tích bề mặt BET = 109,5494 m
2
/ g
Đường kính lỗ xốp = 69,2219 A
0
9
Từ kết quả trờn thỡ C1 có khả năng hấp phụ rất tốt.
II.2 Xác định điểm điện tích không của hạt.
II.2.1 Chuẩn bị thí nghiệm
II.2.2 Tiến hành thí nghiệm
* Xử lý kết quả:
- Xác định sự biến đổi pH trước và sau khi hấp phụ: ∆pH = pH
đ
- pH
c
- Xây dựng đường biểu diễn mối quan hệ giữa ∆pH và pH

đ
. Điểm giao nhau của đồ thị với
trục hoành là điểm tại đó giá trị ∆pH = 0 và tương ứng với nó là pH
PZC
của vật liệu hấp phụ.
Kết quả thí nghiệm như sau:
Bảng 13: Kết quả thí nghiệm xác định PZC của hạt C1 với NaCl 0,1M.
Các điểm 1 2 3 4 5 6 7
pH đầu (pH
đ
)
2,003 4,006 6,004 7,035 7,990 10,001 12,002
pH cuối (pH
c
)
7,800 8,821 9,120 9,652 9,379 9,490 10,020
Giá trị ∆pH
-5,797 -4,815 -3,116 -2,617 -1,389 0,511 1,982
Vẽ đồ thị sự phụ thuộc ∆pH vào pH
đ
Hình 10: Xác định điểm điện tích không của hạt C1 bằng NaCl 0,1M
Nhận xét: Hệ số tương quan R
2
=0,9883 đối với đường cong ở hình 10 xấp xỉ bằng 1
chứng tỏ đường thực nghiệm ở đồ thị phù hợp tương đối với lý thuyết nên ta có thể xác định PZC
của C1 dựa vào đồ thị. Qua đồ thị ta dự đoán PZC của C1 trong khoảng từ: 9,3 – 9,7
II.3 Tiến hành thực nghiệm
II.3.1 Khảo sát khả năng hấp phụ Pb
2+
bằng vật liệu hạt C1

II.3.1.1 Khảo sát ảnh hưởng của môi trường pH đến khả năng loại Pb
2+
bằng vật liệu hạt C1
Môi trường là một trong những yếu tố quan trọng ảnh hưởng tới khả năng loại Pb
2+
Điều kiện và tiến hành khảo sát:
- Cân 0,0082 gam Pb(NO
3
)
2
99,5% cho vào bình thủy tinh 1000ml, pha thành 1000ml dung
dịch bằng cách cho từ từ nước cất 2 lần vào bình thủy tinh và lắc đều. Dùng dung dịch HCl 0,1M
hoặc NaOH 0,1M để chuẩn độ pH của dung dịch bằng 4. Làm tương tự như vậy để chuẩn bị được
dung dịch cú cỏc pH tiếp theo là 5, 6, 7, 8, 9.
- Sau 180 phút, lọc dung dịch các lọ C1H1, C1H2, C1H3, C1H4, C1H5, C1H6.
10
- Đo nồng độ các mẫu C
0
H
1
, C
0
H
2,
C
0
H
3,
C
0

H
4,
C
0
H
5,
C
0
H
6,
và C1H1, C1H2, C1H3, C1H4,
C1H5, C1H6 sau lọc theo phương pháp AAS.
Bảng 14: Kết quả thí nghiệm xác định ảnh hưởng pH đến khả năng loại Pb
2+
của hạt C1
STT Mẫu
Khối
lượng (g)
pH
C đầu
(mg/l)
C sau
(mg/l)
Dung
lượng hấp
Qe(mg/g)
% hấp
1 C1H1 1,0143 4 5,11 0,30 0,119 94,13
2 C1H2 0,9984 5 4,97 0,43 0,114 91,35
3 C1H3 0,9959 6 4,82 0,13 0,118 97,30

4 C1H4 1,0035 7 4,31 0,27 0,101 93,74
5 C1H5 1 8 0,92 0,05 0,022 94,57
6 C1H6 0,999 9 0,56 0,12 0,011 78,57

Hình 11: Dung lượng hấp Pb
2+
phụ thuộc vào pH Hình 12: Sự phụ thuộc % loại Pb
2+
vào pH
Nhận xét:
- Từ bảng 14 và hình 11, 12 cho thấy hạt C1 hấp phụ Pb
2+
tốt trong khoảng pH = 5,5 - 6,5
khoảng pH này thấp hơn so với PZC của hạt (pH = 9,3).
- Kết quả tuy ngược với lý thuyết PZC, vì ở pH này hạt C1 sẽ hấp phụ anion tốt hơn nhưng xét
về thực tế khi pH lớn hơn 7 thì ion chì bị kết tủa nên ở pH 8, 9 nồng độ đầu

Pb
2+
bị giảm xuống
đột ngột. Lượng chì kết tủa sẽ bỏm lờn bề mặt hạt C1 làm giảm dung lượng hấp và % hấp của C1.
Từ kết quả khảo sát ảnh hưởng cho thấy nên chúng tôi chọn pH tối ưu để xử lý Pb
2+
là pH =6.
II.3.1.2 Khảo sát ảnh hưởng của thời gian đến khả năng loại Pb
2+
bằng vật liệu hạt C1
Bảng 15: Kết quả thí nghiệm xác định ảnh hưởng thời gian đến khả năng loại Pb
2+
của hạt C1

STT Mẫu
Khối
lượng (g)
thời
gian
(phút)
C đầu
(mg/l)
C sau
(mg/l)
Dung lượng
hấp
Qe(mg/g)
% hấp
1 C1T1 1,0102 5 5 4,31 0,017 13,80
2 C1T2 1,0151 10 5 3,10 0,047 38,00
11
3 C1T3 1,0044 30 5 2,09 0,072 58,20
4 C1T4 0,9953 60 5 1,02 0,100 79,60
5 C1T5 0,9907 90 5 0,03 0,125 99,40
6 C1T6 1,0064 120 5 0,01 0,046 99,80
Hình 13: Ảnh hưởng thời gian đến khả năng loại Pb
2+
của hạt C1
Nhận xét:
- Trong khoảng thời gian từ 5 đến 90 phút Qe và % hấp của Pb
2+
tăng, Ce của Pb
2+
giảm dần

rõ rệt, sau 90 phút khả năng loại Pb
2+
đạt trạng thái bão hòa đến 120 phút C
e
giảm không
đáng kể.
- Do đó chúng tôi chọn thời gian tối ưu để xử lý Pb
2+
là 90 phút.
II.3.1.3 Khảo sát ảnh hưởng của khối lượng C1 dùng để hấp phụ
Bảng 16: Kết quả thí nghiệm xác định ảnh hưởng của khối lượng hạt C1 đến khả năng loại Pb
2+
STT Mẫu Khối lượng (g) C đầu mg/l C sau mg/l
Dung
lượng hấp
Qe(mg/g)
% hấp
1 C1M1
0,0524
194,4 165,7 13,931 14,76
2 C1M2
0,109
194,4 142 12,133 26,95
3 C1M3
0,1946
194,4 108 11,164 44,44
4 C1M4 0,4079 194,4 44,37 9,226 77,18
5 C1M5 0,7028 194,4 0,41 6,918 99,79
6 C1M6 0,9969 194,4 0,2 4,883 99,90
Hình 14: Ảnh hưởng của khối lượng hạt C1 đến khả năng loại Pb

2+
Nhận xét:
12
- (C
0
, V, pH, T, t) ở điều kiện không đổi. C
e
và m biến thiên.
- Do q
e
tỉ lệ nghịch với m. Khi m tăng, nhưng đồng thời cũng có sự tăng của (C
0
- C
e
) tuy
nhiên sự tăng này vẫn nhỏ hơn sự tăng m nên q
e
giảm.
- Mặt khác do % hấp phụ thuộc vào C
e
nên khi C
e
giảm % hấp sẽ tăng.
- m tăng theo lượng nhất định đến một giá trị max (C
0
= cosnt ) thì C
e
hầu như không giảm
nữa lức đó % hấp ở trạng thái gần cân bằng VD hình 14 khi m = 0,702 trở đi % hấp tăng
khụng đỏng kể nữa.

- Từ đồ thị kết quả cho thấy hàm lượng C1 tăng lên thì khả năng loại Pb
2+
tăng.
II.3.1.4 Khảo sát ảnh hưởng của nồng độ Pb
2+
trong dung dịch
Bảng 17: Kết quả thí nghiệm xác định ảnh hưởng nồng độ Pb
2+
đến

khả năng hấp phụ của hạt C1.
STT Mẫu
Khối
lượng
(g)
Co
đầu
(mg/l)
Ce sau
(mg/l)
Qe
(mg/g)
% hấp Ce/Qe
LogCe
(mg/l)
LogQe
(mg/g)
1
C16
0,9904 1,12 0,001 0,03 99,91 0,04 -3,00 -1,55

2
C15
0,9951 5,29 0,002 0,13 99,96 0,02 -2,70 -0,88
3
C14
0,9992 41,94 0,050 1,05 99,88 0,05 -1,30 0,02
4
C13
0,9977 77,60 0,100 1,94 99,87 0,05 -1,00 0,29
5
C12
0,9839 321 0,450 8,14 99,86 0,06 -0,35 0,91
6
C11
1,0126 1279 400 21,70 68,73 18,43 2,60 1,34
Hình 15: Dung lượng hấp Pb
2+
phụ thuộc
vào nồng độ
Hình 16: Sự phụ thuộc % loại Pb
2+
vào nồng
độ
Hình 17: Phương trình đẳng nhiệt Langmuir Hình 18: Phương trình đẳng nhiệt
13
C
e
q
e
=

1
q
m
+
1
q
m
.K
L
C
e
.
1
q
m
1
0,046
C1(Pb
2+
) dạng đường thẳng Freundlich C1(Pb
2+
) dạng đường thẳng
Nhận xét:
- Ở điều kiện ( m, V, T, pH, t ) = const q
e
tỷ lệ thuận với C
0
tuy nhiên bị chi phối bởi (C
0
-

C
e
). khi C
0
tăng thì q
e
cũng tăng theo. Ngược lại % hấp lại tỷ lệ nghịch với C
0
. Nên khi C
0
tăng thì
% hấp giảm.
- Nồng độ đầu Pb
2+
càng thấp thì hạt C1 hấp phụ Pb
2+
càng tốt biểu hiện ở Qe thấp và % hấp
cao. Dựa vào hình 17 và hình 18 từ hai phương trình đẳng nhiệt đường Langmuir
và Freundlich ta
nhận thấy đường Langmuir rất gần với thực nghiệm hơn, trong khi đó
đường Freundlich lệch
nhiều so với thực nghiệm. Đồng thời độ chính xác của
đường Langmuir là R
2
= 0.9999 và
đường Freundlich là R
2
= 0,8347 như vậy đường
Langmuir có độ tin cậy cao nên ta chọn phương
trình Langmuir làm cơ sở tính toán dung lượng hấp phụ cực đại.

Dựa vào phương trình Langmuir:
Tương đương với: y = 0,0327x + 0,0389
Suy ra = 0,046 q
m
= = 21,73 (mg/g)
Như vậy dung lượng hấp phụ cực đại của C1 đối với ion Pb
2+
là 21,73 (mg/g)
* So sánh với than hoạt tính DC bỏn trên thị trường
Bảng 18: Kết quả thí nghiệm xác định ảnh hưởng nồng độ Pb
2+
đến

khả năng hấp phụ của hạt CD
STT Mẫu
Khối
lượng
(g)
Co đầu
(mg/l)
Ce sau
(mg/l)
Qe
(mg/g)
% hấp Ce/Qe
LogCe
(mg/l)
LogQe
(mg/g)
1

CD1
1,0210
1279 626 15,99 51,06 39,15 2,80 1,20
2
CD2
1,0019 321 36 7,11 88,79 5,06 1,56 0,85
3
CD3
1,0060 77,6 1,72 1,89 97,78 0,91 0,24 0,28
4
CD4
1,0009 41,94 2,73 0,98 93,49 2,79 0,44 -0,01
5
CD5
1,0005 5,29 0,78 0,11 85,26 6,92 -0,11 -0,95
6
CD6
0,9917 1,12 0,33 0,02 70,54 16,57 -0,48 -1,70
14
1
q
m
1
0,0526
C
e
q
e
=
1

q
m
+
1
q
m
.K
L
C
e
.
Hình 19: Phương trình đẳng nhiệt Langmuir
CD(Pb
2+
) dạng đường thẳng
Hình 20: Phương trình đẳng nhiệt
Freundlich CD(Pb
2+
) dạng đường thẳng
Từ bảng 20 và 21 ta thấy dung lượng hấp và % hấp của CD nhỏ hơn so với C1, Đường
Langmuir của CD cũng có độ tin cậy cao nên ta cũng chọn phương trình Langmuir làm cơ sở tính
toán dung lượng hấp phụ cực đại.
Dựa vào phương trình Langmuir:
Tương đương với: y = 0,0526x + 6,0514
Suy ra = 0,0526 q
m
= = 19,01 (mg/g)
Dung lượng hấp phụ cực đại của CD nhỏ hơn C1 là 1,14 lần.
II.3.2 Khảo sát khả năng hấp phụ As(V) bằng vật liệu hạt C1
Bảng 19: Kết quả thí nghiệm xác định ảnh hưởng pH

đến

khả năng hấp phụ As(V) của hạt C1
STT Mẫu
Khối
lượng (g)
pH
C đầu
(mg/l)
C sau
(mg/l)
Dung
lượng hấp
Qe(mg/g)
% hấp
1 C1SH1
0,9885 4 5,08 5,04 0,001 0,79
2 C1SH2
1,0022 5 4,10 4,00 0,002 2,44
3 C1SH3
1,0056 6 3,99 3,90 0,002 2,26
4 C1SH4
1,0083 7 4,00 3,76 0,006 6,00
5 C1SH5
0,9927 8 3,91 3,75 0,004 4,09
6 C1SH6
0,9975 9 3,83 3,70 0,003 3,39
15
Hình 21:Dung lượng hấp As(V) phụ thuộc vào pH

- Từ bảng 19 và hình 21 cho thấy hạt C1 hấp phụ As(V)

tốt trong khoảng pH = 6,5- 7,5
khoảng pH này thấp hơn so với PZC của hạt (pH= 9,3)
- Kết quả phù hợp với lý thuyết PZC vì ở pH này hạt C1 sẽ hấp phụ anion tốt
Từ kết quả khảo sát ảnh hưởng cho thấy nên chúng tôi chọn pH tối ưu để xử lý As(V) là pH = 7
II.3.2.2 Khảo sát ảnh hưởng của thời gian đến khả năng loại As(V) bằng vật liệu hạt C1
Bảng 20: Kết quả TN xác định ảnh hưởng thời gian

đến

khả năng hấp phụ As(V) của hạt C1
STT Mẫu
Khối
lượng (g)
thời
gian
(phút)
C đầu
(mg/l)
C sau
(mg/l)
Dung lượng
hấp
Qe(mg/g)
% hấp
1 C1ST1 1,013 10 5 4,90 0,002 2,00
2 C1ST2 1,0059 30 5 4,17 0,021 16,60
3 C1ST3 1,008 60 5 4,07 0,023 18,60
4 C1ST4 1,0056 90 5 3,84 0,029 23,20

5 C1ST5 1,0096 120 5 3,20 0,045 36,00
6 C1ST6 0,9996 180 5 3,15 0,046 37,00
So sánh với CD
7 C5ST6 0,9948 180 5 3,67 0,033 26,60
Hình 22: Sự phụ thuộc % loại As(V) vào
thời gian
Hình 23: So sánh Qe và % hấp giữa
C1 và CD
16
- Trong khoảng thời gian từ 10 đến 120 phút % hấp của As(V)

tăng, Ce của As(V)

giảm dần
rõ rệt, sau 120 phút khả năng loại As(V)

đạt trạng thái bão hòa đến 180 phút C
e
giảm
không đáng kể.
- Do đó chúng tôi chọn thời gian tối ưu để xử lý As(V) là 90 phút.
- So sánh với CD cùng điều kiện và thời gian thí nghiệm (thời gian 180 phút) qua phân tích
hình 27 ta thấy Qe và Ce của hạt C1 lớn hơn CD.
II.3.2.3 Khảo sát ảnh hưởng của khối lượng C1 dùng để hấp phụ
Bảng 21: Kết quả thí nghiệm xác định ảnh hưởng của khối lượngC1

đến

khả năng hấp phụ As(V)
STT Mẫu Khối lượng (g) C đầu mg/l

C sau
mg/l
Dung
lượng hấp
Qe(mg/g)
% hấp
1 C1M1S
0,2513
1,67 1,40 0,027 16,17
2 C1M2S
0,5032
1,67 1,20 0,023 28,14
3 C1M3S
0,7533
1,67 1,03 0,021 38,32
4 C1M4S 1,0103 1,67 0,90 0,019 46,11
5 C1M5S 1,5042 1,67 0,60 0,018 64,07
6 C1M6S 1,9922 1,67 0,55 0,014 67,07
Hình 24: Ảnh hưởng của khối lượng C1

đến

khả năng hấp phụ As(V)
Nhận xét:
- (C
0
, V, pH, T, t) ở điều kiện không đổi. C
e
và m biến thiên.
- Do q

e
tỉ lệ nghịch với m. Khi m tăng, nhưng đồng thời cũng có sự tăng của (C
0
- C
e
) tuy
nhiên sự tăng này vẫn nhỏ hơn sự tăng m nên q
e
giảm.
- Mặt khác do % hấp phụ thuộc vào C
e
nên khi C
e
giảm % hấp sẽ tăng.
- m tăng theo lượng nhất định đến một giá trị max (C
0
= cosnt ) thì C
e
hầu như không giảm
nữa lức đó % hấp ở trạng thái gần cân bằng VD hình 28 khi m = 1,5042 trở đi % hấp tăng
không đáng kể nữa.
17
- Từ đồ thị kết quả cho thấy hàm lượng C1 tăng lên thì khả năng loại As(V)

tăng. Cụ thể Khi
hàm lượng As(V) là 1,67mg/l cần một lượng C1 là 1,9922 gam thì khi đó hàm lượng As còn lại
trong dung dịch gần đạt giới hạn B (bảng 7).
II.3.2.4 Khảo sát ảnh hưởng của nồng độ As(V) trong dung dịch
Bảng 22: Kết quả TN xác định ảnh hưởng của nồng độ As(V) đến khả năng hấp phụ của C1
STT Mẫu

Khối
lượng
(g)
Co đầu
(mg/l)
Ce sau
(mg/l)
Qe
(mg/g)
% hấp Ce/Qe
LogCe
(mg/l)
LogQe
(mg/g)
1
C1S1
1,0115 0,50 0,05 0,01 90,00
4,5
0 -1,30 -1,95
2
C1S2
1,0036 4,94 4,09 0,02 17,21 193,16 0,61 -1,67
3
C1S3
0,9942 9,96 8,82 0,03 11,45 307,68 0,95 -1,54
4
C1S4
0,9914 20,21 18,04 0,05 10,74 329,67 1,26 -1,26
5
C1S5

1,0013 50,23 47,08 0,08 6,27 598,62 1,67 -1,10
Hình 25: Sự phụ thuộc % loại As(V) vào nồng độ
Hình 26:Phương trình đẳng nhiệt Langmuir
C1(As(V)) dạng đường thẳng
Hình 27:Phương trình đẳng nhiệt
Freundlich C1(As(V)) dạng đường thẳng
18
C
e
q
e
=
1
q
m
+
1
q
m
.K
L
C
e
.
1
q
m
1
10,758
Nhận xét:

- Ở điều kiện ( m, V, T, pH, t ) = const q
e
tỷ lệ thuận với C
0
tuy nhiên bị chi phối bởi (C
0
-
C
e
). khi C
0
tăng thì q
e
cũng tăng theo. Ngược lại % hấp lại tỷ lệ nghịch với C
0
. Nên khi C
0
tăng thì
% hấp giảm.
- Nồng độ đầu As(V) càng thấp thì hạt C1 hấp phụ As(V) càng tốt biểu hiện ở Qe thấp và %
hấp cao. Dựa vào hình 26 và hình 27 hai phương trình đẳng nhiệt đường Langmuir
và Fredlich ta
nhận thấy đường Langmuir rất gần với thực nghiệm hơn, trong khi đó
đường Freundlich lệch
nhiều so với thực nghiệm. Đồng thời hệ số tương quan của
đường Langmuir là R
2
= 0,8726
và đường Freundlich là R
2

= 0,0298 như vậy đường
Langmuir có độ tin cậy cao nên ta chọn
phương trình Langmuir làm cơ sở tính toán dung lượng hấp phụ cực đại.
Dựa vào phương trình Langmuir:
Tương đương với: y = 10,758x + 118,72
Suy ra = 10,758 q
m
= = 0,093 (mg/g)
Như vậy dung lượng hấp phụ cực đại của C1 đối với ion As(V) là 0,093(mg/g)
Kết luận: Kết quả này thấp, khả năng dùng hạt C1 để xử lý nước thải chứa ion Asen(V) không
tốt trong thực tế.
II.3.2.5 Khảo sát ảnh hưởng của nhiệt độ [11, 41]
Qua các thí nghiệm trên chúng tôi thấy hạt C1 có khả năng hấp phụ As(V) nhưng kém hơn
rất nhiều so với khả năng hấp phụ Pb
2+
. Để kiểm tra quá trình hấp phụ As(V), Pb
2+
của hạt C1 là
thu nhiệt hay tỏa nhiệt, tự xảy ra hay không tự xảy ra, chúng tôi làm thí nghiệm:
Khảo sát ảnh hưởng của nhiệt độ đến quá trình hấp phụ As(V) trong điều kiện: nồng độ
As(V) 50mg/l pH = 7, thời gian khuấy 180 phút tại các nhiệt độ 35, 45, . Các giá trị nhiệt động
∆H
o
, ∆S
o
, ∆G
o
được xác định thông qua phương trình sau:
K
d

= (C
0
– C
e
).V ( ml/g)
C
e
. m
Với:
T C
0
C
e
V(ml) m
308
50
47,0
8
25
1,0013
318 50 48 25 0,9959
19
Thay giá tri C
0
, C
e
, V, m ta có
T
Kd
308

1,5485
318
1,0460
∆G
0
= ∆H
0
-T∆S
0

LnK
d
=
- ∆H
0
+
∆S
0
RT R
Trong đó:
K
d
: Hằng số phân bố
∆G
0
: biến thiên entanpi tự do
∆H
0
: biến thiên entanpi sinh
∆S

0
: biến thiên entropi
T: nhiệt độ (
0
K)
Tại 35
0
C:
LnK
d1
=
- ∆H
0
+
∆S
0
(1*)
RT
1
R
Tại 45
0
C:
LnK
d2
=
- ∆H
0
+
∆S

0
(2*)
RT
2
R
Lấy (1*) - (2*) :
Ln
K
d1
=
∆H
0
.( T
1
- T
2
) (3*)
K
d2
RT
1
T
2
∆H
0
=
RT
1
T
2

Ln
K
d1
(4*)
T
1
- T
2
K
d2
Thay số với R = 8,314, T
1
= 308K, T
2
= 318K, K
d1
= 1,5485(cm
3
/g), K
d2
= 1,0460(cm
3
/g)
∆H
0
=
8,314.308.318
Ln
1,5485
(5*)

308- 318 1,0460
Suy ra ∆H
0
= - 31951,8838 (j/mol) =- 31,9519(kJ/mol)
Thay giá trị ∆H
0
vào (1*) Suy ra ∆S
0
= - 90,8653 (j/mol) = - 0,9087(kJ/mol)
Thay các giá trị ∆H
0
, ∆S
0
vào biểu thức ∆G
0
= ∆H
0
-T∆S
0

20
Ở 308K:
∆G
0
= - 31,9519– (308.(- 0,9087))= - 3,9654 (kJ/mol).
Ở 318K:
∆G
0
= - 31,9519– (318.(- 0,9087))= - 3,0567 (kJ/mol).
Giá trị ∆H

o
< 0, ∆S
o
< 0, ∆G
o
< 0 và sự giảm ∆G
o
khi tăng nhiệt độ cho thấy quá trình hấp
phụ As(V) trên C1 là tỏa nhiệt và tự xảy ra.
Tương tự làm thí nghiệm với Pb
2+

Thay giá tri C
0
, C
e
, V, m ta có
T Kd
308 54,4475
318 9,7599
Áp dụng (4*):
Thay số với R = 8,314, T
1
= 308K, T
2
= 318K, K
d1
= 54,4475(cm
3
/g), K

d2
= 9,7599(cm
3
/g)
∆H
0
= - 139,9754 (kJ/mol).
∆S
0
= - 0,0018 (kJ/mol).
Ở 308K:
∆G
0
= - 139,9754 – (308.(- 0,0018 ))= - 139,4243 (kJ/mol).
Ở 318K:
∆G
0
= - 139,9754 – (318.(- 0,0018 ))= - 139,4064 (kJ/mol).
Giá trị ∆H
o
< 0, ∆S
o
< 0, ∆G
o
< 0 và sự giảm ∆G
o
khi tăng nhiệt độ cho thấy quá trình hấp
phụ Pb
2+
trên C1 là tỏa nhiệt và tự xảy ra.

Nhận xét:
Trong quá trình hấp phụ, năng lượng tự do bề mặt của hệ giảm, nghĩa là ∆G < 0. Đồng thời
độ hỗn độn của hệ giảm(do các tiểu phân của các chất bị hấp phụ trên bề mặt chất hấp phụ được
sắp xếp một cách có trật tự) nghĩa là ∆S < 0. Do đó từ phương trình năng lượng của công thức
GIBBS(Thế đẳng áp đẳng tích).
∆G = ∆H – T.∆S < 0.
Từ đó suy ra: ∆H < 0.
Nghĩa là quá trình hấp phụ là quá trình tỏa nhiệt. Điều này hoàn toàn phù hợp với kết quả thực
nghiệm.
Với:
T C
0
C
e
V(ml) m
308 1279 400 25 1,0013
318 1279 915 25 0,9959
21
Theo 1.6.1 Bản chất của quá trình hấp phụ ( Trang 35).
- Với As(V): /∆H
0
/= 31,9519 (kJ/mol) quá trình hấp phụ của hạt C1 nằm trong gianh giới giữa
hấp phụ vật lý và hấp phụ hóa học.
- Với Pb
2+
: /∆H
0
/= 139,9754 (kJ/mol) quá trình hấp phụ của hạt C1 là hấp phụ hóa học.
KẾT LUẬN(*)

Với công trình nghiên cứu này chúng tôi đã thực hiện được một số công việc sau đây:
1. Đã tạo được vật liệu hấp phụ mới C1 đạt được một số thông số húa lớ cần thiết cho một vật liệu
xử lý môi trường.
2. Đã xác định một số đại lượng vật lý đặc trưng của vật liệu hấp phụ thu được
- Phổ XRF của vật liệu
- Phổ phân tích nhiệt của vật liệu
- Diện tích bề mặt riêng của vật liệu là 109,5494 m
2
/ g
- Đường kính lỗ xốp = 69,2219 A
0
3. Đã khảo sát các yếu tố ảnh hưởng của quá trình hấp phụ.
- Khảo sát ảnh hưởng của pH từ đó xác định được pH tối ưu trong quá trình hấp phụ:
Đối với Pb
2+
pH = 6
Đối với As(V)

pH = 7
- Khảo sát ảnh hưởng của thời gian từ đó xác định được thời gian tối ưu trong quá trình hấp
phụ:
Đối với Pb
2+
thời gian là 90 phút
Đối với As(V)

thời gian là 180 phút
- Khảo sát ảnh hưởng của khối lượng hạt C1đến khả năng hấp phụ từ đó xác định được khối
lượng hạt C1 tối ưu trong quá trình hấp phụ:
Khi tăng hàm lượng C1( xét ở cùng một nồng độ dd ) thì khả năng loại Pb

2+

và As(V)

tăng.
- Khảo sát ảnh hưởng của nồng độ đầu đến khả năng hấp phụ từ đó xác định được nồng độ
tối ưu trong quỏ trỡnh hấp phụ:
Nồng độ đầu Pb
2+
và As(V)

càng thấp thì khả năng hấp của C1 càng lớn.
4. Xác định được dung lượng hấp phụ cực đại ion Pb
2+



22
• Đối với Pb
2+
dung lượng hấp phụ cực là 21,73 (mg/g)
• Đối với As(V)

dung lượng hấp phụ cực là 0,092 (mg/g)
5. Tính được các giá trị nhiệt động nhiệt động ∆H
o
, ∆S
o
, ∆G
o

∆H
0
= - 31,9519(kJ/mol)
∆S
0
= - 0,9087(kJ/mol) )
Đối với As(V):
Ở 308K: ∆G
0
= - 3,9654 (kJ/mol).
Ở 318K: ∆G
0
= - 3,0567 (kJ/mol).
Giá trị ∆H
o
< 0, ∆S
o
< 0, ∆G
o
< 0 và sự giảm ∆G
o
khi tăng nhiệt độ cho thấy quá trình hấp
phụ As(V) trên C1 là tỏa nhiệt và tự xảy ra.
Đối với Pb
2+

Ở 308K: ∆G
0
= - 139,4243 (kJ/mol).

Ở 318K: ∆G
0
= - 139,4064 (kJ/mol).
Giá trị ∆H
o
< 0, ∆S
o
< 0, ∆G
o
< 0 và sự giảm ∆G
o
khi tăng nhiệt độ cho thấy quá trình hấp
phụ Pb
2+
trên C1 là tỏa nhiệt và tự xảy ra.
6. Khảo sát so sánh khả năng hấp phụ của hạt CD đó bỏn trờn thị trường với hạt C1 ( Bảng 21, 23,
hình 23, 24, 27).
Với kết quả thu được trong bài luận văn này chúng tôi thấy hạt C1 hứa hẹn sẽ là vật liệu rất
tốt để tách loại các ion kim loại nặng từ các nguồn nước bị ô nhiễm.
(* )Toàn bộ kết quả của luận văn này là thuộc đề tài cấp nhà nước KC.02.25/06-10 do
TS. Nguyễn Trung Minh làm chủ nhiệm.
23