chương 2 ký thuật bậc cao

Chương 1
Hấp Phụ và Trao Đổi Ion
(Adsorption and Ion Exchange)

1

TỔNG QUAN VỀ QUÁ TRÌNH HẤP PHỤ

Hấp phụ (adsorption): quá trình tích tụ một chất ở
mặt ranh cách phân chia hai pha (interface).
Nhả hấp (desorption): ngược lại với quá trình hấp
phụ
Chất bám vào mặt phân cách rắn/lỏng được gọi là
chất bị hấp phụ (adsorbate) và chất rắn được gọi là
chất hấp phụ (adsorbent)

2


Khác biệt giữa hấp phụ và hấp thụ (absorption)
Hấp phụ: diễn ra ở bề mặt pha
Hấp thụ : một chất được di chuyển từ pha này vào
trong pha khác
Quá trình hấp phụ và hấp thụ thường khó có thể
được phân biệt trong thực tế
Cả hai quá trình đôi khi được gom thành một →
hấp thu (sorption), chất bị hấp thu (sorbate), và
chất hấp thu (sorbent)

/>
3

/>
Hấp phụ vật lý: một chất bị hấp phụ thông qua tương
tác tĩnh điện hoặc các tương tác vật lý khác (như
van deer Waals) → chất này bị hấp phụ vật lý
(physically adsorbed)
Hấp phụ hoá học: một chất bị hấp phụ thông qua các
tương tác hoá học → chất này bị hấp phụ hoá học
(chemically adsorbed hoặc là chemisorbed).
Các chất bị hấp phụ hoá học có thể bám vào bề
mặt chất hấp phụ ngay cả khi tương tác tĩnh điện
có tính đẩy (ví dụ: chất bị hấp phụ mang điện tích
bám vào bề mặt của chất hấp phụ cũng mang điện
tích dương)
4


Mật độ hấp phụ (adsorption density): lượng chất bị
hấp phụ trên một đơn vị lượng chất hấp phụ (q, 𝜞)
q: mg hoặc mole chất bị hấp phụ trên gram chất
hấp phụ
𝜞. khối lượng (mg hoặc µmol) chất bị hấp phụ trên
đơnstrongly
vị diện
tích bề mặt (m2) chất hấp phụ
on the chemical identity of the adsorbate, the primary driving force for the reaction is attributed to
specific chemical interactions between the adsorbate and the adsorbent. In such cases, the adsorbate is said
Diện tích
bề mặt riêng (specific surface area, SSS):
to be specifically or chemically adsorbed (or chemisorbed). Chemically adsorbing molecules might bind to a

surface even under conditions where electrostatic interactions oppose adsorption; that is, they can allow a
diện tích
bề mặt
đơn
vịsurface.
khối
lượng
của
chất
cationic adsorbate
to bindtrên
to a positively
charged
In fact,
however, most
molecules
interactrắn
with the
surface in various ways that might be considered either physical or chemical, so these distinctions (and the
terms) should be used and interpreted cautiously.
(m2/g)associated
được
The amount of material adsorbed per unit amount of adsorbent is called the adsorption density and is

represented
in equations as either q or Γ. The adsorption density can be quantified as the
qi =commonly
𝜞i(SSA)
(7.1)
adsorbed mass per unit surface area (with units such as mg or µmoles of sorbate per m2 of sorbent) or per

unit mass of sorbent (e.g., mg or µmoles sorbate per gram of sorbent). It is common, though far from
universal, to represent the adsorption density by Γ in the former case, and by q in the latter, and that
convention is adopted here. The surface area per unit mass of the solid (meter square per gram) is called the
specific surface area (SSA), so:
5
(7-1)
In the environmental engineering literature, adsorption densities are most often reported based on the mass
of adsorbent (i.e., they are reported as q values). Therefore, throughout the chapter, generic equations that
include the adsorption density are presented using q to represent that parameter. However, it should be
understood that the same equations could be expressed in terms of Γ by applying the relationship shown in
Equation 7-1.
When adsorption occurs in an aqueous system, the amount of a species that is adsorbed per unit volume
of solution is also often of interest. This quantity can be expressed as a conventional concentration, for
example, as mg of adsorbed i per liter of solution. Such terms are generally represented in equations like any
other concentration; that is, as ci, and can be computed as the product of the adsorption density and the
concentration of adsorbent in the system:

Khi quá trình hấp phụ diễn ra trong nước, lượng chất
bị hấp phụ trên một đơn vị thể tích dung dịch cũng là
một thông
số cần quan tâm
(7-2)
Several of (mg
the preceding
definitions
illustrated
schematically
in Figure
7-1.(g solid/L) (7.2)
ci,adsorbed

i/L)
= qare
i/g
solid)c
i(mg
solid
Figure 7-1 Schematic showing various components and descriptive terms for an adsorptive system.

6

Figure 7.1 - Bejamin and Lawler Textbook

430


Sự phân bố của chất bị hấp phụ trong pha lỏng
(dạng hoà tan) và pha rắn (dạng bám dính trên bề
mặt chất hấp phụ) tương tự như cân bằng hoá học
equilibrium)
For a (chemical
given system composition,
only one distribution of adsorbate between the dissolved and the
adsorbed states is consistent with chemical equilibrium. In the absence of other forces, the system would
Mối quan hệ giữa mật độ hấp phụ q và nồng độ chất
ultimately reach this condition. Relationships expressing the equilibrium adsorption density as a function of
2 The là
bị adsorbate
hấp phụ
tại trạng
thái

cân isotherms.
bằng gọi
hấp the
the dissolved
concentration
are called
adsorption
termđường
“isotherm” emphasizes
fact that the relationship (like all equilibrium constants) is sensitive to temperature; adsorption reactions are
đẳng
nhiệt
(adsorption
phụ thuộc
invariablyphụ
exothermic,
so the
tendency
to adsorb declinesisotherm)
with increasing và
temperature.
Unfortunately, the
term is used
in
two
slightly
different
ways
in
the

literature:
in
some
usages,
it
represents
vào nhiệt độ (quá trình toả nhiệt, hấp phụ giảm khithe general
relationship between adsorption density and dissolved concentration that is associated with a certain
conceptualnhiệt
model độ
of adsorption,
tăng) and in others, it represents the specific mathematical relationships
applicable to particular adsorbate–adsorbent pairs.
Ba đường
đẳng
phổfrequently
biến tođể
mô tảadsorption
quá in
The isotherms
(in the latter
sense ofnhiệt
the term)sử
that dụng
are used most
characterize
environmental
systems
knowntrong
as the linear,

and là
Freundlich
The mathematical
trình
hấparephụ
môiLangmuir,
trường
tuyếnisotherms.
tính (linear),
forms of these isotherms are shown in the following equations, and the isotherms are presented graphically
in Figure 7-2.
Langmuir, và Freudlich
(7-3)
7

(7-4)
(7-5)
where klin, KLang, qmax, kf, and n are all empirical constants.3
Figure 7-2 Generic adsorption isotherms. The mathematical basis for each isotherm shown is developed
later in the chapter.

Figure 7.2 - Bejamin and Lawler Textbook

The linear isotherm (Equation 7-3) describes systems in which the equilibrium adsorption density is
proportional to the dissolved adsorbate concentration. Such an isotherm is often reported to characterize the
sorption of trace compounds such as pesticides in systems,
where the solids are abundant (e.g., in soils). The
8
equation defining this isotherm is exactly analogous to Henry's law in systems, where gas/liquid equilibrium
is being characterized.

Under conditions where KLangc
1, the Langmuir isotherm (Equation 7-4) also describes a linear


Tuyến tính: q = klinc
Hấp phụ của các chất ô nhiễm có nồng độ rất thấp
(dạng vết, trace compounds) trong hệ thống có
lượng chất rắn lớn (ví dụ: thuốc trừ sâu trong đất)
Langmuir: q = (qmaxKLangc)/(1 + KLangc)
Thường được dùng để mô tả hệ thống có các điểm
hấp phụ (adsorptive sites) gần như đồng nhất (ví
dụ: nhựa trao đổi ion)
Freudlich: q = kfcn
Hấp phụ của các chất vào than hoạt tính, oxit kim
loại
klin, KLang, qmax, và kf là các hằng số thực nghiệm
9

Đường đẳng nhiệt có thể được xác định từ thí nghiệm
từng mẻ khuấy trộn hoàn toàn
Trong thí nghiệm này, nồng độ của chất hấp phụ và
chất bị hấp phụ được thay đổi để có được các cặp giá
trị của q và c
Hỗn hợp chất bị hấp phụ và chất hấp phụ được khuấy
trộn với thời gian đủ dài để hệ thống đạt được cân
bằng. Sau đó, số liệu thí nghiệm được cho khớp với
phương trình đường đẳng nhiệt
Khi đã có đường đẳng nhiệt của một cặp chất hấp
phụ/chất bị hấp phụ, đường này có thể được sử dụng
để dự đoán sự phân bố của chất bị hấp phụ ở trên bề

mặt phân cách pha lỏng/rắn và trong chất lỏng trong
các điều kiện khác nhau.
10


Trong hệ thống từng mẻ, lượng chất hấp phụ cần sử
dụng có thể được tính từ bảo toàn vật chất với các
giả định sau:
Trạng thái cân bằng
Chất bị hấp phụ không được tạo ra hoặc bị phá
huỷ, chỉ chuyển từ dung dịch sang chất hấp phụ
(KL chất bị hấp phụ ban đầu trong hệ thống) = (KL chất
bị hấp phụ trong dung dịch khi cân bằng)
cinitVL + qinitcsolidVL = cfinVL + qfincsolidVL (7.6)
csolid = KL chất rắn trong một đơn vị thể tích dung
dịch
cinit – cfin = (qfin – qfin)csolid (7.7)
csolid = (cinit – cfin)/(qfin- qinit) (7.8)
Khi chất hấp phụ mới được sử dụng, qinit = 0, do đó
csolid = (cinit – cfin)/qfin
11

Ví dụ 1
Một nghiên cứu về hấp phụ của CrO42- trên hai chất
hấp phụ khác nhau (A và B) cho ra hai đường đẳng
nhiệt như trên hình. Nếu muốn giảm nồng độ của
CrO42- trong nước thải từ 0.2 đến 0.02 mmol/L (khoảng
từ 10 đến 1 mg Cr/L) bằng hấp phụ trong thiết bị xử lý
từng mẻ với lượng chất hấp phụ (g/L) nhỏ nhất.
a) Nên sử dụng chất hấp phụ nào? Tại sao?

b) Tính lượng chất hấp phụ cần sử dụng

12


Example 7-1
A study of adsorption of CrO42− onto two different adsorbents (A and B) yields the isotherms shown in Figure 7-3.
You wish to reduce the concentration of CrO42− in a wastewater from 0.2 to 0.02 mmol/L (roughly 10 to 1 mg Cr/L)
by sorption in a batch treatment process, using the minimum dose (g/L) of solid.
(a) Which adsorbent would you use, and why?
(b) What adsorbent dose is required?
Figure 7-3 Hypothetical isotherms for adsorption of CrO42− onto two adsorbents.

Figure 7.3 - Bejamin and Lawler Textbook

Solution.
(a) The initial CrO42− concentration is 0.20 mmol/L, so it is necessary to remove 0.18 mmol/L CrO42−
13
from solution. Also, once the solution and solid have equilibrated,
will be 0.02 mmol/L.
For a given concentration of contaminant removed from solution, the larger the adsorption density, the
less solid is required. Therefore, adsorbent B, which has the larger adsorption density in equilibrium with
the final, dissolved CrO42− concentration will be the preferred one. Note that adsorbent A has a higher
adsorption density in equilibrium with the concentration in the raw water, but this fact is irrelevant for
answering the question, since the ultimate adsorption density is in equilibrium with the treated water, not
the initial solution.
(b) The adsorption density on adsorbent B when it is in equilibrium with a dissolved concentration of 0.02
mmol/L is ~0.65 mmol CrO42−/g solid. The required dose of the adsorbent can therefore be computed from
Equations 7-7 to 7-9 as:
2-

Bài giải:

a) Nồng độ ban đầu của CrO4 là 0.2 mmol/L, do đó
cần phải loại bỏ 0.18 mmol/L CrO42- từ trong dung
dịch.
Khi dung dịch và chất rắn đạt trạng thái cân bằng,
cCrO42- sẽ là 0.02 mmol/L.

Khi cần loại bỏ chất ô nhiễm ra khỏi dung dịch, chất
hấp phụ có mật độ hấp phụ q càng cao thì lượng chất
hấp phụ cần sử dụng sẽ càng thấp → khi cân bằng tại
nồng độ CrO42- hoà tan 433
là 0.02 mmol/L, chất hấp phụ
B có mật độ hấp phụ cao hơn A → chất B sẽ được lựa
chọn
14


Bài giải:
b) Mật độ hấp phụ q của chất B khi cân bằng với 0.02
mmol/L CrO42- là khoảng (0.65 mmol CrO42-/g solid) →
lượng chất hấp phụ B cần dùng là
csolid = (cinit – cfin)/qfin
= (0.20 – 0.02)(mmol CrO42-/L)/(0.65 mmol CrO42-/g solid)
= 0.277 g solid/L

15

VÍ DỤ VỀ HẤP PHỤ TRONG TỰ NHIÊN VÀ TRONG

HỆ THỐNG XỬ LÝ MÔI TRƯỜNG
Sử dụng than hoạt tính (activated carbon) cho xử lý
nước cấp và nước thải
Hấp thu của NOM trong quá trình keo tụ dùng để xử
lý nước cấp
Hấp thu của ion kim loại mang điện tích dương vào
oxit sắt và nhôm

16


Sử dụng than hoạt tính (activated carbon) cho xử
lý nước cấp và nước thải

Là chất hấp phụ được sử dụng phổ biến nhất trong
xử lý nước và nước thải
Được dùng ở dạng hạt (granular – GAC) và dạng bột
7.2 Examples
of Adsorption
(powder
– PAC)in Natural and
Engineered Aquatic Systems
Có thể xử lý chất hữu cơ tự nhiên (các chất humic,
In this section, a brief description is provided of some of the most important applications of adsorption in
environmental systems.
chất gây ra vị và mùi trong nước) và hữu cơ nhân
(dung
môi,and
thuốc
trừ sâu)

một cách kinh tế và
Use of Activatedtạo
Carbon
for Water
Wastewater
Treatment
Activated carbon is the most widely used adsorbent in water and wastewater treatment systems and, as noted
hiệu
→ form
nồng
độ
sau
xử Contaminants
lý có thể
previously, is used in both
granular quả
and powdered
(GAC and
PAC,
respectively).
that thấp hơn µg/L
can be removed from water by adsorption onto activated carbon include both naturally occurring and
synthetic organic compounds (e.g., humic substances, compounds that impart tastes and odors to drinking
water, and solvents and pesticides). Many of these contaminants are so strongly attracted to the activated
carbon surface that their dissolved concentrations can be reduced to submicrogram per liter levels using
dosages of carbon that are economically reasonable. As an example, Figure 7-4 shows the results of a study
in which 20 mg/L PAC was able to remove 85–95% of the algal-generated, odor-producing compound
17to sorb volatile organic
geosmin from solutions initially containing <50 ng/L. Activated carbon is also used
compounds from gas phases, such as the gaseous emissions from stripping of contaminated groundwater and

soils.
Figure 7-4 Adsorption kinetics of geosmin from two drinking water sources onto powdered activated
carbon. The initial geosmin concentration in both waters was 44 ng/L. “HSDM” is a mathematical model for
adsorption kinetics that is described later in this chapter. Source: Modified from Cook et al. (2001).

Figure 7.4 - Bejamin and Lawler Textbook

The ability of charcoal to reduce odors was recognized in ancient Greece, and its use to remove

Hình 7.4. Động học quá trình hấp phụ của geosmin
434 độ ban đầu
bằng PAC. Nồng
của geosmin là 44 ng/L
18


Than hoạt tính (AC) được tổng hợp qua hai bước
Nhiệt phân (pyrolysis) vật liệu thô ở 500 – 800 °C
không có oxy
Hoạt hoá (activation): cho hơi nước hoặc CO2 tiếp
xúc với vật liệu đã bị nhiệt phân ở 800 – 1000 °C →
oxy hoá và bay hơi tất cả carbon vô định hình
(amorphous) → làm sạch các lỗ rỗng và tăng tổng
thể tích lỗ rỗng
AC thường có diện tích bề mặt riêng 500 – 1500 m2/g
và thể tích lỗ rỗng 0.5 – 1.0 cm3/g
Ít nhất 80% diện tích bề mặt có từ lỗ rỗng có đường
kính < 0.8 nm (primary micropores) và 0.8 – 2 nm
(secondary micropores). Phần diện tích còn lại có từ lỗ
rỗng có đường kính 2 – 5 nm (mesopores)

19

(Water Reuse book, Metcalf & Eddy)
20


PAC có kích thước từ vài đến vài trăm µm
Có thể được cho vào bể khuấy trộn hiện hữu và sau đó
được tách khỏi nước bằng lắng/lọc → thuận tiện cho
sử dụng gián đoạn
Diện tích bề mặt riêng lớn và khoảng cách để cho chất
ô nhiễm khuếch tán vào lỗ rỗng bên trong hạt ngắn →
quá trình hấp phụ đạt trạng thái cân bằng tương đối
nhanh (tương đương với thời gian lưu của nước, từ
vài phút đến vài giờ)
Trong hệ thống khuấy trộn hoàn toàn, nếu nồng độ
chất ô nhiễm cần xử thường thấp → mật độ hấp phụ q
cũng sẽ thấp → năng lực hấp phụ (adsorption
capacity) của PAC không được sử dụng hiệu quả.
21

GAC thường được sử dụng trong tháp đệm
Do phần lớn bề mặt hấp phụ của GAC nằm sâu trong
hạt than → cần thời gian dài để khuếch tán chất ô
nhiễm vào các lỗ rỗng (nhằm sử dụng q hiệu quả)
Trong thực tế, quá trình khuếch tán này sẽ có đủ thời
gian để diễn ra vì GAC thường ở trong tháp đệm từ vài
tháng đến vài năm trước khi bị thay thế
Trong tháp đệm, GAC ở đầu tháp sẽ cân bằng với
nồng độ chất ô nhiễm trong nước đầu vào. Tuy nhiên,

nước đầu ra lúc này vẫn tốt do tiếp xúc với GAC sạch
ở cuối tháp → phần lớn lượng GAC trong tháp có q lớn
hơn q của PAC → q của GAC được sử dụng có hiệu
quả hơn PAC
22


Khi nồng độ chất ô nhiễm tại đầu ra của cột GAC có
nồng độ vượt yêu cầu → quá trình xử lý bị ngừng lại và
chất hấp phụ sẽ được đem ra khỏi cột
GAC sau đó có thể được hoàn nguyên (regenerated)
bằng các quá trình tương tự như quá trình nhiệt phân
và hoạt quá ban đầu, hoặc có thể được thay thế bằng
GAC mới
Khi hoàn nguyên, một lượng than hoạt tính sẽ bị mất đi
do bị oxy hoá. Khả năng hấp phụ của GAC có thể bị
giảm do quá trình này không thể loại bỏ tất cả các chất
dính trên bề mặt than
Khi quá trình hoàn nguyên không còn hiệu quả → than
sẽ được bỏ đi
23

Trong xử lý thực tế, thời gian sử dụng cột GAC thường
ngắn hơn thời gian dự đoán dựa vào thí nghiệm
Giải thích: do sự có mặt của các chất hữu cơ tự nhiên
(natural organic matter – NOM)
NOM được tạo ra từ sự phân huỷ thực vật
Có khối lượng phân tử từ vài trăm đến vài ngàn
dalton
Cấu trúc gồm có một khung mạch thẳng và các mạch

vòng có gắn các nhóm chức (functional groups)
Nhóm chức chính của NOM là carboxylic acid (COOH). Nhóm này sẽ bị mất ion H+ tại pH của nước
trong tự nhiên → NOM thường mang điện tích âm
trong tự nhiên
24


Thông thường, chất ô nhiễm có ái lực với than hoạt
tính cao hơn NOM → được ưu tiên hấp phụ tại gần đầu
vào cột GAC
Khi quá trình xử lý bắt đầu hoạt động trong vài tháng,
hầu như tất cả chất ô nhiễm được xử lý tại gần đầu
cột. Trong cùng thời điểm, NOM sẽ bị hấp phụ ở phần
cuối cột GAC.
Sau đó, đầu cột GAC bắt đầu đạt cân bằng với chất ô
nhiễm và các chất này sẽ xuống phần cuối cột.
Chất ô nhiễm có ái lực mạnh với GAC và bên trong
GAC vẫn còn khả năng hấp phụ (adsorption capacity)
chất ô nhiễm cao
Tuy nhiên, NOM bị hấp phụ trước đó sẽ chặn chất ô
nhiễm đi vào các lỗ rỗng sâu phía trong GAC → quá
trình hấp phụ chất ô nhiễm bị cản trở
25

Hấp thu của NOM trong quá trình keo tụ dùng để
xử lý nước cấp
Trong tự nhiên và trong các hệ thống xử lý, hành vi
(behavior) của NOM và các chất vô cơ bị ảnh hưởng
bởi quá trình hấp phụ của chúng vào oxit kim loại và
các chất rắn vô cơ khác

Các chất hấp phụ thông thường chứa ion dương như
sắt, nhôm, mangan, canxi và ion âm như oxide,
hydroxide, và carbonate
Khi một oxit kim loại tiếp xúc với nước, nhóm oxide
trên bề mặt có thể phản ứng với nước để được hydrate
hoá theo phương trình sau
≡SOS≡ + H2O → 2≡SOH
≡S: ion kim loại nằm trên một mặt của chất rắn
26


Nhóm ≡SOH có thể tham gia vào phản ứng acid/base
trong dung dịch để hình thành 2 loại chất trên bề mặt
chất rắn là là ≡SOH2+ và ≡SOCũng giống như nhóm chức acid/base trong dung dịch,
tỉ lệ của chất bề này phụ thuộc vào pH và tính acid/base
sẵn có của chất rắn
Quá trình hấp thu của NOM vào bề mặt kim loại đã
được hydrate hoá thường được diễn tả bằng phản ứng
giữa nhóm chức carboxylic (RCOO-) của phân tử NOM
với một hoặc nhiều điểm trên bề mặt chất rắn
Phương trình phản ứng diễn ra tại pH gần trung tính
như sau (7.10):

27

Phương trình phản ứng diễn ra tại pH gần trung tính
như sau (7.10):

pH quá thấp, cả bề mặt chất rắn và nhóm COO- sẽ
nhận ion H+, phản ứng 7.10 trở thành (7.11)

28


Phương trình 7.10 và 7.11 ảnh hưởng đến cả bề mặt
chất rắn và phân tử NOM → hình thành nên tính chất
đặc trưng (characteristic pattern) của quá hấp thu
NOM:
Tối đa tại vài giá trị pH (thông thường là 4.5 – 6.0)
khi chất hấp thu là kết tủa mới hình thành từ muối
nhôm và sắt

Bejamin and Lawler Textbook

29

Mật độ hấp phụ tối đa của NOM vào oxit kim loại bị
hydrate hoá (hydrous oxide, ví dụ như Al(OH)3 và
Fe(OH)3) phụ thuộc vào
Tổng số điểm hấp phụ sẵn có trên chất rắn
Số lượng các điện tích âm trên bề mặt chất rắn (các
điện tích này cản trở sự hấp phụ của ion âm)
Các yếu tố ảnh hưởng đến kích thước của phân tử
NOM

30


Trong xử lý nước cấp, khi cho muối Al3+ và Fe3+ vào
nước

Kết tủa Al(OH)3 và Fe(OH)3 sẽ được hình thành. Các
kết tủa này có diện tích bề mặt riêng lớn và là chất
hấp phụ NOM rất hiệu quả.
Ion Al3+ và Fe3+ cũng có thể tham gia phản ứng trực
tiếp với NOM để tạo hành phức hoà tan/chất rắn
→ NOM được xử lý thông qua do sự hình thành kết
tủa (kim loại – NOM) và sự hấp thu của NOM vào oxit
kim loại bị hydrate hoá
31

Trong nước không có NOM, bề mặt của hạt Al(OH)3(s)
và Fe(OH)3(s) thường mang một ít điện tích dương tại
pH gần trung tính
Tuy nhiên, khi một lượng nhỏ của các muối này được
cho vào nước tự nhiên, tỉ lệ giữa NOM và kim loại cao
→ sự hấp phụ của NOM làm bề mặt của chất rắn mang
điện tích âm → cản trở sự va chạm giữ các hạt để tạo
thành bông cặn lớn
Khi nồng độ chất keo tụ (~ chất hấp phụ) tăng, mật độ
NOM được hấp phụ trên từng hạt sẽ giảm → điện tích
bề mặt riêng (lượng điện tích trên một đơn vị diện tích
chất rắn) trở nên ít âm hơn
Khi nồng độ chất keo tụ đủ lớn, tương tác đẩy tĩnh
điện giữa các hạt giảm → các hạt va chạm và tạo
thành bông cặn
32


Hấp thu của ion kim loại mang điện tích dương
vào oxit sắt và nhôm

Để loại bỏ kim loại trong nước thải công nghiệp, muối
Fe và Al cũng thường được sử dụng
Keo tụ các hạt hydroxide kim loại (hình thành do
điều chỉnh pH)
Hấp thu các ion kim loại vào Fe(OH)3 và Al(OH)3 mới
được hình thành

33

Quá trình hấp thu của kim loại vào hydrous oxide phụ
thuộc vào pH
Hấp thu tăng đột ngột khi pH thay đổi trong một
khoảng rất nhỏ

Bejamin and Lawler Textbook

Removal of metal ions from solution via precipitation (discussed in Chapter 9) is characterized by a pH
dependence similar to that shown in Figure 7-6. However, typically, metal removal in the presence of
adsorbents begins at a pH that is one to -7
several units below the
-3 pH at which precipitation occurs in the
absence of the adsorbent. This consistent observation has been taken 34
as strong support3for the idea that the
removal mechanism is adsorption and not precipitation.
The location of the pH-adsorption edge for any given metal depends on the identity of the solid
adsorbent, but the relative tendency of different metal cations to sorb to oxide surfaces is quite consistent
from one solid to the next, typically following the sequence

Hình 7.6. Ảnh hưởng của pH đến sự hấp thu của các ion

kim loại (5 × 10 M) vào 10 M Fe(OH) (s)


Khả năng hấp thu vào oxit của các ion kim loại như sau
Ca2+ < Cd2+, Ni2+ < Zn2+, Co2+, Cu+ < Cu2+ < Pb2+ < Cr3+,
Fe3+, Hg2+

35