Nghiên cứu khả năng hấp phụ ion Pb2+, Cu2+ trên vật liệu hấp phụ chế tạo từ bã đậu nành

Header Page 1 of 126.
BỘ GIÁO DỤC VÀ ðÀO TẠO
ðẠI HỌC ðÀ NẴNG

Công trình ñược hoàn thành tại
ðẠI HỌC ðÀ NẴNG

TRẦN THỊ NGỌC NGÀ

Người hướng dẫn khoa học: PGS.TS. LÊ TỰ HẢI

Phản biện 1: PGS.TS. Lê Thị Liên Thanh

NGHIÊN CỨU KHẢ NĂNG HẤP PHỤ ION Pb2+,
Cu2+ TRÊN VẬT LIỆU HẤP PHỤ CHẾ TẠO TỪ
BÃ ðẬU NÀNH

Phản biện 2: TS. Bùi Xuân Vững

Luận văn sẽ ñược bảo vệ trước Hội ñồng chấm Luận văn tốt
nghiệp thạc sĩ khoa học họp tại ðại học ðà Nẵng vào ngày 31 tháng
Chuyên ngành: Hóa hữu cơ
Mã số

05 năm 2013.

: 60 44 27

TÓM TẮT LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC
* Có thể tìm hiểu luận văn tại:
- Trung tâm Thông tin- Học liệu, ðại học ðà Nẵng.

- Thư viện trường ðại học Sư phạm, ðại học ðà Nẵng.
ðà Nẵng, năm 2013

Footer Page 1 of 126.


Header Page 2 of 126.

MỞ ðẦU
1. Tính cấp thiết của ñề tài

vật liệu hấp phụ từ một số phụ phẩm nông nghiệp khác chứ chưa
thấy ở bã ñậu nành.

Cùng với sự phát triển mạnh mẽ của các khu công nghiệp là
sự tăng nhanh hàm lượng kim loại nặng trong các nguồn nước thải

Vì vậy, chúng tôi chọn ñề tài “Nghiên cứu khả năng hấp phụ
ion Pb2+ và Cu2+ trên vật liệu hấp phụ chế tạo từ bã ñậu nành”.

ñã làm ảnh hưởng nghiêm trọng tới sức khỏe con người và hệ sinh

2. Mục tiêu nghiên cứu

thái. Vấn ñề loại bỏ các kim loại nặng từ nước thải và nước thải công

- Nghiên cứu biến tính bã ñậu nành ñể tạo ra vật liệu hấp phụ

nghiệp ñã trở thành vấn ñề rất quan trọng ñể duy trì chất lượng nước.

một số ion kim loại nặng.

Có nhiều phương pháp ñược áp dụng nhằm tách các ion kim loại

3. ðối tượng và phạm vi nghiên cứu

nặng ra khỏi môi trường nước như: phương pháp hóa lý (phương

3.1. ðối tượng nghiên cứu:

pháp hấp phụ, phương pháp trao ñổi ion,…), phương pháp sinh học,

- Bã ñậu nành.

phương pháp hóa học…Trong ñó phương pháp hấp phụ - sử dụng

- Dung dịch chứa Cu2+ và Pb2+.

VLHP chế tạo từ các nguồn tự nhiên như vỏ trấu, bã mía, lõi ngô, vỏ

3.2. Phạm vi nghiên cứu

ñậu, bã ñậu,.... ñể tách loại và thu hồi các kim loại nặng từ dung dịch

- Nghiên cứu biến tính bã ñậu nành.

nước ñã ñược một số tác giả trên thế giới và trong nước nghiên cứu.

- Khảo sát các yếu tố ảnh hưởng ñến sự biến tính bã ñậu nành

Phương pháp sử dụng VLHP sinh học có nhiều ưu việt so với

(nồng ñộ acid, tỷ lệ rắn lỏng).

các phương pháp khác là có thể tách loại ñược ñồng thời nhiều kim
loại trong dung dịch, có khả năng tái sử dụng VLHP và thu hồi kim

- Thử nghiệm khả năng hấp phụ kim loại nặng Pb2+ và Cu2+
bằng phương pháp hấp phụ bể và hấp phụ cột.

loại. Mặt khác, phương pháp này sử dụng nguyên liệu rẻ tiền, dễ
kiếm, ñặc biệt nước ta là một nước nông nghiệp có nguồn phế thải

- Khảo sát các yếu tố ảnh hưởng ñến sự hấp phụ các ion kim
loại.

nông nghiệp dồi dào rất thuận lợi cho việc phát triển phương pháp

4. Phương pháp nghiên cứu

này.

4.1. Phương pháp nghiên cứu lý thuyết
Nhiều cơ sở sản xuất ở Việt Nam hiện nay cho ra hàng tấn bã

ñậu nành mỗi ngày nhưng chỉ dùng làm thức ăn gia súc. Mặc dù giá
trị của nó rất cao, ngoài các giá trị về dinh dưỡng, kinh tế nó còn là

- Thu thập, tổng hợp, phân tích các tài liệu, tư liệu, sách báo
trong và ngoài nước có liên quan ñến ñề tài.

- Xử lý các thông tin về lý thuyết ñể ñưa ra các vấn ñề cần

một trong những nguyên liệu có tiềm năng ñể chế tạo vật liệu hấp

thực hiện trong quá trình thực nghiệm.

phụ ứng dụng ñể hấp phụ một số kim loại nặng trong môi trường

4.2. Phương pháp thực nghiệm

nước thải. Trên thế giới cũng có nhiều công trình nghiên cứu về vấn

- Thu gom và xử lý mẫu bã ñậu nành

ñề này tuy nhiên ở Việt Nam thì chỉ mới có một số nghiên cứu tạo

- Xác ñịnh ñộ ẩm toàn phần

Footer Page 2 of 126.


Header Page 3 of 126.
- Biến tính bã ñậu nành bằng acid citric.

1.2. MỘT SỐ PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ KIM LOẠI NẶNG

- Xác ñịnh nồng ñộ ion kim loại bằng phương pháp hấp phụ

TRONG NƯỚC
1.2.1. Phương pháp sinh học

nguyên tử.
- Phương pháp phổ hồng ngoại (IR): xác ñịnh sự có mặt một số
nhóm chức ñặc trưng của sản phẩm.
- Phương pháp chụp SEM: xác ñịnh ñộ xốp của VLHP.
- Phương pháp ño BET: xác ñịnh diện tích bề mặt của VLHP.

1.2.2. Phương pháp sử dụng vi tảo
1.2.3. Phương pháp hoá học
1.2.4. Phương pháp hóa lý
1.3. TỔNG QUAN VỀ PHƯƠNG PHÁP HẤP PHỤ

5. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn

1.3.1. Các khái niệm

- Cung cấp tư liệu về bã ñậu nành.

1.3.2 Các mô hình cơ bản của quá trình hấp phụ

- Chế tạo vật liệu hấp phụ từ nguyên liệu rẻ tiền.

1.3.3. Các yếu tố ảnh hưởng ñến quá trình hấp phụ

- Khảo sát ñiều kiện tối ưu ñể hấp phụ kim loại nặng.

1.4. MỘT SỐ HƯỚNG NGHIÊN CỨU SỬ DỤNG PHỤ PHẨM

- Ứng dụng sản phẩm vật liệu hấp phụ trong việc xử lý nước

NÔNG NGHIỆP LÀM VLHP
1.5. TỔNG QUAN VỀ ðẬU NÀNH

thải công nghiệp.
6. Bố cục ñề tài

1.5.1. Thực vật học về cây ñậu nành

Luận văn gồm 86 trang, trong ñó có 14 bảng và 38 hình. Phần
mở ñầu 04 trang, kết luận và kiến nghị 02 trang, tài liệu tam khảo 04
trang. Nội dung của luận văn chia làm 03 chương.
Chương 1: Tổng quan (43 trang).
Chương 2: Nguyên liệu và phương pháp nghiên cứu (08 trang).
Chương 3: Kết quả và thảo luận (25 trang).

CHƯƠNG 1
TỔNG QUAN
1.1. GIỚI THIỆU VỀ MỘT SỐ KIM LOẠI NẶNG

Hình 1.3. Cây ñậu nành

Hình 1.4. Hạt ñậu nành

1.5.2. Hạt ñậu nành

1.1.1. Khái quát chung

1.5.3. Bã ñậu nành

1.1.2. Nguyên nhân gây ô nhiễm kim loại nặng trong nước

1.5.4. Tình hình sản xuất và xuất khẩu ñậu nành trên thế

1.1.3. Giới thiệu về kim loại ñồng và chì

giới và trong nước
1.6. ACID CITRIC VÀ CELLULOSE

Footer Page 3 of 126.


Header Page 4 of 126.
1.6.1. Acid citric

CHƯƠNG 2
NHỮNG NGHIÊN CỨU THỰC NGHIỆM
2.1. NGUYÊN LIỆU, HÓA CHẤT, DỤNG CỤ
2.1.1. Nguyên liệu
2.1.2. Hóa chất, dụng cụ
Hình 1.6. Công thức cấu tạo của acid citric
1.6.2. Cellulose

2.2. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
2.2.1. Xác ñịnh ñộ ẩm của mẫu
2.2.2. Quá trình tạo vật liệu hấp phụ
Sơ ñồ tiến hành chế tạo VLHP từ bã ñậu nành:
Bã ñậu nành
- Phơi khô
- Giã
- Rây

Vật liệu hấp phụ
- Ngâm nước cất
- Rửa sạch ñến trung tính
- Sấy khô ở 600C

Bã mịn
- Khuấy NaOH
0,1M, rửa nước cất
- Sấy 600C

Vật liệu ñã qua hoạt hóa

Bã sạch

Hình 1.7. Cấu trúc phân tử Cellulose
1.6.3. Phản ứng este hóa giữa acid citric với cellulose
Phản ứng este hóa giữa cellulose và acid citric:

- Sấy qua ñêm ở 600C
- Tăng lên 1200C trong 90p

- Khuấy với acid
citric 0,6M trong
30p
Dung dịch

Lọc

Chất rắn

2.2.3. Các yếu tố cần khảo sát ñến quá trình biến tính
- Ảnh hưởng của nồng ñộ acid citric
- Ảnh hưởng của tỷ lệ rắn : lỏng
2.2.4. Khảo sát các yếu tố ảnh hưởng ñến quá trình hấp
phụ bể Cu2+ và Pb2+
Các yếu tố ảnh hưởng tới quá trình hấp phụ bể:
+ Thời gian khuấy

Footer Page 4 of 126.


Header Page 5 of 126.
+ pH

CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN

+ Tỷ lệ rắn : lỏng

3.1. XÁC ðỊNH ðỘ ẨM CỦA BÃ ðẬU NÀNH

+ Nồng ñộ ion
Tính hiệu suất hấp phụ H(%) theo công thức sau:
H=

Ci − C f
Ci

Kết quả cho thấy bã ñậu nành sau khi phơi khô có ñộ ẩm là

(2.2)

× 100%

10,09%.
3.2. KHẢO SÁT CÁC YỂU TỐ ẢNH HƯỞNG TỚI QUÁ
TRÌNH BIẾN TÍNH BÃ ðẬU NÀNH

Tính tải trọng hấp phụ theo công thức sau:
q=

(Ci − C f )V

(2.3)

3.2.1. Ảnh hưởng của nồng ñộ acid

m

Phương trình ñẳng nhiệt có dạng :
q = qmax

bC f
1 + bC f

(2.4)

ðể xác ñịnh các hằng số trong phương trình hấp phụ ñẳng
nhiệt Langmuir, chuyển (2.4) thành phương trình ñường thẳng:
Cf

q

=

1
1
Cf +
q max
bq max

(2.5)

2.2.5. Khảo sát các yếu tố ảnh hưởng ñến quá trình hấp
2+

2+

phụ cột Cu và Pb

+ Tốc ñộ dòng
+ Nồng ñộ ion dung dịch

Hình 3.1. Ảnh hưởng của nồng ñộ acid citric ñến quá trình biến tính
Ở hình 3.1. cho thấy trong quá trình biến tính bã ñậu nành,
chọn acid citric có nồng ñộ 0,6M làm nồng ñộ tối ưu ñể khảo sát các
yếu tố tiếp theo.
* Giải thích: khi nồng ñộ acid tăng làm tăng số phân tử acid,
số phân tử acid thấm vào các mao quản của VLHP nhiều hơn dẫn
ñến hiệu suất phản ứng este hoá giữa cellulose và acid citric cao hơn.
Tuy nhiên nếu tiếp tục tăng nồng ñộ acid ñạt ñến giá trị bão hòa thì

làm hiệu suất hấp phụ không thay ñổi.
3.2.2. Ảnh hưởng của tỷ lệ rắn : lỏng
Kết quả hình 3.2. cho thấy trong quá trình biến tính bã ñậu

Hình 2.3. Mô hình cột hấp phụ

Footer Page 5 of 126.

nành, chọn tỉ lệ rắn lỏng là 3g: 50ml làm tỉ lệ tối ưu.


Header Page 6 of 126.

VLHP

606.8
1166.3

2854.3

75

1062.0

1545.4

80
3398.2

%Transmittance

85

1376.6

3842.6

90

3755.6

95

2925.3

1745.4

70

65

60
4000

3500

3000

2500

2000

1500

1000

500

Wavenumbers (cm-1)

Number of sample scans: 32
Number of background scans: 32
Resolution: 4.000
Sample gain: 4.0
Mirror velocity: 0.6329
Aperture: 100.00

Cu2+
Hình 3.2. Ảnh hưởng của tỷ lệ rắn : lỏng ñến quá trình biến tính

2+

Hình 3.5. Phổ IR của bã ñậu nành biến tính
So sánh 2 phổ hồng ngoại ở hình 3.4 và 3.5 cho thấy:
- Có sự xuất hiện của pic có số sóng ñặc trưng cho nhóm OH
và nhóm cacbonyl. Tuy nhiên ñộ rộng và cường ñộ pic ở hình 3.5 lớn
hơn hình 3.4 phản ánh kết quả của phản ứng este hóa ở bã ñậu nành
biến tính: số lượng nhóm OH tăng lên sau phản ứng.
3.3.2. Ảnh kính hiển vi ñiện tử quét (SEM) của bã ñậu nành
biến tính và chưa biến tính

Ảnh kính hiển vi ñiện tử quét (SEM) của bã ñậu nành biến tính
và sau khi biến tính ñược thể hiện trong hình 3.6 và 3.7:

Hình 3.3. VLHP chế tạo từ bã ñậu nành
3.3. CÁC ðẶC TÍNH HÓA LÝ CỦA BÃ ðẬU NÀNH CHƯA
BIẾN TÍNH VÀ BIẾN TÍNH
3.3.1. Phổ hồng ngoại
Kết quả ñược trình bày ở hình 3.4, 3.5.
Nguyen lieu

100
95
90
892.9

80

609.7

1318.7

1240.1

1545.7

1377.1

Hình 3.6. Ảnh SEM của bã ñậu nành chưa biến tính
Từ ảnh kính hiển vi ñiện tử quét SEM ở hình 3.6 và 3.7 ta

1037.8

50

1651.8

3375.4

2925.1

55

1744.7

60

1416.4

65

1161.4

70

702.0

75

2854.5

%Transmittance

85

45
40
4000

3500

3000

2500

2000

1500

1000

500

nhận thấy: bã ñậu nành biến tính có diện tích bề mặt và cấu trúc khác

Wavenumbers (cm-1)

Number of sample scans: 32
Number of background scans: 32
Resolution: 4.000
Sample gain: 8.0

Mirror velocity: 0.6329
Aperture: 100.00

Hình 3.4. Phổ IR của bã ñậu nành chưa biến tính

Footer Page 6 of 126.

hơn nhiều so với bã ñậu nành chưa biến tính. ðiều này giúp giải
thích sự biến ñổi cấu trúc hóa học của các hợp chất bên trong bã ñậu
nành sau biến tính.


Header Page 7 of 126.

Hình 3.7. Ảnh SEM của bã ñậu nành biến tính
3.3.3. Diện tích bề mặt riêng của bã ñậu nành biến tính và

Hình 3.9. Ảnh hưởng của thời gian khuấy ñến hiệu suất hấp phụ bể
* Nhận xét: Nhìn vào ñồ thị hình 3.8, 3.9 ta thấy thời gian

chưa biến tính

khuấy là 60 phút ñối với quá trinh hấp phụ ion Cu2+ và Pb2+ ñạt hiệu
suất cao nhất nên ñược chọn làm thời gian tối ưu cho các thí nghiệm
tiếp theo.
* Giải thích: Khi thời gian khuấy tăng lên thì các ion Cu2+ và
Pb2+ ñi vào các mao quản của VLHP nhiều hơn, do ñó hiệu suất hấp
3.4. NGHIÊN CỨU KHẢ NĂNG HẤP PHỤ BỂ CỦA VLHP
CHẾ TẠO TỪ BÃ ðẬU NÀNH ðỐI VỚI ION Cu2+ VÀ Pb2+
3.3.1. Khảo sát ảnh hưởng của thời gian khuấy ñến quá

phụ và tải trọng hấp phụ tăng lên. Khi ñã ñạt cân bằng hấp phụ, các
ion Cu2+ và Pb2+ ñã ñi vào tối ña nên dù thời gian khuấy có tăng lên
nhưng hiệu suất hấp phụ và tải trọng hấp phụ tăng lên không ñáng
kể.

trình hấp phụ bể Cu2+ và Pb2+

3.3.2. Khảo sát ảnh hưởng của pH ñến quá trình hấp phụ
2+

bể Cu và Pb2+

Hình 3.8. Ảnh hưởng của thời gian khuấy ñến tải trọng hấp phụ bể Cu2+
và Pb2+

Footer Page 7 of 126.


Header Page 8 of 126.

2+
Hình 3.10. Ảnh hưởng của pH dung dịch ñến tải trọng hấp 2+
phụ bể Cu
2+
Hình 3.11. Ảnh hưởng của pH ñến hiệu
suất hấp phụ bể Cu và Pb
và Pb2+
* Nhận xét: Nhìn vào ñồ thị hình 3.10, 3.11 ta thấy quá trình

Hình 3.12. Ảnh hưởng của khối lượng VLHP ñến tải trọng hấp phụ
bể Cu2+ và Pb2+

hấp phụ ñạt cân bằng tại pH=5 nên chọn pH bằng 5 cho các quá trình
hấp phụ tiếp theo.
* Giải thích: Trong môi trường axit mạnh (pH thấp) các phần
tử của chất hấp phụ và chất bị hấp phụ ñều tích ñiện dương bởi vậy
lực tương tác là lực ñẩy tĩnh ñiện, bên cạnh ñó nồng ñộ H+ cao sẽ xảy
ra sự cạnh tranh với cation kim loại trong quá trình hấp phụ nên làm
giảm hiệu suất hấp phụ. Tuy nhiên khi pH tăng cao thì xẩy ra sự kết
tủa và tạo muối của ion Cu2+ và Pb2+ làm giảm khả năng hấp phụ.
ðến pH bằng 5,0 thì ñạt cân bằng hấp phụ nên hiệu suất hấp phụ và
tải trọng hấp phụ thay ñổi không ñáng kể.

Hình 3.13. Ảnh hưởng của khối lượng VLHP ñến hiệu suất hấp phụ

3.4.3. Khảo sát ảnh hưởng của tỉ lệ rắn : lỏng ñến quá trình
hấp phụ bể Cu2+ và Pb2+

bể Cu2+ và Pb2+
* Giải thích: Hiệu suất hấp phụ tăng dần do có nhiều phân tử

* Nhận xét: Nhìn vào ñồ thị hình 3.12, 3.13 ta nhận thấy quá

VLHP trong cùng một thể tích như nhau nên bề mặt tiếp xúc giữa

trình hấp phụ ñạt cân bằng tại tỉ lệ rắn lỏng 2,0 gam VLHP/100ml

VLHP với ion Cu2+, Pb2+ tăng lên, khả năng ion kim loại ñi vào các

2+

dung dịch Cu nồng ñộ 20mg/l và 0,8 gam VLHP/100ml dung dịch

mao quản của VLHP tăng lên. ðến khi cân bằng hấp phụ ñược thiết

Pb2+ nồng ñộ 20mg/l nên chọn 2,0 gam VLHP/100ml cho dung dịch

lập, tổng diện tích bề mặt tiếp xúc giữa chúng hầu như không ñổi nên

2+

2+

Cu 0,8 gam VLHP/100ml cho dung dịch Pb làm giá trị tối ưu.

Footer Page 8 of 126.

hiệu suất hấp phụ thay ñổi không ñáng kể nữa.


Header Page 9 of 126.
3.4.4. Khảo sát ảnh hưởng của nồng ñộ ion Cu2+ và Pb2+
ñến quá trình hấp phụ bể

* Giải thích: Cùng một lượng VLHP với nồng ñộ loãng, các
ion kim loại chuyển ñộng tự do, có khả năng hấp phụ tốt. Ở nồng ñộ
cao, có sự va chạm, cản trở chuyển ñộng lẫn nhau, hạn chế khả năng
hấp phụ. Tuy nhiên, khi nồng ñộ Cu2+ và Pb2+ quá thấp thì hiệu suất
hấp phụ ñạt xấp xỉ 100% nên lượng kim loại còn lại rất thấp, nằm

H(%) Pb

dưới giới hạn phát hiện của máy.

H(%) Cu

3.5. PHƯƠNG TRÌNH ðẲNG NHIỆT HẤP PHỤ

Hình 3.14. Ảnh hưởng của nồng ñộ ion Cu2+ và Pb2+ ñến tải trọng
hấp phụ bể Cu2+ và Pb2+

Hình 3.16. Dạng tuyến tính của phương trình Langmuir ñối với ion
Cu2+

Cu2+ và Pb2+ trong hấp phụ bể

2+

Pb

* Nhận xét: Dựa vào phương trình ñẳng nhiệt: y = 0,682x +
0,063 ta tính ñược tải trọng hấp phụ cực ñại Cu2+ của VLHP trong
hấp phụ bể là qmax = 1,467 (mg/g) và ái lực hấp phụ b = 10,825 và
phương trình ñẳng nhiệt: y = 0,260x + 0,012 ta tính ñược tải trọng

Hình 3.15. Ảnh hưởng của nồng ñộ ion Cu2+ và Pb2+ ñến hiệu suất
hấp phụ bể Cu2+ và Pb2+
* Nhận xét: Nhìn vào ñồ thị hình 3.14, 3.15 ta thấy khi nồng
ñộ Cu2+ và Pb2+ tăng lên thì tải trọng hấp phụ tăng lên một cách gần

như tuyến tính còn hiệu suất hấp phụ thì giảm.

Footer Page 9 of 126.

hấp phụ cực ñại Pb2+ của VLHP trong hấp phụ bể là qmax = 3,846
(mg/g) và ái lực hấp phụ b = 21,667.
3.6. NGHIÊN CỨU KHẢ NĂNG HẤP PHỤ CỘT CỦA VLHP
CHẾ TẠO TỪ BÃ ðẬU NÀNH ðỐI VỚI ION Cu2+ VÀ Pb2+


Header Page 10 of 126.
3.6.1. Khảo sát ảnh hưởng của tốc ñộ dòng ñến quá trình

phụ bị giữ lại trên bề mặt vật liệu hấp phụ giảm, do ñó hiệu suất và

hấp phụ cột

tải trọng hấp phụ giảm.
3.6.2. Khảo sát ảnh hưởng của nồng ñộ ion Cu2+ và Pb2+
ñến quá trình hấp phụ cột

Pb2+
2+

Hình 3.17. Ảnh hưởng của tốc ñộ dòng ñến hiệu suất hấp phụ cột
Cu2+ và Pb2+
Hình 3.19. Ảnh hưởng của nồng ñộ ion Cu2+ và Pb2+ ñến hiệu suất
hấp phụ cột

Pb2+

2+

Hình 3.18. Ảnh hưởng của tốc ñộ dòng ñến tải trọng hấp phụ cột
Cu2+ và Pb2+
* Nhận xét: Nhìn vào hình 3.17, 3.18 ta thấy ở tốc ñộ dòng
0,67ml/ph thì quá trình hấp phụ ñạt cân bằng. Như vậy chọn tốc ñộ
dòng chảy là 0,67ml/ph cho các quá trình hấp phụ cột tiếp theo.
* Giải thích: khi tốc ñộ dòng tăng lên thì thời gian tiếp xúc
giữa vật liệu hấp phụ và chất bị hấp phụ giảm ñi, lượng chất bị hấp

Hình 3.20. Ảnh hưởng của nồng ñộ ion Cu2+ và Pb2+ ñến tải trọng
hấp phụ cột
* Nhận xét: Nhìn vào bảng 3.9, ñồ thị hình 3.19, 3.20 ta thấy
khi nồng ñộ Cu2+ và Pb2+ tăng lên thì tải trọng hấp phụ tăng lên một
cách gần như tuyến tính và hiệu suất hấp phụ giảm nhẹ.

Footer Page 10 of 126.


Header Page 11 of 126.
* Giải thích: Khi tăng nồng ñộ Cu2+ và Pb2+ trong cùng một thể
tích thì lượng ion kim loại tăng lên do ñó tải trọng hấp phụ tăng lên.
Hiệu suất hấp giảm nhẹ do lượng ion kim loại hấp phụ trên cùng một
khối lượng VLHP ñã ñạt cân bằng và một phần nhỏ chưa ñược hấp
phụ ñã chạy ra khỏi cột hấp phụ.
Từ kết quả trên, xác ñịnh tải trọng hấp phụ cực ñại.
Hình 3.22. Tải trọng hấp phụ trong tái hấp phụ bể Cu2+ và Pb2+ của
VLHP

Hình 3.21. Dạng tuyến tính của phương trình Langmuir với ion Cu2+

và Pb2+ trong hấp phụ cột
* Nhận xét: Dựa vào phương trình ñẳng nhiệt: y = 0,218x +
2+

0,121 ta tính ñược tải trọng hấp phụ cực ñại Cu

Hình 3.23. Hiệu suất hấp phụ trong tái hấp phụ bể Cu2+ và Pb2+ của

của VLHP trong

hấp phụ cột là qmax = 4,587 (mg/g) và ái lực hấp phụ b = 1,802.
Dựa vào phương trình ñẳng nhiệt: y = 0,120x + 0,054 ta tính

VLHP
* Nhận xét: Nhìn vào hình 3.22, 3.23 ta thấy khi tái sử dụng
VLHP thì tải trọng hấp phụ và hiệu suất hấp phụ giảm xuống. Tuy

ñược tải trọng hấp phụ cực ñại Pb2+ của VLHP trong hấp phụ cột là

nhiên với lần 2, lần 3 thì hiệu suất vẫn cao trên 50% nên có thể coi

qmax = 8,33 (mg/g) và ái lực hấp phụ b = 154,32.

VLHP chế tạo từ bã ñậu nành là một vật liệu hấp phụ tốt và có thể tái

3.7. NGHIÊN CỨU KHẢ NĂNG TÁI HẤP PHỤ Cu2+ VÀ Pb2+
CỦA VLHP
Kết quả ñược thể hiện trong ñồ thị hình 3.22 và 3.23:

sử dụng nhiều lần.

* Giải thích: Khi rửa giải bằng axit HCl thì phần lớn ion kim loại ñi
vào dung dịch, tuy nhiên vẫn còn một phần nhỏ vẫn nằm lại trong
các mao quản, ñồng thời khi tái hấp phụ thì một lượng VLHP bị mất

Footer Page 11 of 126.


Header Page 12 of 126.
ñi trong quá trình thí nghiệm nên tải trọng hấp phụ và hiệu suất hấp

cực ñại Pb2+ của bã ñậu nành biến tính trong hấp phụ bể là qmax =

phụ giảm dần.

6,178 (mg/g) và ái lực hấp phụ b = 23,143.
ðiều kiện tối ưu ñể hấp phụ ion kim loại lên bã ñậu

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ

nành biến tính bằng phương pháp hấp phụ cột như sau:
+ ðối với quá trình hấp phụ cột Cu2+ thì vận tốc dòng tối ưu

1. Kết luận
Sau một thời gian nghiên cứu ñề tài, chúng tôi ñã ñạt ñược một
số kết quả như sau:

là 0,67ml/phút, pH =5,00; nồng ñộ dung dịch Cu2+ là 20mg/l thì hiệu
suất hấp phụ là 98,75 (%). Tải trọng hấp phụ cực ñại qmax = 4,587 và

ðộ ẩm của bã ñậu nành: 10,09%

ðiều kiện tối ưu cho quá trình biến tính bã ñậu nành

ái lực hấp phụ b = 1,802.
+ ðối với quá trình hấp phụ cột Pb2+ thì vận tốc dòng tối ưu
là 0,67ml/phút, pH = 5,00; nồng ñộ dung dịch Pb2+ là 20mg/l thì hiệu

bằng acid citric:
- Nồng ñộ acid citric: 0,6M

suất hấp phụ là 99,27 (%). Tải trọng hấp phụ cực ñại qmax = 8,33 và ái

- Tỷ lệ rắn: lỏng là: 3g bã ñậu nành: 50ml dung dịch acid citric

lực hấp phụ b = 154,32.

Chứng minh khả năng hấp phụ tốt của bã ñậu nành
biên tính so với bã ñậu nành chưa biến tính bằng phổ hồng ngoại,

Xác ñịnh ñược khả năng tái hấp phụ của VLHP ñối
với các ion kim loại Cu2+ và Pb2+
Khả năng tái hấp phụ của VLHP chế tạo từ bã ñậu nành ñối

ảnh SEM, diện tích bề mặt riêng theo BET.
ðiều kiện tối ưu ñể hấp phụ ion kim loại lên bã ñậu
nành biến tính bằng phương pháp hấp phụ bể như sau:
2+

+ ðối với quá trình hấp phụ bể Cu : thời gian khuấy tối ưu
là 60 phút; pH tối ưu là 5,00; tỉ lệ rắn lỏng tối ưu là 2 gam
2+

với các ion kim loại Cu2+ và Pb2+ là rất cao, có thể tái sử dụng vật
liệu này nhiều lần.
2. Kiến nghị
Tiếp tục nghiên cứu quá trình hấp phụ các ion kim loại nặng

VLHP/100ml dung dịch Cu 20mg/l. Và khi sử dụng ñồng thời các

khác trên vật liệu hấp phụ bã ñậu nành biến tính, ñể từ ñó ñánh giá

ñiều kiện trên hiệu suất hấp phụ là 98,43 (%). Tải trọng hấp phụ cực

ñược khả năng hấp phụ của nó một cách hoàn thiện và tối ưu.

2+

ñại Cu của bã ñậu nành biến tính trong hấp phụ bể là qmax = 1,467
(mg/g) và ái lực hấp phụ b = 10,828.

với ion kim loại nặng trong nước thải công nghiệp ñể có thể ñưa vào
2+

+ ðối với quá trình hấp phụ bể Pb : thời gian khuấy tối ưu là
60 phút; pH tối ưu là 5,00; tỉ lệ rắn lỏng tối ưu là 0,8 gam
VLHP/100ml dung dịch Pb2+ 20mg/l. Và khi sử dụng ñồng thời các
ñiều kiện trên thiếu hiệu suất hấp phụ là 99,38 (%). Tải trọng hấp phụ

Footer Page 12 of 126.

Nghiên cứu khả năng hấp phụ của bã ñậu nành biến tính ñối

xử lý nước thải cho các nhà máy, góp phần bảo vệ môi trường.