Nghiên cứu khả năng hấp phụ xanh metylen, metyl da cam, phenol đỏ của quặng apatit biến tính bằng sắt từ oxit (LV thạc sĩ)

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN
TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM

HOÀNG THỊ THƠ

NGHIÊN CỨU KHẢ NĂNG HẤP PHỤ XANH
METYLEN, METYL DA CAM VÀ PHENOL ĐỎ CỦA
QUẶNG APATIT BIẾN TÍNH BẰNG SẮT TỪ OXIT

Chuyên ngành: Hóa Phân tích
Mã số: 60.44.01.18

LUẬN VĂN THẠC SỸ KHOA HỌC VẬT CHẤT

Ngƣời hƣớng dẫn khoa học: TS. Ngô Thị Mai Việt

Thái Nguyên, năm 2017

i


LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của tôi. Các số liệu, kết quả
nghiên cứu trong luận văn là trung thực và chưa được ai công bố trong bất cứ công
trình nào khác. Nếu sai tôi xin hoàn toàn chịu trách nhiệm.

Thái Nguyên, tháng 6 năm 2017
Tác giả

HOÀNG THỊ THƠ

Xác nhận

Xác nhận

của khoa chuyên môn

của giáo viên hƣớng dẫn

PGS.TS Nguyễn Thị Hiền Lan

TS. Ngô Thị Mai Việt

ii


LỜI CẢM ƠN
Trong suốt quá trình học tập và thực hiện đề tài luận văn thạc sĩ, chuyên ngành
Hóa Phân tích, Khoa Hóa học – Trường Đại học Sư phạm – Đại học Thái Nguyên,
em đã nhận được sự ủng hộ, giúp đỡ của các thầy cô giáo, các em sinh viên, bạn bè
và gia đình.
Trước tiên, em xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc nhất đến TS. Ngô Thị Mai Việt,
cô đã tận tình hướng dẫn, truyền đạt kiến thức và kinh nghiệm quý báu để em có thể
hoàn thành luận văn này.
Em xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành đến các thầy giáo, cô giáo trong Khoa
Hóa học, các thầy cô trong Ban Giám hiệu Trường Đại học Sư phạm - Đại học Thái
Nguyên đã giảng dạy, tạo điều kiện thuận lợi, giúp đỡ em trong quá trình học tập và
nghiên cứu.
Mặc dù đã có nhiều cố gắng, song do thời gian có hạn, khả năng nghiên cứu của
bản thân còn hạn chế, nên kết quả nghiên cứu của em có thể còn nhiều thiếu sót. Em rất
mong nhận được sự góp ý, chỉ bảo của các thầy giáo, cô giáo để luận văn của em được

hoàn thiện hơn.
Em xin chân thành cảm ơn!

Thái Nguyên, tháng 6 năm 2017
Tác giả

Hoàng Thị Thơ

iii


MỤC LỤC
Trang
Trang bìa phụ ................................................................................................................. i
LỜI CAM ĐOAN ......................................................................................................... ii
LỜI CẢM ƠN .............................................................................................................. iii
MỤC LỤC ................................................................................................................... iv
DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT ............................................... v
DANH MỤC CÁC BẢNG .......................................................................................... vi
DANH MỤC CÁC HÌNH........................................................................................... vii
MỞ ĐẦU ...................................................................................................................... 1
NỘI DUNG ................................................................................................................... 3
Chương 1. TỔNG QUAN ............................................................................................. 3
1.1. Sơ lược về thuốc nhuộm ................................................................................... 3
1.2.2. Metyl da cam .................................................................................................. 7
1.2.3. Phenol đỏ ........................................................................................................ 8
1.3. Giới thiệu về quặng apatit ................................................................................. 9
1.4. Tổng quan tình hình nghiên cứu ..................................................................... 10
1.5. Phương pháp hấp phụ ...................................................................................... 14
1.5.1. Dung lượng hấp phụ cân bằng và hiệu suất hấp phụ ................................... 14

1.5.2. Các mô hình hấp phụ đẳng nhiệt .................................................................. 15
Chương 2. THỰC NGHIỆM ...................................................................................... 19
2.1. Hóa chất, dụng cụ và thiết bị máy móc ........................................................... 19
2.1.1. Hóa chất ....................................................................................................... 19
2.1.2. Dụng cụ ........................................................................................................ 19
2.1.3. Thiết bị máy móc ......................................................................................... 20
2.2. Chuẩn bị quặng apatit và biến tính quặng apatit ............................................. 20
2.3. Xác định một số đặc trưng hóa lý của vật liệu ................................................ 20
2.4. Xác đinh điểm đẳng điên của vât liêu ............................................................. 21
2.5. Nghiên cứu điều kiện tối ưu cho phép xác định xanh metylen, metyl da cam
và phenol đỏ theo phương pháp UV – Vis ............................................................. 21

iv


2.5.1. Bước sóng..................................................................................................... 21
2.5.2. pH ................................................................................................................. 21
2.5.3. Thời gian ...................................................................................................... 21
2.5.4. Chất lạ .......................................................................................................... 21
2.6. Khảo sát khoảng nồng độ tuyến tính, xây dựng đường chuẩn xác định xanh
metylen, metyl da cam và phenol đỏ theo phương pháp UV – Vis ....................... 22
2.7. Phương pháp hấp phụ tĩnh............................................................................... 22
2.7.1. Khảo sát ảnh hưởng của khối lượng vật liệu ................................................ 22
2.7.2. Khảo sát ảnh hưởng của thời gian tiếp xúc .................................................. 23
2.7.3. Khảo sát ảnh hưởng của pH ......................................................................... 23
2.7.4. Khảo sát ảnh hưởng của chất lạ.................................................................... 24
2.7.5. Khảo sát ảnh hưởng của nồng độ đầu của các chất màu nghiên cứu ........... 25
2.7.6. Ảnh hưởng của nhiệt độ ............................................................................... 26
2.8. Khảo sát khả năng hấp phụ xanh metylen, metyl da cam và phenol đỏ của
vật liệu theo phương pháp hấp phụ động ............................................................... 26

2.8.1. Chuẩn bị cột hấp phụ.................................................................................... 26
2.8.2. Nghiên cứu khả năng hấp phụ động xanh metylen, metyl da cam và phenol
đỏ của vật liệu ........................................................................................................ 27
Chương 3. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN ........................................ 28
3.1. Kết quả xác định một số đặc trưng hóa lí của vật liệu .................................... 28
3.2. Kết quả xác định điểm đẳng điện của vật liệu ................................................ 30
3.3. Kết quả khảo sát điều kiện tối ưu cho phép xác định xanh metylen, metyl da
cam và phenol đỏ theo phương pháp UV -Vis ....................................................... 31
3.3.1. Bước sóng..................................................................................................... 31
3.3.2. pH ................................................................................................................. 33
3.3.3. Thời gian ...................................................................................................... 34
3.3.4. Chất lạ .......................................................................................................... 34
3.4. Kết quả khảo sát khoảng nồng độ tuyến tính và xây dựng đường chuẩn của
xanh metylen, metyl da cam và phenol đỏ ............................................................. 37
3.4.1. Kết quả khảo sát khoảng nồng độ tuyến tính của xanh metylen, metyl da

v


cam và phenol đỏ ................................................................................................... 37
3.4.2. Xây dựng đường chuẩn xác định xanh metylen, metyl da cam và phenol đỏ .. 39
3.5. Tổng kết các điều kiện xác định xanh metylen, metyl da cam và phenol đỏ
bằng phép đo UV - Vis........................................................................................... 39
3.6. Kết quả khảo sát một số yếu tố ảnh hưởng đến khả năng hấp phụ xanh metylen,
metyl da cam và phenol đỏ của vật liệu theo phương pháp hấp phụ tĩnh .................... 40
3.6.1. Ảnh hưởng khối lượng vật liệu .................................................................... 40
3.6.2. Ảnh hưởng của thời gian tiếp xúc ................................................................ 41
3.6.3. Ảnh hưởng của pH ....................................................................................... 43
3.6.4. Ảnh hưởng của chất lạ đến khả năng hấp phụ các chất màu ....................... 44
3.6.5. Ảnh hưởng của nồng độ đầu đến khả năng hấp phụ các chất màu .............. 45

3.6.6. Nghiên cứu ảnh hưởng của nhiệt độ tới hiệu suất hấp phụ các chất màu .... 48
3.7. Nghiên cứu khả năng hấp phụ xanh metylen, metyl da cam và phenol đỏ của
vật liệu theo phương pháp động ............................................................................. 49
KẾT LUẬN ................................................................................................................. 54
TÀI LIỆU THAM KHẢO .......................................................................................... 55
PHỤ LỤC.................................................................................................................... 60

vi


DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT
STT

Kí hiệu
viết tắt

1

AbsHIn

Độ hấp thụ quang của phenol đỏ

2

AbsMB

Độ hấp thụ quang của xanh metylen

3

AbsMO

Độ hấp thụ quang của metyl da cam

4

BET

Đo diện tích bề mặt riêng: Brunaur – Emmetle - Teller

5

SEM

Kính hiển vi điện tử quét: Scanning Electron Microscopy

6

UV-Vis

7

BOD

Lượng oxy hòa tan mà các quá trình sinh học phân hủy chất
hữu cơ sử dụng: Biochemical Oxygen Demand

8

COD

Nhu cầu oxi hóa học: Chemical Oxygen Demand

9

IR

Phổ hồng ngoại: Infrared Spectroscopy

10

HIn

Phenol đỏ

11

MB

Metylen xanh

12

MO

Metyl da cam

13

BTNMT

Bộ tài nguyên môi trường

14

QCVN

Quy chuẩn Việt Nam

15

TCVN

Tiêu chuẩn Việt Nam

16

VLHP

Vật liệu hấp phụ

Nội dung

Phổ tử ngoại khả kiến: Ultra Violet – Visble

v


DANH MỤC CÁC BẢNG
Trang

Bảng 1.1. Kết quả phân tích thành phần hóa học của quặng apatit Lào Cai ................ 9
Bảng 1.2. Một số phương trình đẳng nhiệt hấp phụ ................................................... 15
Bảng 3.1. Điểm đẳng điên của vật liệu ........................................................................ 30
Bảng 3.2. Kết quả khảo sát bước sóng tối ưu của xanh metylen ................................ 31
Bảng 3.3. Kết quả khảo sát bước sóng tối ưu của metyl da cam ................................ 32
Bảng 3.4. Kết quả khảo sát bước sóng tối ưu của phenol đỏ ...................................... 32
Bảng 3.5. Sự ảnh hưởng của pH đến phép xác định xanh metylen, metyl da cam và
phenol đỏ bằng phương pháp UV - Vis ...................................................................... 33
Bảng 3.6. Sự ảnh hưởng của thời gian đến phép xác định xanh metylen, metyl ........ 34
da cam và phenol đỏ bằng phương pháp UV - Vis ..................................................... 34
Bảng 3.7. Khảo sát ảnh hưởng của chất lạ đối với xanh metylen ............................... 35
Bảng 3.8. Khảo sát ảnh hưởng của chất lạ đối với metyl da cam ............................... 35
Bảng 3.9. Khảo sát ảnh hưởng của chất lạ đối với phenol đỏ ..................................... 36
Bảng 3.10. Kết quả khảo sát khoảng nồng độ tuyến tính của xanh metylen, metyl da
cam và phenol đỏ ........................................................................................................ 37
Bảng 3.11. Tổng kết các điều kiện xác định xanh metylen, metyl da cam và phenol
đỏ bằng phép đo UV - Vis .......................................................................................... 39
Bảng 3.12. Sự phụ thuộc của dung lượng và hiệu suất hấp phụ xanh metylen vào
khối lượng vật liệu ...................................................................................................... 40
Bảng 3.13. Sự phụ thuộc của dung lượng và hiệu suất hấp phụ metyl da cam vào
khối lượng vật liệu ...................................................................................................... 40
Bảng 3.14. Sự phụ thuộc của dung lượng và hiệu suất hấp phụ phenol đỏ vào khối
lượng vật liệu .............................................................................................................. 41
Bảng 3.15. Sự phụ thuộc của dung lượng và hiệu suất hấp phụ của xanh metylen,
metyl da cam và phenol đỏ vào thời gian ................................................................... 42
Bảng 3.16. Sự phụ thuộc của dung lượng và hiệu suất hấp phụ xanh metylen, metyl da
cam và phenol đỏ vào pH............................................................................................ 43
Bảng 3.17. Ảnh hưởng nồng độ đầu của dung dịch xanh metylen, metyl da cam và

vi

phenol đỏ đến dung lượng hấp phụ ............................................................................. 45
Bảng 3.18. Thông số hấp phụ theo mô hình Langmuir của các chất màu nghiên cứu .....47
Bảng 3.19. Ảnh hưởng của nhiệt độ đến dung lượng hấp phụ các chất màu ............. 48
Bảng 3.20. Ảnh hưởng của nồng độ đầu đến khả năng hấp phụ xanh metylen .......... 50
Bảng 3.21. Ảnh hưởng của nồng độ đầu đến khả năng hấp phụ metyl da cam .......... 51
Bảng 3.22. Ảnh hưởng nồng độ đầu đến khả năng hấp phụ phenol đỏ ...................... 52

vii


DANH MỤC CÁC HÌNH
Trang
Hình 1.1. Công thức cấu tạo của xanh metylen ............................................................ 6
Hình 1.2. Công thức cấu tạo cation MB+ ..................................................................... 6
Hình 1.3. Dạng oxy hóa và dạng khử của xanh metylen .............................................. 6
Hình 1.4. Công thức cấu tạo của metyl da cam ............................................................ 7
Hình 1.5. Công thức cấu tạo của phenol đỏ .................................................................. 8
Hình 1.6. Cân bằng phản ứng của phenol vàng và phenol đỏ ...................................... 8
Hình 1.7. Đường đẳng nhiệt hấp phụ Langmuir ......................................................... 17
Hình 1.8. Đồ thị sự phụ thuộc của Cf/q vào Cf ........................................................... 17
Hình 1.9. Đường đẳng nhiệt hấp phụ Freundlich ....................................................... 18
Hình 1.10. Sự phụ thuộc lgq vào lgCcb ...................................................................... 18
Hình 3.1. Ảnh hiển vi điện tử quét (SEM) của qu ặ ng apatit tự nhiên...................... 28
Hình 3.2. Ảnh hiển vi điện tử quét (SEM) của qu ặ ng apatit biến tính ..................... 28
Hình 3.3. Phổ hồng ngoại IR của quặng apatit tự nhiên ............................................. 29
Hình 3.4. Phổ hồng ngoại IR của quặng apatit biến tính ............................................ 29
Hình 3.5. Điểm đẳng điên của vật liệu ........................................................................ 30
Hình 3.6. Đồ thị xác định bước sóng tối ưu của xanh metylen .................................. 31

Hình 3.7. Đồ thị xác định bước sóng tối ưu của metyl da cam................................... 32
Hình 3.8. Đồ thị xác định bước sóng tối ưu của phenol đỏ ........................................ 33
Hình 3.9. Sự phụ thuộc độ hấp thụ quang của các chất màu vào pH ......................... 33
Hình 3.10. Sự phụ thuộc độ hấp thụ quang của các chất màu vào thời gian .............. 34
Hình 3.11. Ảnh hưởng của chất lạ đến độ hấp thụ quang của metylen xanh ............. 35
Hình 3.12. Ảnh hưởng của chất lạ đến độ hấp thụ quang của metyl da cam.............. 36
Hình 3.13. Ảnh hưởng của chất lạ đến độ hấp thụ quang của phenol đỏ ................... 37
Hình 3.14. Đồ thị khảo sát khoảng nồng độ tuyến tính của xanh metylen ................. 38
Hình 3.15. Đồ thị khảo sát khoảng nồng độ tuyến tính của metyl da cam ................. 38
Hình 3.16. Đồ thị khảo sát khoảng nồng độ tuyến tính của phenol đỏ ....................... 38
Hình 3.17. Đồ thị đường chuẩn của các chất màu nghiên cứu ................................... 39
Hình 3.18. Sự phụ thuộc của dung lượng hấp phụ xanh metylen vào khối lượng vật liệu... 40

vii


Hình 3.19. Sự phụ thuộc của dung lượng hấp phụ metyl da cam vào khối lượng vật liệu... 40
Hình 3.20. Sự phụ thuộc của dung lượng hấp phụ phenol đỏ vào khối lượng vật liệu....... 41
Hình 3.21. Sự phụ thuộc của dung lượng hấp phụ xanh metylen, metyl da cam và
phenol đỏ vào thời gian............................................................................................... 42
Hình 3.22. Sự phụ thuộc của dung lượng và hiệu suất hấp phụ xanh metylen, metyl da
cam và phenol đỏ vào pH............................................................................................ 43
Hình 3.23. Ảnh hưởng của các chất lạ đến dung lượng hấp phụ xanh metylen ......... 44
Hình 3.24. Ảnh hưởng của các chất lạ đến dung lượng hấp phụ metyl da cam ......... 45
Hình 3.25. Ảnh hưởng của các chất lạ đến dung lượng hấp phụ phenol đỏ ............... 45
Hình 3.26. Đường đẳng nhiệt hấp phụ Langmuir đối với metylen xanh, metyl da
cam và phenol đỏ ........................................................................................................ 47
Hình 3.27. Sự phụ thuộc của Ccb/q vào Ccb đối với xanh metylen, metyl da cam và
phenol đỏ ..................................................................................................................... 47
Hình 3.28. Sự phụ thuộc hiệu suất hấp phụ các chất màu vào nhiệt độ ..................... 49

Hình 3.29. Ảnh hưởng của nồng độ đầu đến khả năng hấp phụ xanh metylen .......... 50
Hình 3.30. Ảnh hưởng của nồng độ đầu đến khả năng hấp phụ metyl da cam .......... 51
Hình 3.31. Ảnh hưởng của nồng độ đầu đến khả năng hấp phụ phenol đỏ ................ 52

viii


MỞ ĐẦU
Dệt nhuộm ở nước ta là ngành công nghiệp có mạng lưới sản xuất với nhiều mặt
hàng và chủng loại khác nhau. Chiến lược phát triển kinh tế cho ngành dệt nhuộm đến
năm 2020 đạt kim ngạch xuất khẩu là 36 – 38 tỉ USD, tạo điều kiện lao động cho 3,3
triệu người. Tuy nhiên đây chỉ là điều kiện cần cho sự phát triển kinh tế. Để ngành công
nghiệp dệt nhuộm thực sự phát triển thì chúng ta phải giải quyết vấn đề nước thải và
khí thải một cách triệt để.
Nước thải ngành dệt nhuộm gây ô nhiễm nghiêm trọng đối với môi trường. Các
chỉ tiêu như độ màu, pH, COD, BOD5, nhiệt độ đều vượt quá tiêu chuẩn cho phép.
Ngoài ra, hàm lượng chất hoạt động bề mặt đôi khi khá cao (10 - 12 mg/L). Khi thải
vào nguồn nước như sông, kênh rạch, các chất màu hữu cơ tạo màng nổi trên bề mặt,
ngăn cản sự khuếch tán của oxi cũng như ánh sáng vào nước, gây nguy hại đối với các
loài thủy sinh. Ngoài ra, nó còn gây ảnh hưởng đến đời sống dân cư trong khu vực lân
cận.
Việc tìm ra phương pháp nhằm loại bỏ các chất màu hữu cơ ra khỏi môi trường
nước có ý nghĩa hết sức to lớn. Trong số nhiều phương pháp xử lí nguồn nước bị ô
nhiễm thuốc nhuộm, phương pháp hấp phụ được lựa chọn và đã mang lại hiệu quả cao.
Trong những năm gần đây việc tận dụng các khoáng liệu tự nhiên, phụ phẩm nông
nghiệp, công nghiệp có sẵn, rẻ tiền để chế tạo các vật liệu hấp phụ các chất gây ô nhiễm
nói chung, thuốc nhuộm nói riêng trong các nguồn nước đang được nhiều nhà khoa học
quan tâm.
Quặng apatit là một nguồn khoáng liệu phổ biến ở Việt Nam và có đặc tính hấp
phụ. Xuất phát từ lí do đó chúng tôi chọn đề tài :

"Nghiên cứu khả năng hấp phụ xanh metylen, metyl da cam, phenol đỏ của
quặng apatit biến tính bằng sắt từ oxit" .
Trong đề tài này chúng tôi nghiên cứu các nội dung sau:
1. Xác định một số đặc trưng hóa lí của vật liệu (quặng apatit).
2. Xác định điểm đẳng điện của vật liệu.
3. Nghiên cứu điều kiện tối ưu cho phép xác định xanh metylen, metyl da cam và
phenol đỏ bằng phương pháp UV – Vis.

1


4. Khảo sát khoảng tuyến tính và xây dựng đường chuẩn xác định xanh metylen,
metyl da cam và phenol đỏ theo phương pháp UV – Vis.
5. Nghiên cứu khả năng hấp phụ và các yếu tố ảnh hưởng đến khả năng hấp phụ
xanh metylen, metyl da cam và phenol đỏ trong môi trường nước của quặng apatit biến
tính theo phương pháp tĩnh.
6. Nghiên cứu khả năng hấp phụ xanh metylen, metyl da cam và phenol đỏ trong
môi trường nước của quặng apatit biến tính theo phương pháp động.

…………………………………

2


NỘI DUNG
Chƣơng 1. TỔNG QUAN
1.1. Sơ lƣợc về thuốc nhuộm
Thuốc nhuộm là những chất hữu cơ có màu, hấp thụ mạnh một phần nhất định
của quang phổ ánh sáng nhìn thấy và có khả năng gắn kết vào vật liệu dệt trong những
điều kiện quy định (tính gắn màu). Thuốc nhuộm có thể có nguồn gốc thiên nhiên hoặc

tổng hợp. Hiện nay con người hầu như chỉ sử dụng thuốc nhuộm tổng hợp. Đặc điểm
nổi bật của các loại thuốc nhuộm là độ bền màu và tính chất không bị phân hủy. Màu
sắc của thuốc nhuộm có được là do cấu trúc hóa học.
Một cách chung nhất, cấu trúc thuốc nhuộm bao gồm nhóm mang màu và nhóm
trợ màu. Nhóm mang màu là những nhóm có chứa các nối đôi liên hợp với hệ điện tử
π không cố định như: > C = C <; > C = N -; - N = N -; - NO2. Nhóm trợ màu là những
nhóm thế cho hoặc nhận điện tử như: - NH2; - COOH; - SO3H; - OH…đóng vai trò
tăng cường màu bằng cách dịch chuyển năng lượng của hệ điện tử [19].
Thuốc nhuộm là tên chung của hợp chất hữu cơ có màu, rất đa dạng về màu sắc
và chủng loại, chúng có khả năng nhuộm màu bằng cách bắt màu hay gắn màu trực
tiếp lên vải. Sau đây là một số nhóm thuốc nhuộm thường dùng ở Việt Nam [4].
Thuốc nhuộm trực tiếp
Thuốc nhuộm trực tiếp hay còn gọi là thuốc nhuộm tự bắt màu là những hợp
chất màu hoà tan trong nước, có khả năng tự bắt màu vào một số vật liệu như: các tơ
xenlulozơ, giấy… nhờ các lực hấp phụ trong môi trường trung tính hoặc môi trường
kiềm. Tuy nhiên, khi nhuộm màu đậm thì thuốc nhuộm trực tiếp không còn hiệu suất
bắt màu cao, hơn nữa trong thành phần có chứa gốc azo (- N = N -), đây là loại hợp
chất hữu cơ độc hại nên hiện nay loại thuốc này không còn được khuyến khích sử dụng
nhiều. Mặc dù vậy, do thuốc nhuộm trực tiếp dễ sử dụng và rẻ nên vẫn được đa số các
cơ sở nhỏ lẻ từ các làng nghề truyền thống sử dụng để nhuộm các loại vải, sợi dễ bắt
màu như tơ, lụa, cotton...
Thuốc nhuộm axit
Theo cấu tạo hoá học, thuốc nhuộm axit đều thuộc nhóm azo, một số là dẫn xuất
của antraquinon, triarylmetan, xanten, azin và quinophtalic, một số có thể tạo phức với

3


ion kim loại. Các thuốc nhuộm loại này thường được sử dụng để nhuộm trực tiếp các
loại sợi động vật tức là các nhóm xơ sợi có tính bazơ như len, tơ tằm, sợi tổng hợp

polyamit trong môi trường axit.
Thuốc nhuộm hoạt tính
Thuốc nhuộm hoạt tính là những hợp chất màu mà trong phân tử của chúng có
chứa các nhóm nguyên tử có thể thực hiện liên kết hoá trị với vật liệu nói chung và xơ
dệt nói riêng trong quá trình nhuộm. Dạng công thức hoá học tổng quát của thuốc
nhuộm hoạt tính là: S — R — T — X.
Trong đó:
S: là các nhóm – SO3Na; - COONa; - SO2CH3.
R: phần mang màu của phân tử thuốc nhuộm, quyết định màu sắc, những gốc
mang màu này thường là monoazo và diazo, gốc thuốc nhuộm axit antraquinon, hoàn
nguyên đa vòng …
T: nhóm nguyên tử phản ứng, làm nhiệm vụ liên kết giữa thuốc nhuộm với xơ
và có ảnh hưởng quyết định đến độ bền của liên kết này, đóng vai trò quyết định tốc
độ phản ứng nucleofin.
X: nhóm nguyên tử phản ứng, trong quá trình nhuộm nó sẽ tách khỏi phân tử
thuốc nhuộm, tạo điều kiện để thuốc nhuộm thực hiện phản ứng hoá học với xơ.
Mức độ không gắn màu của thuốc nhuộm hoạt tính tương đối cao, khoảng 30%,
có chứa gốc halogen hữu cơ (hợp chất AOX) nên làm tăng tính độc khi thải ra môi
trường. Hơn nữa hợp chất này có khả năng tích luỹ sinh học, do đó gây nên tác động
tiềm ẩn cho sức khoẻ con người và động vật.
Thuốc nhuộm bazơ
Thuốc nhuộm bazơ là những hợp chất màu có cấu tạo khác nhau, hầu hết chúng
là các muối clorua, oxalat hoặc muối kép của bazơ hữu cơ.
Thuốc nhuộm lưu huỳnh
Thuốc nhuộm lưu huỳnh là những hợp chất màu chứa nguyên tử lưu huỳnh trong
phân tử thuốc nhuộm ở các dạng - S - ; - S - S - ; - SO - ; - Sn-. Trong nhiều trường hợp,
lưu huỳnh nằm trong các dị vòng như: tiazol, tiazin, tiantren và vòng azin.

4

Thuốc nhuộm hoàn nguyên
Được dùng chủ yếu để nhuộm chỉ, vải, sợi bông, lụa visco. Thuốc nhuộm hoàn
nguyên phần lớn dựa trên hai họ màu indigoit và antraquinon. Các thuốc nhuộm hoàn
nguyên thường không tan trong nước, kiềm nên thường phải sử dụng các chất khử để
chuyển về dạng tan được (thường là dung dịch NaOH + Na2S2O3 ở 50 – 600C). Ở dạng
tan được này, thuốc nhuộm hoàn nguyên khuyếch tán vào xơ.
Thuốc nhuộm phân tán
Là những chất màu không tan trong nước, phân bố đều trong nước dạng dung
dịch huyền phù, thường được dùng nhuộm xơ kị nước như xơ axetat, polyamit,
polyeste, polyacrilonitrin. Phân tử thuốc nhuộm có cấu tạo từ gốc azo (- N = N -) và
antraquinon có chứa nhóm amin tự do hoặc đã bị thay thế (- NH2; - NHR; - NR2; - NH
- CH2- OH) nên thuốc nhuộm dễ dàng phân tán vào nước. Mức độ gắn màu của thuốc
nhuộm phân tán đạt tỉ lệ cao (90 - 95%) nên nước thải không chứa nhiều thuốc nhuộm
và mang tính axit.
Thuốc nhuộm azo không tan
Thuốc nhuộm azo không tan còn có tên gọi khác như thuốc nhuộm lạnh, thuốc
nhuộm đá, thuốc nhuộm naptol, chúng là những hợp chất có chứa nhóm azo trong phân
tử nhưng không có mặt các nhóm có tính tan như - SO3Na; -COONa nên không hoà
tan trong nước.
Thuốc nhuộm pigment
Pigment là những hợp chất có màu, có đặc điểm chung là không tan trong nước
do phân tử không chứa các nhóm có tính tan (- SO3H; - COOH) hoặc các nhóm này bị
chuyển về dạng muối bari, canxi không tan trong nước. Thuốc nhuộm này phải được
gia công đặc biệt, để khi hoà tan trong nước nóng nó phân bố trong dung dịch như một
thuốc nhuộm thực sự và bắt màu lên xơ sợi theo lực hấp phụ vật lý.
1.2. Giới thiệu chung về xanh metylen, metyl da cam và phenol đỏ
1.2.1. Xanh metylen
Xanh metylen là một hợp chất thơm dị vòng, có một số tên gọi khác như là
tetramethylthionine chlorhydrate, methylthioninium chloride, glutylene, có CTPT là:

C16H18N3SCl.

5


Công thức cấu tạo của xanh metylen như sau:

Hình 1.1. Công thức cấu tạo của xanh metylen
Xanh metylen có phân tử gam là 319,85 g/mol. Nhiệt độ nóng chảy là: 100110°C. Khi tồn tại dưới dạng ngậm nước (C16H18N3SCl.3H2O) trong điều kiện tự
nhiên, khối lượng phân tử của xanh metylen là 373,9 g/mol [2].
Xanh metylen là một chất màu thuộc họ thiôzin, phân ly dưới dạng cation MB+
là C16H18N3S+:

Hình 1.2. Công thức cấu tạo cation MB+
Xanh metylen có thể bị oxy hóa hoặc bị khử và mỗi phân tử bị oxy hóa và bị
khử khoảng 100 lần/giây. Quá trình này làm tăng tiêu thụ oxy của tế bào.

Hình 1.3. Dạng oxy hóa và dạng khử của xanh metylen
Xanh metylen là một loại thuốc nhuộm bazơ cation, là hóa chất được sử dụng
rộng rãi trong các ngành nhuộm vải, nilon, da, gỗ, sản xuất mực in. Xanh metylen bị
hấp thu rất mạnh bởi các loại đất khác nhau. Trong môi trường nước, xanh metylen bị
6


hấp thu vào vật chất lơ lửng, bùn đáy ao và không có khả năng bay hơi ra ngoài môi
trường nước ở bề mặt nước. Nếu thải xanh metylen vào không khí, nó sẽ tồn tại cả ở
dạng hơi và bụi lơ lửng.
1.2.2. Metyl da cam
Công thức phân tử: C14H14N3O3SNa
Công thức cấu tạo:

Hình 1.4. Công thức cấu tạo của metyl da cam
Khối lượng phân tử : 327,34 g/mol.
Tên quốc tế: Natri para – dimetylaminoazobenzensunfonat.
Metyl da cam (MO) là một monoazo thường được sử dụng trong phòng thí
nghiệm, dệt may và các ngành công nghiệp khác. Metyl da cam có thể gây các bệnh về
mắt, đường hô hấp, đường tiêu hóa [4].
Metyl da cam hay còn gọi là heliantin, bột màu vàng da cam, tan trong nước,
không tan trong etanol. Dung dịch trong nước dùng làm chỉ thị chuẩn độ axit - bazơ,
có màu hồng trong môi trường axit, màu vàng da cam trong môi trường kiềm, khoảng
pH chuyển màu: 3,0 - 4,4.
Thuốc nhuộm metyl da cam thuộc loại thuốc nhuộm axít, là một chất bột tinh thể
màu da cam, độc, không tan trong dung môi hữu cơ, khó tan trong nước nguội, nhưng
dễ tan trong nước nóng, d = 1,28 g/cm3, nhiệt độ nóng chảy trên 3000C. Nó là hợp chất
màu azo do có chứa nhóm mang màu - N = N - có tính chất lưỡng tính với hằng số axit
Ka = 4.10-4.
Do có cấu tạo mạch cacbon khá phức tạp và cồng kềnh, liên kết - N = N - và vòng
benzen khá bền vững nên metyl da cam rất khó bị phân huỷ. Trong môi trường kiềm
và trung tính, metyl da cam có màu vàng là màu của anion. Trong môi trường axit,
phân tử metyl da cam kết hợp với proton H+ chuyển thành cation màu đỏ được thể
hiện trong cân bằng phân li sau :

7


Metyl da cam thường được sử dụng để nhuộm trực tiếp các loại sợi động vật, các
loại sợi có chứa nhóm bazơ như len, tơ tằm, sợi tổng hợp polyamit trong môi trường
axit, ngoài ra cũng có thể nhuộm xơ sợi xenlulozơ với sự có mặt của urê.
1.2.3. Phenol đỏ
Công thức phân tử: C19H14O5S.

Công thức cấu tạo:

Hình 1.5. Công thức cấu tạo của phenol đỏ
Khối lượng mol: 354,38 g/mol. Điểm nóng chảy > 300 °C
Độ tan của nó là 0,77 g/L trong nước (ở nhiệt độ 100°C) và 2,9 g/L trong etanol.
Điều kiện lưu trữ: từ 5°C tới 30°C.

Hình 1.6. Cân bằng phản ứng của phenol vàng và phenol đỏ
Phenol đỏ tồn tại như một tinh thể màu đỏ, ổn định trong không khí. Nó là một
axit yếu với pKa = 8,00 ở 20°C.

8


Phenol đỏ (còn được gọi là phenolsulfonphthalein) được sử dụng như một chỉ số
pH, màu sắc của nó thể hiện một sự chuyển đổi dần dần từ màu vàng sang màu đỏ trên
dải pH = 6,8 ÷ 8,2. Ở pH > 8,2 phenol đỏ có màu hồng tươi (fuchsia).
Phenol đỏ là tác nhân gây ô nhiễm môi trường. Khi phenol đỏ tấn công vào các
tế bào chúng gây tê liệt các dây nối quan trọng trong cơ thể. Con người khi tiếp xúc
với phenol đỏ trong không khí có thể bị kích ứng đường hô hấp, đau đầu, cay mắt, thậm
chí gây tử vong [14].
1.3. Giới thiệu về quặng apatit
Hàm lượng các chất chứa photpho trong quặng được quy ra phần trăm anhydric
photphoric gọi là P2O5 chung trong apatit. Apatit chưa làm giàu có chứa các tạp chất
như: thạch anh, đất sét, đôlômit, glaucônhit…tuỳ theo hàm lượng P2O5 trong quặng
người ta chia quặng apatit ra làm 4 loại :
Quặng loại I: là quặng giàu chứa phần lớn là floapatit Ca5F(PO4 )3 có hàm lượng
P2O5 từ 32,5  38%. Quặng này sử dụng trực tiếp để xuất bán cho các nhà máy sản xuất
supe lân.
Quặng loại II: có hàm lượng P2O5 từ 24  26%. Loại quặng này tồn tại ở dạng

cục, phiến dùng để xuất bán cùng với quặng loại I.
Quặng loại III: là loại quặng được bóc ra trong quá trình khai thác quặng loại I.
Hàm lượng P2O5 của quặng này từ 15  18%. Loại quặng này chưa sử dụng ngay được
mà phải đưa sang nhà máy tuyển quặng để nâng hàm lượng P2O5 lên 32,5  33%.
Quặng loại IV: có hàm lượng P2O5 từ 8  12%. Loại quặng này tồn tại trong các
mỏ photphat lắng đọng trong các hang núi đá vôi nằm rải rác ở một số vùng trên cả
nước với trữ lượng nhỏ.
Hàm lượng trung bình của các thành phần có trong quặng apatit Lào Cai được
trình bày trong bảng 1.1 [5].
Bảng 1.1. Kết quả phân tích thành phần hóa học của quặng apatit Lào Cai
%P2O5 %CaO

%F

%H2O %Al2O3

32  33 43  46 2  2,5 8  12

23

%Fe2O3

%MgO

%SiO2

%CO2

2  2,7

2  2,5

12  14

0,3

Chúng tôi nghiên cứu khả năng hấp phụ xanh metylen, metyl da cam và phenol
đỏ của quặng apatit Lào Cai loại II.
9


1.4. Tổng quan tình hình nghiên cứu
Khả năng hấp phụ các chất hữu cơ màu trên các vật liệu hấp phụ khác nhau đã
được nghiên cứu rộng rãi. Tuy nhiên, hầu hết các nghiên cứu đều dựa trên sự hấp phụ
của các vật liệu đắt tiền, ít phổ biến (ví dụ: than hoạt tính, các bon nano đơn vách…).
Vì vậy, trong những năm gần đây, nhiều nghiên cứu đã được thực hiện nhằm tìm ra
những vật liệu hấp phụ có chi phí thấp, tận dụng được những phụ phẩm nông nghiệp,
công nghiệp hoặc chất thải để loại bỏ một số hợp chất hữu cơ nói chung, xanh metylen,
metyl da cam và phenol đỏ nói riêng. Những lợi thế chính của các vật liệu này bao
gồm: chi phí thấp, hiệu quả cao, giảm thiểu bùn hóa học hoặc sinh học.
Tác giả Đỗ Trà Hương và cộng sự đã nghiên cứu khả năng hấp phụ xanh metylen
của vật liệu nanocompozit MWCNTs/Fe2O3. Kết quả nghiên cứu cho thấy thời gian đạt
cân bằng hấp phụ là 150 phút; pH hấp phụ xanh metylen tối ưu là 6. Quá trình hấp phụ
xanh metylen tuân theo mô hình đẳng nhiệt Langmuir (hằng số Langmuir K = 0,094
L/g; qmax = 118,36 mg/g) và tuân theo phương trình động học bậc 2 biểu kiến của
Lagergren [10].
Tác giả Đoàn Thị Thúy Ái đã nghiên cứu vật liệu từ nanocomposite
CoFe2O4/bentonit được tổng hợp bằng phương pháp đồng kết tủa có dện tích bề mặt
riêng lớn 380 m2/g. Khả năng hấp phụ chất MB của vật liệu CoFe2O4/bentonite được
khảo sát với các yếu tố ảnh hưởng tới quá trình hấp phụ như thời gian, nhiệt độ, pH

…. Kết quả nghiên cứu cho thấy khi nồng độ MB là 50 mg/L, tại pH = 7 - 8, hiệu suất
hấp phụ chất màu của vật liệu tốt nhất, đạt 95,0 - 95,1% [1].
Tác giả Nguyễn Văn Hưng và cộng sự đã nghiên cứu khả năng hấp phụ xanh
metylen trên vật liệu SiO2 tinh thể nano. Sự hấp phụ xanh metylen trên vật liệu phù
hợp theo cả hai mô hình hấp phụ đẳng nhiệt Langmuir và Freundlich với các hằng số
hấp phụ cân bằng tương ứng là 0,312 và 7,27 [8].
Tác giả Ngô Thị Mai Việt đã nghiên cứu khả năng hấp phụ xanh metylen và metyl
da cam của vật liệu đá ong biến tính. Nghiên cứu cho thấy, thời gian đạt cân bằng hấp
phụ của xanh metylen và metyl da cam là 150 phút, khối lượng vật liệu hấp phụ là 0,1
g; pH tối ưu cho quá trình hấp phụ xanh metylen và metyl da cam lần lượt là 7,0 và
1,0. Sự hấp phụ các chất nghiên màu cứu tuân theo mô hình đẳng nhiệt Langmuir.

10


Dung lượng hấp phụ cực đại đối với xanh metylen là 55,56 mg/g, với metyl da cam là
66,67 mg/g [28].
Tác giả Lê Hữu Thiềng đã nghiên cứu khả năng hấp phụ xanh metylen và metyl
da cam của các vật liệu chế tạo từ bã mía. Với vật liệu được xử lý bằng fomandehit
thì dung lượng hấp phụ xanh metylen và metyl da cam cực đại theo mô hình đẳng
nhiệt Langmuir là 58,55 mg/g và 54,64 mg/g, với vật liệu được xử lý bằng H2SO4 và
NaHCO3 thì dung lượng hấp phụ cực đại là 90,91 mg/g (đối với xanh metylen) và
59,88 mg/g (đối với metyl da cam) [22].
Tác giả Nguyễn Thị Thương đã tiến hành chế tạo vật liệu hấp phụ từ quặng sắt và
khảo sát khả năng hấp phụ của xanh metylen và metyl da cam của vật liệu hấp phụ, dung
lượng hấp phụ cực đại là 48,08 mg/g (đối với xanh metylen) và 101,01 mg/g (đối với metyl
da cam) [24].
Công nghệ nano đang dần làm thay đổi cuộc sống của con người. Với kích thước
nhỏ bé, vật liệu nano có những tính chất vô cùng độc đáo, được ứng dụng rộng rãi trong
nhiều lĩnh vực khoa học, công nghệ và đời sống. Đặc biệt, khả năng từ tính của vật liệu

nano hỗ trợ tốt trong điều trị bệnh ung thư, xét nghiệm nhanh và đưa thuốc đến tế bào
mang bệnh... Ngoài ra, vật liệu nano còn được sử dụng rất nhiều trong công nghệ xử lí
môi trường. Tác giả Phạm Văn Lâm và cộng sự đã chế tạo thành công nano sắt từ có kích
thước 10 – 12 nm dùng để hấp phụ asen trong nước. Kết quả cho thấy, chỉ với 0,2 g vật
liệu sau 15 phút hàm lượng asen trong nước có nồng độ 100 ppb giảm xuống dưới ngưỡng
an toàn [13].
Đất sét là các muối nhôm ngậm nước với phần lớn kích thước hạt nhỏ hơn 0.002
mm của đất, trầm tích, đá và có thể gồm hỗn hợp các đất sét và tinh thể đất sét có kích
thước lớn hơn khác như thạch anh, cacbonat và oxit kim loại. Các loại đất sét luôn chứa
các ion trao đổi trên bề mặt của chúng và đóng vai trò quan trọng trong việc xử lý bằng
cách tác động lên cation hay anion thông qua phương pháp trao đổi ion, phương pháp
hấp phụ hoặc cả hai phương pháp. Các ion chủ yếu thấy trên bề mặt đất sét: Ca2+, Mg2+,
H+, K+, NH4+, Na+, và SO42 -,Cl−, PO43-, NO3-. Những ion có thể được trao đổi với các
ion khác một cách dễ dàng mà không ảnh hưởng đến cấu trúc của chúng. Trong những
năm gần đây, các nhà khoa học quan tâm đến việc sử dụng khoáng sét như bentonit,
11


kaolinit, diatomit trong công nghiệp hấp phụ. Các khoáng sét này không chỉ hấp phụ
các ion vô cơ mà còn hấp phụ cả các phân tử hữu cơ. Đặc biệt, sự tương tác giữa MB
và đất sét đã được nghiên cứu rộng rãi. Tác giả Almeida và cộng sự [32] đã nghiên cứu
việc loại bỏ MB từ nước thải tổng hợp bằng cách sử dụng khoáng montmorillonite.
Cân bằng hấp phụ đạt được trong khoảng 30 phút. Tác giả Shawabkeh và Tutunji [41]
đã nghiên cứu khả năng hấp phụ của MB trên khoáng diatomit. Kết quả cho thấy
nguyên liệu tự nhiên này có thể thay thế cho than hoạt tính trong việc hấp phụ MB bởi
nó có khả năng hấp phụ khá tốt với chi phí thấp.
Shaobin Wang và các cộng sự [42] đã nghiên cứu về các đặc tính vật lý và hóa học
bề mặt của than hoạt tính và sự hấp phụ xanh metylen từ nước thải.
Vadilvelan và các cộng sự [44] đã nghiên cứu trạng thái cân bằng, động lực học hấp
phụ, cơ chế hấp phụ xanh metylen trên trấu và thấy rằng động học hấp phụ của quá trình

hấp phụ này tuân theo phương trình động học bậc 2 của Lagegren.

Tác giả Ghosh và các cộng sự [35] đã tiến hành chế tạo vật liệu hấp phụ từ cao lanh.
Nghiên cứu này cho thấy cao lanh có thể có hiệu quả trong việc loại bỏ xanh metylen ở
nồng độ tương đối thấp từ môi trường nước.
Tác giả Daimei Chen và cộng sự [33] đã nghiên cứu các đặc tính của khoáng vật
montmorillonite (MMT) được biến tính bằng các chất hoạt động bề mặt có bản chất là
anion, cation và ứng dụng của các vật liệu này trong việc tách loại metyl da cam. Tác nhân
biến tính là ion kim loại kiềm như natri, chất hoạt động bề mặt có bản chất là cation như
Cetyl Trimethyl Ammonium Bromide (CTMAB), anion như sodium stearate (SSTA) hoặc
hỗn hợp CTMAB và SSTA. Đặc tính của các vật được nghiên cứu bằng phương pháp
nhiễu xạ tia X, phân tích nhiệt, quang phổ hồng ngoại và đo thế zeta. Kết quả nghiên cứu
sự hấp phụ metyl da cam trên các vật liệu cho thấy: thời gian đạt cân bằng của metyl da
cam trên các vật liệu đều nằm trong khoảng 100 – 120 phút. Sự hấp phụ metyl da cam
trên các vật liệu phù hợp với cả hai mô hình đẳng nhiệt Langmuir và Freundlich. Các
thông số hấp phụ tương ứng như sau:

12


Vật liệu

Mô hình Langmuir

Mô hình
Freundlich

q (mg/g)

K (L/g)

R2

n

R2

CTMAB/10SSTA-MMT

149,25

0,024

0,999

4,483

0,846

CTMAB-MMT

128,21

0,032

0,996

3,666

0,976

10SSTA-MMT

42,73

0,076

0,999

3,366

0,945

Na-MMT

24,00

0,087

0,999

3,215

0,951

Do dung lượng hấp phụ metyl da cam trên vật liệu CTMAB/10SSTA-MMT là lớn
nhất nên các tác giả đi sâu nghiên cứu quá trình hấp phụ metyl da cam trên vật liệu này.
Cụ thể, trong khoảng pH khảo sát (từ 3,0- 10,0), pH tốt nhất cho quá trình hấp phụ là 3,0.
Sự hấp phụ metyl da cam trên vật liệu tuân theo phương trình động học bậc 2 biểu kiến
của Langergren. Các thông số nhiệt động học cho quá trình hấp phụ metyl da cam trên vật

liệu cũng được xác định. Đó là: năng lượng E (4,05 kJ/mol); năng lượng tự do ΔG (-7,55
kJ/mol); entanpi ΔH (-35,04 kJ/mol); entropi ΔS (-91,25 kJ/mol).
Tác giả Ayʂegul Faki và cộng sự [30] đã phân tích sự hấp phụ chất màu Reactive
Yellow 176 (RY 176) trên cột với chất hấp phụ là zeolite được biến tính bởi chất hoạt
động bề mặt. Chất hoạt động bề mặt là Hexadecyl Trimethyl Ammonium Bromide
(HTAB) có bản chất cation. Kết quả nghiên cứu cho thấy: Zeolite được biến tính với
nồng độ của HTAB là 3 g/L cho kết quả hấp phụ RY 176 là tốt nhất. Cột hấp phụ có
đường kính là 3 cm với chiều cao khác nhau là: 25, 35 và 50 cm tương ứng với thể tích
chất màu là 24, 36 và 66 L; nồng độ chất màu là 50 mg/L; tốc độ dòng là 0,05 L/phút.
Nghiên cứu chỉ ra rằng, với chiều cao chất hấp phụ tối thiểu là 12,02 cm thì hằng số
tốc độ hấp phụ là 6,432.10-3 L/mg.h và dung lượng hấp phụ là 12,05 g/L. Cột hấp phụ
có thể được tái sinh bằng dung dịch rửa giải gồm 30 g/L NaCl và 1,5 g/L NaOH ở pH
= 12 (cho chiều cao của cột là 25 cm), tốc độ dòng là 0,05 L/phút. Quá trình rửa giải
được thực hiện ở 2 nhiệt độ là 30 và 600C. Kết quả cho thấy, hiệu suất giải hấp tăng từ
23 - 90,6% khi tăng nhiệt độ từ 30 lên 600C.
Tác giả Binglu Zhao [31] và cộng sự đã chế tạo thành công vật liệu từ rơm lúa
mì bằng chất hoạt động bề mặt cation(Hexadecyl Trimethyl Amoni Bromide, CTAB)
sau đó sử dụng vật liệu để loại congo đỏ ra khỏi dung dịch nước. Cột hấp phụ có kích

13


thước 1 cm, cao 25 cm. Khối lượng vật liệu thay đổi 0,53 g , 0,72 g và 0,94 g. Tốc độ
dòng thay đổi 9, 12, 15 mL/phút và nồng độ đầu thay đổi 30, 50, 80 mg/L. Kết quả
nghiên cứu chỉ ra rằng điều kiện tốt nhất cho sự hấp phụ là m = 0,72 g, v = 9 mL/phút,
Co= 80 mg/L. Kết quả cho thấy hiệu suất rửa giải đạt trên 95 % bằng dung dịch natri
hidroxit.
1.5. Phƣơng pháp hấp phụ
Phương pháp hấp phụ là một trong những phương pháp xử lý nước thải có các đặc
tính ưu việt hơn hẳn và đang được chú ý nhiều trong thời gian gần đây. Vật liệu hấp phụ

có thể chế tạo từ các nguồn nguyên liệu tự nhiên và các phụ phẩm nông, công nghiệp sẵn
có và dễ kiếm, quy trình xử lý đơn giản, công nghệ xử lý không đòi hỏi thiết bị phức tạp,
chi phí thấp. Đặc biệt, các vật liệu hấp phụ này có độ bền khá cao, có thể tái sử dụng nhiều
lần nên giá thành thấp, hiệu quả cao và quá trình xử lý không đưa thêm vào môi trường
những tác nhân độc hại [3], [16].
Vì vậy trong đề tài này, chúng tôi sử dụng phương pháp hấp phụ cho quá trình nghiên
cứu.
1.5.1. Dung lƣợng hấp phụ cân bằng và hiệu suất hấp phụ
1.5.1.1. Dung lượng hấp phụ cân bằng
Dung lượng hấp phụ cân bằng là khối lượng chất bị hấp phụ trên một đơn vị khối
lượng chất hấp phụ ở trạng thái cân bằng ở điều kiện xác định về nồng độ và nhiệt độ.
Dung lượng hấp phụ được tính theo công thức:
q=

(C0 -Ccb ).V
m

(1.5)

Trong đó:
q: dung lượng hấp phụ cân bằng (mg/g).
V: Thể tích dụng dịch chất bị hấp phụ (L).
m: khối lượng chất hấp phụ (g).
C0: nồng độ dung dịch ban đầu (mg/L).
Ccb: nồng độ dung dịch khi đạt cân bằng hấp phụ (mg/L).
1.5.1.2. Hiệu suất hấp phụ
Hiệu suất hấp phụ là tỷ số giữa nồng độ dung dịch bị hấp phụ và nồng độ dung
dịch ban đầu:

14