KHẢO SÁT KHẢ NĂNG HẤP PHỤ ION CROM (VI) TRONG NƯỚC BẰNG VẬT LIỆU HẤP PHỤ ĐIỀU CHẾ TỪ MỤN DỪA ĐÃ LOẠI LIGNIN
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (1.57 MB, 61 trang )
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ
KHOA KHOA HỌC TỰ NHIÊN
HUỲNH HỮU TRUNG
KHẢO SÁT KHẢ NĂNG HẤP PHỤ ION CROM (VI)
TRONG NƯỚC BẰNG VẬT LIỆU HẤP PHỤ ĐIỀU CHẾ
TỪ MỤN DỪA ĐÃ LOẠI LIGNIN
LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC
NGÀNH HÓA HỌC
MÃ NGÀNH 52440112
Cần Thơ, 2017
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ
KHOA KHOA HỌC TỰ NHIÊN
HUỲNH HỮU TRUNG
KHẢO SÁT KHẢ NĂNG HẤP PHỤ ION CROM (VI)
TRONG NƯỚC BẰNG VẬT LIỆU HẤP PHỤ ĐIỀU CHẾ
TỪ MỤN DỪA ĐÃ LOẠI LIGNIN
LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC
NGÀNH HÓA HỌC
MÃ NGÀNH 52440112
CÁN BỘ HƯỚNG DẪN
TS. LƯƠNG HUỲNH VỦ THANH
Cần thơ, 2017
Trường Đại học Cần Thơ
Khoa Khoa học Tự nhiên
Bộ môn: Hóa học
Cộng Hòa Xã Hội Chủ Nghĩa Việt Nam
Độc lập – Tự do – Hạnh phúc
------
NHẬN XÉT VÀ ĐÁNH GIÁ CỦA CÁN BỘ HƯỚNG DẪN
Cán bộ hướng dẫn: Ts. Lương Huỳnh Vủ Thanh
Tên đề tài: “Khảo sát khả năng hấp phụ ion Crom (VI) trong nước bằng vật liệu
hấp phụ điều chế từ mụn dừa đã loại lignin”
Sinh viên thực hiện: Huỳnh Hữu Trung
MSSV: B1303999
Lớp Hóa học 1 – Khóa 39
Nội dung nhận xét:
Nhận xét về hình thức luận văn tốt nghiệp:
…………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………
Nhận xét về nội dung luận văn tốt nghiệp:
Đánh giá nội dung thực hiện đề tài: …………………………………………..
…………………………………………………………………………………
Những vấn đề còn hạn chế: …………………………………………..………
…………………………………………………………………………………
Nhận xét đối với sinh viên thực hiện đề tài:
…………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………
Kết luận, đề nghị và điểm:
…………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………
Cần Thơ, ngày … tháng … năm 2017
Cán bộ hướng dẫn
Lương Huỳnh Vủ Thanh
Trường Đại học Cần Thơ
Khoa Khoa học Tự nhiên
Bộ môn: Hóa học
Cộng Hòa Xã Hội Chủ Nghĩa Việt Nam
Độc lập – Tự do – Hạnh phúc
------
NHẬN XÉT VÀ ĐÁNH GIÁ CỦA CÁN BỘ PHẢN BIỆN
Cán bộ phản biện: …………………………………………………………….
Tên đề tài: “Khảo sát khả năng hấp phụ ion Crom (VI) trong nước bằng vật
liệu hấp phụ điều chế từ mụn dừa đã loại lignin”
Sinh viên thực hiện: Huỳnh Hữu Trung
MSSV: B1303999
Lớp Hóa học 1 – Khóa 39
Nội dung nhận xét:
Nhận xét về hình thức luận văn tốt nghiệp:
…………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………
Nhận xét về nội dung luận văn tốt nghiệp:
Đánh giá nội dung thực hiện đề tài: …………………………………………..
…………………………………………………………………………………
Những vấn đề còn hạn chế: …………………………………………..………
…………………………………………………………………………………
Nhận xét đối với sinh viên thực hiện đề tài:
…………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………
Kết luận, đề nghị và điểm:
…………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………
Cần Thơ, ngày … tháng … năm 2017
Cán bộ phản biện
Trường Đại học Cần Thơ
Khoa Khoa học Tự nhiên
Bộ môn: Hóa học
Cộng Hòa Xã Hội Chủ Nghĩa Việt Nam
Độc lập – Tự do – Hạnh phúc
------
NHẬN XÉT VÀ ĐÁNH GIÁ CỦA CÁN BỘ PHẢN BIỆN
Cán bộ phản biện: …………………………………………………………….
Tên đề tài: “Khảo sát khả năng hấp phụ ion Crom (VI) trong nước bằng vật
liệu hấp phụ điều chế từ mụn dừa đã loại lignin”
Sinh viên thực hiện: Huỳnh Hữu Trung
Lớp Hóa học 1 – Khóa 39
MSSV: B1303999
Nội dung nhận xét:
Nhận xét về hình thức luận văn tốt nghiệp:
…………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………
Nhận xét về nội dung luận văn tốt nghiệp:
Đánh giá nội dung thực hiện đề tài: …………………………………………..
…………………………………………………………………………………
Những vấn đề còn hạn chế: …………………………………………..………
…………………………………………………………………………………
Nhận xét đối với sinh viên thực hiện đề tài:
…………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………
Kết luận, đề nghị và điểm:
…………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………
Cần Thơ, ngày … tháng … năm 2017
Cán bộ phản biện
LỜI CẢM ƠN
Quá trình hoàn thành luận văn cũng đồng thời là quá trình để em học hỏi
và thu thập kiến thức nhiều hơn cho bản thân. Để hoàn thành được luận văn này
không chỉ là sự cố gắng của riêng bản thân em mà còn là những sự giúp đỡ nhiệt
tình, động viên, chỉ dẫn của các thầy cô, người thân, bạn bè thân thiết. Em xin
trân thành cảm ơn các thầy cô khoa Khoa học Tự nhiên và Khoa Công nghệ đã
luôn giúp đỡ và tạo điều kiện cho em trong quá trình học tập cũng như hoàn
thành luận văn.
Em xin chân thành gửi lời cảm ơn đến thầy Lương Huỳnh Vủ Thanh đã
luôn tận tình hướng dẫn và giúp đỡ em trong suốt quá trình hoàn thành đề tài.
Em xin chân thành cảm ơn quý Thầy, Cô trong Hội đồng chấm luận văn
đã dành thời gian quý báu đọc và đưa ra những nhận xét giúp em hoàn thiện
luận văn.
Sau cùng em xin cảm ơn gia đình, bạn bè, người thân luôn bên cạnh ủng
hộ, khích lệ em trong suốt quá trình học tập và hoàn thành luận văn này.
Chúc mọi người nhiều sức khỏe, hạnh phúc và thành đạt.
Xin trân trọng cám ơn!
Cần Thơ, ngày tháng năm 2017
Sinh viên thực hiện
Huỳnh Hữu Trung
i
TÓM TẮT
Trong nghiên cứu này, mụn dừa (hợp chất cellulose-lignin) được xử lý với
nước và NaOH để loại bỏ phần lớn lignin và tạp chất, sau đó sản phẩm được
nung ở nhiệt độ 200 C trong 6 giờ. Vật liệu hấp phụ thu được sẽ được ứng dụng
cho việc loại bỏ Cr(VI) bằng phương pháp hấp phụ. Các phương pháp phân tích
nhiệt trọng lượng (TGA), phổ hồng ngoại (FT-IR), hấp phụ (BET), cấu trúc pha
và thành phần pha (XRD), điện tích bề mặt (pHpzc) và số tâm axit được sử dụng
để xác định thành phần cấu trúc và các đặc tính của VLHP. Quá trình hấp phụ
Cr (VI) tối ưu khi pH 2 trong thời gian 20 phút ở nhiệt độ phòng (25±1℃) với
nồng độ Cr (VI) ban đầu là 100 mg/L đạt hiệu suất hấp phụ 95,23%. Ngoài ra,
quá trình hấp phụ tuân theo phương trình động học hấp phụ biểu kiến bậc hai
và mô hình đẳng nhiệt hấp phụ Freundlich.
Từ khóa: Cr(IV), than hoạt tính, mụn dừa, hấp phụ, nước
ii
LỜI CAM ĐOAN
Em là Huỳnh Hữu Trung (B1303999) sinh viên của lớp Hóa Học 1 K39
khoa Khoa Học Tự Nhiên, trường Đại học Cần Thơ xin cam kết đề tài luận văn
“Khảo sát khả năng hấp phụ ion Crom (VI) trong nước bằng vật liệu hấp phụ
điều chế từ mụn dừa đã loại lignin” được hoàn thành dựa trên các kết quả nghiên
cứu của em và các kết quả của nghiên cứu này chưa được dùng cho bất cứ luận
văn cùng cấp nào khác.
Cần Thơ, ngày
tháng
năm 2017
Huỳnh Hữu Trung
iii
MỤC LỤC
LỜI CẢM ƠN ..................................................................................................... i
TÓM TẮT .......................................................................................................... ii
LỜI CAM ĐOAN ............................................................................................. iii
MỤC LỤC ........................................................................................................ iv
DANH SÁCH BẢNG ...................................................................................... vii
DANH SÁCH HÌNH ...................................................................................... viii
DANH SÁCH TỪ VIẾT TẮT .......................................................................... ix
CHƯƠNG 1 GIỚI THIỆU................................................................................. 1
1.1 Đặt vấn đề ................................................................................................ 1
1.2 Mục tiêu đề tài ......................................................................................... 3
CHƯƠNG 2 TỔNG QUAN .............................................................................. 4
2.1 Nguyên liệu mụn dừa .............................................................................. 4
2.2 Than hoạt tính .......................................................................................... 4
2.2.1 Định nghĩa ........................................................................................ 4
2.2.2 Thành phần than hoạt tính ................................................................ 5
2.2.3 Chế tạo than hoạt tính ...................................................................... 5
2.2.4 Cấu trúc xốp của bề mặt than hoạt tính............................................ 7
2.2.5 Đặc tính hóa học của bề mặt than hoạt tính ..................................... 8
2.3 Cơ sở lý thuyết về quá trình hấp phụ....................................................... 9
2.3.1 Khái niệm ......................................................................................... 9
2.3.2 Các yếu tố ảnh hưởng tới quá trình hấp phụ .................................. 11
2.3.3 Cân bằng hấp phụ ........................................................................... 11
2.3.4 Các mô hình cơ bản của quá trình hấp phụ .................................... 12
2.3.5 Động học hấp phụ .......................................................................... 16
2.4 Giới thiệu về Crom ................................................................................ 17
2.4.1 Tên gọi và vị trí .............................................................................. 17
2.4.2 Tính chất vật lý .............................................................................. 17
2.4.3 Tính chất hóa học ........................................................................... 17
2.4.4 Hợp chất Crom (VI) ....................................................................... 18
2.4.5 Các công dụng của Crom ............................................................... 19
2.4.6 Đặc tính của Crom ......................................................................... 19
CHƯƠNG 3 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU .............................................. 21
iv
3.1 Thiết bị , dụng cụ, hóa chất ................................................................... 21
3.1.1 Thiết bị và dụng cụ......................................................................... 21
3.1.2 Hóa chất ......................................................................................... 21
3.2 Phương pháp điều chế VLHP ................................................................ 21
3.2.1 Chuẩn bị nguyên liệu ..................................................................... 21
3.2.2 Phương pháp biến tính VLHP ........................................................ 21
3.2.3 Hiệu suất điều chế VLHP.............................................................. 23
3.3 Các phương pháp đánh giá tính chất của VLHP được điều chế ........... 23
3.3.1 Phân tích nhiệt trong lượng (TGA) ................................................ 23
3.3.2 Cấu trúc và thành phần pha (XRD) ................................................ 23
3.3.3 Diện tích bề mặt riêng (SBET) ......................................................... 23
3.3.4 Phổ hồng ngoại FT-IR.................................................................... 23
3.3.5 Tổng số tâm axit trên bề mặt VLHP .............................................. 23
3.3.6 Điện tích bề mặt (pHpzc) ................................................................. 24
3.4 Đường chuẩn nồng độ Crom (VI) ......................................................... 24
3.5 Các yếu tố ảnh hưởng đến khả năng hấp phụ Crom (VI) của VLHP.... 25
3.5.1 Ảnh hưởng của pH đến khả năng hấp phụ ion Crom (VI) ............. 25
3.5.2 Ảnh hưởng của thời gian hấp phụ đến khả năng hấp phụ Crom (VI)
................................................................................................................. 25
3.5.3 Ảnh hưởng của nồng độ Crom (VI) ban đầu đến khả năng hấp phụ
................................................................................................................. 26
3.5.4 Ảnh hưởng của khối lượng VLHP đến khả năng hấp phụ Crom (VI)
................................................................................................................. 26
3.5.5 Ảnh hưởng của nhiệt độ đến khả năng hấp phụ Crom (VI) ........... 26
CHƯƠNG 4 KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN ...................................................... 27
4.1 Hiệu suất điều chế ................................................................................. 27
4.1.1 Kết quả đo TGA ............................................................................. 27
................................................................................................................. 27
4.1.2 Hiệu suất của quá trình điều chế VLHP......................................... 28
4.2 Các phương pháp đánh giá tính chất của VLHP ................................... 28
4.2.1 Cấu trúc và thành phần pha (XRD) ................................................ 28
4.2.2 Diện tích bề mặt riêng (SBET) ........................................................ 29
4.2.3 Phổ hồng ngoại FT-IR.................................................................... 30
4.2.4 Tổng số tâm axit trên bề mặt VLHP .............................................. 31
v
4.2.5 Điện tích bề mặt (pHpzc) ................................................................. 32
4.3 Các yếu tố ảnh hưởng đến khả năng hấp phụ Cr(VI) của VLHP .......... 33
4.3.1 Ảnh hưởng của pH đến khả năng hấp phụ ion Cr(VI) ................... 33
4.3.2 Ảnh hưởng của thời gian hấp phụ đến khả năng hấp phụ Cr(VI) .. 34
4.3.3 Động học hấp phụ .......................................................................... 35
4.3.4 Ảnh hưởng của nồng độ Cr(VI) đầu đến khả năng hấp phụ .......... 37
4.3.5 Đẳng nhiệt hấp phụ ........................................................................ 38
4.3.6 Ảnh hưởng của khối lượng VLHP đến khả năng hấp phụ Crom (VI)
................................................................................................................. 43
4.3.7 Ảnh hưởng của nhiệt độ đến khả năng hấp phụ Cr(VI) ................. 44
CHƯƠNG 5 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ .................................................... 45
5.1 Kết luận ................................................................................................. 45
5.2 Kiến nghị ............................................................................................... 45
TÀI LIỆU KHAM KHẢO ............................................................................... 46
vi
DANH SÁCH BẢNG
Bảng 3.1 Danh mục hóa chất ........................................................................... 21
Bảng 3.2 Đường chuẩn nồng độ Crom (VI) .................................................... 24
Bảng 4.1 Hiệu suất chế tạo than ...................................................................... 28
Bảng 4.2 So sánh số tâm axit của các than hoạt tính ....................................... 31
Bảng 4.3 Điện tích bề mặt VLHP .................................................................... 32
Bảng 4.4 Ảnh hưởng của pH đến khả năng hấp phụ ion Cr(VI) ..................... 33
Bảng 4.5 Ảnh hưởng của thời gian đến khả năng hấp phụ ion Cr(VI) ............ 34
Bảng 4.6 Tính toán phương trình giả định bậc 1 ............................................. 35
Bảng 4.7 Tính toán phương trình giả định bậc 2 ............................................. 36
Bảng 4.8 Các tham số phương trình giả định bậc 1 và bậc 2 .......................... 36
Bảng 4.10 Kết quả khảo sát hấp phụ đẳng nhiệt C0 = 50÷300 mg/L, pH = 2,
lượng VLHP = 0,2 g; to = 30 oC; t = 20 (phút) ................................................ 38
Bảng 4.11 Các hằng số đẳng nhiệt hấp phụ Cr(VI) của VLHP ....................... 39
Bảng 4.12 So sánh các nghiên cứu trong và ngoài nước với các vật liệu hấp phụ
Cr(VI) ............................................................................................................... 40
Bảng 4.13 Các giá trị của 2 phương trình đẳng nhiệt Tempkin và D-R .......... 41
Bảng 4.14 Ảnh hưởng của khối lượng VLHP đến khả năng hấp phụ Crom (VI)
.......................................................................................................................... 43
Bảng 4.15 Ảnh hưởng của nhiệt độ đến khả năng hấp phụ ion Cr(VI) ........... 44
vii
DANH SÁCH HÌNH
Hình 2.1 Ảnh mụn dừa thô ................................................................................ 4
Hình 2.2 Kích thước các lỗ xốp trong than hoạt tính ........................................ 7
Hình 2.4 Sự phụ thuộc của Ce/qe vào Ce .......................................................... 14
Hình 2.3 Đường hấp phụ đẳng nhiệt Langmuir. .............................................. 14
Hình 3.1 Sơ đồ điều chế VLHP từ mụn dừa .................................................... 22
Hình 3.2 Đường chuẩn xác định nồng độ Crom (VI) ...................................... 25
Hình 4.1 Đồ thị phân tích nhiệt trọng lượng TGA .......................................... 27
Hình 4.2 Giản đồ nhiễu xạ tia X của VLHP .................................................... 28
Hình 4.3 Đẳng nhiệt hấp phụ - khử hấp phụ N2 của mẫu ở 77K ..................... 29
Hình 4.4 Phổ hồng ngoại FT-IR của VLHP .................................................... 30
Hình 4.5 Đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc số mol NaOH phản ứng vào thời gian31
Hình 4.6 Đồ thị biểu thị quan hệ giữa pHban đầu và pHsau của dung dịch KCl ngâm
với VLHP ......................................................................................................... 32
Hình 4.7 Sự phụ thuộc của hiệu suất hấp phụ Cr(VI) vào pH ......................... 33
Hình 4.8 Sự phụ thuộc của các Cr(VI) theo pH .............................................. 33
Hình 4.9 Sự phụ thuộc của hiệu suất hấp phụ Cr(VI) vào thời gian ............... 34
Hình 4.10 Động học hấp phụ Cr(VI) của VLHP theo phương trình phản ứng giả
định bậc 1 ......................................................................................................... 35
Hình 4.11 Động học hấp phụ Cr(VI) của VLHP theo phương trình phản ứng giả
định bậc 2 ......................................................................................................... 36
Hình 4.12 Sự phụ thuộc của hiệu suất hấp phụ vào nồng độ đầu của Cr(VI) . 37
Hình 4.13 Đường đẳng nhiệt hấp phụ Langmuir và Freundlich ...................... 38
Hình 4.14 Đường đẳng nhiệt hấp phụ Langmuir ............................................. 39
Hình 4.15 Đường đẳng nhiệt hấp phụ Freundlich ........................................... 39
Hình 4.16 Đường đẳng nhiệt hấp phụ Tempkin .............................................. 42
Hình 4.17 Đường đẳng nhiệt hấp phụ Dubinin - Radushkevich ..................... 42
Hình 4.18 Sự phụ thuộc của hiệu suất hấp phụ Cr(VI) vào khối lượng VLHP43
Hình 4.19 Sự phụ thuộc của hiệu suất hấp phụ Cr(VI) vào nhiệt độ............... 44
viii
DANH SÁCH TỪ VIẾT TẮT
VLHP
Vật liệu hấp phụ
Abs
Absorbance: độ hấp thụ
pzc
Point of zero charge: điểm đẳng điện
TGA
Thermal gravimetric analysis: phân tích nhiệt trong
lượng
XRD
X-ray Diffraction: tinh thể học tia X
FTIR
Fourier Transform Infrared Radiation: quang phổ
hồng ngoại biến đổi Fourier
BET
Brunauer – Emmett – Teller: đẳng nhiệt hấp phụ khử hấp phụ nitơ
UV-Vis
Ultraviolet-Visible: phổ hấp phụ phân tử
qe
Dung lượng hấp phụ cân bằng (mg/g)
C0
Nồng độ dung dịch Cr (VI) lúc ban đầu
Ce
Nồng độ dung dịch Cr (VI) lúc cân bằng
ix
CHƯƠNG 1
GIỚI THIỆU
1.1 Đặt vấn đề
Việt nam cũng như các nước khác hiện đang đứng trước thách thức lớn về
nạn ô nhiễm môi trường nước. Đặc biệt là nguồn nước tại các khu công nghiệp
và đô thị. Có nhiều nguyên nhân khách quan và chủ quan dẫn đến tình trạng ô
nhiễm nước như sự gia tăng dân số, mặt trái của quá trình công nghiệp hóa, hiện
đại hóa, cơ sở hạ tầng yếu kém, lạc hậu và nhận thức của người dân về vấn đề
môi trường còn chưa cao. Đặc biệt trong quá trình hoạt động của các khu công
nghiệp, số lượng nước thải thông qua xử lí trước khi thải ra môi trường chiếm
một lượng rất ít. Có thể do nhiều nguyên nhân, trong đó không thể không kể
đến sự khó khăn trong kỹ thuật và quy trình xử lí, cũng như chi phí xử lí.
Nước thải của các khu công nghiệp thường là độc hại. Một trong số đó là
nước thải của ngành xi mạ, nồng độ các chất hữu cơ thấp nhưng hàm lượng các
kim loại nặng rất cao. Chúng là độc chất tiêu diệt các sinh vật phù du, gây bệnh
cho cá và biến đổi các tính chất hóa lí của nước. Ngoài ra nếu không được xử
lí, qua thời gian tích tụ và bằng con đường trực tiếp hay gián tiếp sẽ tồn đọng
trong cơ thể con người gây ra các bệnh nghiêm trọng như viêm loét da, viêm
đường hô hấp, ung thư,…
Trong số những loại kim loại nặng có trong nước thải xi mạ, các hợp chất
của crôm (VI) là độc hại nếu nuốt hay hít phải. Liều tử vong của các hợp chất
Cr (VI) độc hại là khoảng nửa thìa trà vật liệu. Phần lớn các hợp chất Cr (VI)
gây kích thích mắt, da và màng nhầy, có thể gây bệnh đối với những người có
cơ địa dị ứng. Chính vì vậy, việc xác định hàm lượng Cr (VI) là cần thiết để
đánh giá mức độ ô nhiễm nguồn nước. Từ đó, có biện pháp xử lý thích hợp, đảm
bảo có nước sạch cho sinh hoạt, cho sản xuất và làm sạch môi trường.
Đã có nhiều công trình ngiên cứu về xử lý Cr (VI) bằng phương pháp hấp
phụ được công bố như “Nghiên cứu khả năng hấp phụ Cr trên vỏ trấu và ứng
dụng xử lý tách Cr khỏi nguồn nước thải” của Lê Thị Tình – Đại Học Khoa Học
Tự Nhiên (2011)[1], “Hấp phụ Cr(VI) trong môi trường nước bằng Vật liệu hấp
phụ bã chè biến tính KOH” của Đỗ Trà Hương và các cộng sự trên Vietnam
Journal of Chemistry[2], “Nghiên cứu hoạt hóa bùn đỏ bằng axit sulfuric và
khảo sát khả năng hấp phụ Cr(VI)” của Nguyễn Tuấn Dung và các cộng sự trên
Vietnam Journal of Chemistry[3], “Removal of hexavalent chromium using
distillery sludge” của K Selvaraj và các cộng sự trên Bioresource Technology
(2003)[4], “Removal of hexavalent chromium from aqueous solutions by D301,
1
D314 and D354 anion-exchange resins” của Taihong Shi và các cộng sự trên
Journal of Hazardous Materials (2009)[5].
Các nghiên cứu cho thấy những phụ phẩm nông nghiệp như: bã mía, bã cà
phê, vỏ lạc, vỏ trấu,… có khả năng hấp phụ ion kim loại nặng trong nước nhờ
cấu trúc có nhiều lỗ xốp. Bản thân chúng có khả năng hấp phụ chưa cao. Vì thế
cần phải biến tính nhằm tăng khả năng hấp phụ cho các vật liệu trên.
Ở Việt Nam, mụn dừa là phụ phẩm từ việc tách chỉ xơ dừa khi thải trực
tiếp ra môi trường nước sẽ gây ảnh hưởng tới vẽ mỹ quan và môi trường sống
của các loài thủy sản. Trong đó mụn dừa là một cellulose-lignin có hàm lượng
cacbon thấp (40 – 50%) nhưng tạo được diện tích bề mặt riêng lớn và cấu trúc
xốp, có thể sử dụng phương pháp hoạt hóa chế tạo[6]. Một số nghiên cứu sử
dụng mụn dừa để làm than hoạt tính như tác giả K. Santhy and P. Selvapathy đã
hoạt hóa mụn dừa với dung dịch KOH 10% và nung ở 700 – 750 C, sau đó rửa
với dung dịch HCl 10% sản phẩm than thu được có diện tích bề mặt riêng 877
m2.g-1[7]. Trong khi đó, tác giả C. Namasvayam và D. Sangeetha đã sử dụng
mụn dừa được rửa sạch và phơi khô ngoài ánh sáng mặt trời 5 giờ trước khi hoạt
hóa với ZnCl2 theo tỉ lệ 1:2 (mụn dừa:ZnCl2) và nung ở 700 oC trong vòng 1
giờ. Sản phẩm than thu được có diện tích bề mặt riêng là 910 m2.g-1, khả năng
trao đổi cation với dung lượng 1.614 mĐ.g-1[8]. Mụn dừa được hoạt hóa với
hexandecyltrimethyl ammonium (HDTMA) bromide 2%, lắc trong 5 giờ ở nhiệt
độ phòng , rửa lại nhiều lần bằng nước cất, sấy sản phẩm ở 60oC trong 8 giờ,
thu được sản phẩm than hoạt tính có có diện tích bề mặt riêng là 1.9 m2.g-1 và
có dung lượng trao đổi cation là 1.33 mĐ.g-1, dung lượng trao đổi anion là 3.5
mĐ.g-1 là nghiên cứu của C. Namasivayam, MV Sureshkumar[9]. Trong nghiên
cứu của tác giả C. Namasivayam và K. Kadirvelu, mụn dừa được than hóa ở
nhiệt độ 400 oC có diện tích bề mặt riêng là 346 m2.g-1, than hóa ở 600 oC có
diện tích bề mặt riêng là 392 m2.g-1 và than hóa ở 800 oC có diện tích bề mặt
riêng là 507 m2.g-1. Nhiệt độ càng tăng hiệu suất thu hồi than giảm từ 60 còn
55.2%[10, 11].
Nhằm tận dụng nguồn phế phẩm mụn dừa, góp phần cải thiện môi trường
và xử lí các kim loại nặng trong nước thải, đề tài “Khảo sát khả năng hấp phụ
ion Crom (VI) trong nước bằng vật liệu hấp phụ điều chế từ mụn dừa đã loại
lignin” đã được thực hiện.
2
1.2 Mục tiêu đề tài
Chế tạo than hoạt tính từ mụn dừa đã loại bỏ lignin từ các nhóm nghiên
cứu khác.
Đánh giá các tính chất hóa lý của vật liệu hấp phụ (VLHP) tạo ra.
Khảo sát các yếu tố ảnh hưởng đến khả năng hấp phụ Crom (VI) trong
nước bằng VLHP được tạo ra.
3
CHƯƠNG 2
TỔNG QUAN
2.1 Nguyên liệu mụn dừa
Mụn dừa là phụ phẩm từ công nghệ sản xuất gáo dừa, chỉ xơ dừa và mụn
dừa được xem là nguồn gây ô nhiễm nguồn nước nên nhiều cách sử dụng chúng
đã được đề ra như sử dụng mụn dừa trồng cây xanh, trộn với hỗn hợp dinh
dưỡng để cải tạo đất và một số ứng dụng khác.
Mụn dừa được thu lại từ các cơ sở sản xuất xơ dừa. Đây là một loại bã
nông nghiệp khi thải xuống sông có thể gây ô nhiễm nguồn nước. Mụn dừa là
vật liệu cellulose-lignin, có màu nâu, kích thước từ 0,2 - 4 mm.
Hình 2.1 Ảnh mụn dừa thô
Thành phần của mụn dừa gồm: Cellulose (35%), Lignin (25,2%), Pentosan
(7,5%), Chất béo và nhựa (1,8%) và các chất khác (31,2%)[12].
Sau khi đã được loại lignin từ một nhóm nghiên cứu khác, mụn dừa đã
được thu lại để tiến hành khảo sát.
2.2 Than hoạt tính
2.2.1 Định nghĩa
Có rất nhiều định nghĩa về than hoạt tính, tuy nhiên có thể nói rằng, than
hoạt tính là một dạng cacbon đã được xử lý để mang lại một cấu trúc xốp, do đó
có diện tích bề mặt rất lớn.
4
Than hoạt tính được dùng làm vật liệu hấp phụ từ thời thượng cổ. Người
Ai Cập đã dùng than hoạt tính như chất hấp phụ trong y học và làm vật liệu để
tinh chế dược phẩm. Làm sạch nước uống bằng cách lọc qua than gỗ của người
Hindu. Từ khoảng năm 1900-1901 công nghiệp sản xuất than bắt đầu phát triển
để thay thế cho than xương làm vật liệu tinh chế trong công nghiệp sản xuất
đường. Trong giai đoạn này than hoạt tính được sản xuất bằng cách than hóa
hỗn hợp các nguyên liệu có nguồn gốc thực vật với chất xúc tác là hơi nước
hoặc CO2. Than hoạt tính được sử dụng suốt trong chiến tranh thế giới thứ nhất
trong các mặt nạ phòng khí độc để bảo vệ binh lính.
Nguồn nguyên liệu đầu vào để chế tạo than hoạt tính chủ yếu là các loại
than tự nhiên và các hợp chất cellulose. Các loại than tự nhiên có hàm lượng
cacbon cao nhưng than hoạt tính tạo ra có diện tích bề mặt riêng nhỏ (500 –
1000 m2.g-1) và quá trình hoạt hóa chủ yếu là hoạt hóa vật lý. Nhưng các hợp
chất cellulose-lignin tuy có hàm lượng cacbon thấp nhưng lại tạo đuợc than hoạt
tính có diện tích bề mặt riêng lớn (700 – 1400 m2.g-1), độ xốp cao, có thể dùng
phương pháp hoạt hóa để điều chế[6].
2.2.2 Thành phần than hoạt tính
Cacbon là thành phần chủ yếu của than hoạt tính với hàm lượng khoảng
85 – 95%. Bên cạnh đó than hoạt tính còn chứa các nguyên tố khác như hydro,
nitơ, lưu huỳnh và oxi. Các nguyên liệu khác loại này được tạo ra từ nguồn
nguyên liệu ban đầu hoặc liên kết với cacbon trong suốt quá trình hoạt hóa và
các quá trình khác. Thành phần các nguyên tố trong than hoạt tính thường là
88% C, 0,5% H, 0,5% N, 1% S, 6 – 7% O. Tuy nhiên hàm lượng oxi trong than
hoạt tính có thể thay đổi từ 1 – 20% phụ thuộc vào nguồn nguyên liệu ban đầu,
cách điều chế[13].
2.2.3 Chế tạo than hoạt tính
Có hai phương pháp điều chế than hoạt tính chính là than hóa và hoạt hóa.
Phương pháp than hóa là dùng nhiệt để phân hủy nguyên liệu ban đầu đưa
nó về dạng cacbon, đồng thời làm bay hơi một số chất hữu cơ nhẹ tạo lỗ xốp
ban đầu cho than, chính lỗ xốp này là đối tượng cho quá trình hoạt hóa than.
Các yếu tố có ảnh hưởng quyết định đến chất lượng và hiệu suất của quá
trình than hóa là nhiệt độ xử lý cuối, tốc độ nâng nhiệt và thời gian ủ nhiệt. Tốc
độ nâng nhiệt thấp sẽ cho hiệu suất thu hồi than cao do phản ứng dehydrat hóa
được tăng lên và làm cho vật liệu ổn định hơn. Thời gian nhiệt phân và tốc độ
nâng nhiệt cũng đóng vai trò quan trọng đến độ xốp của sản phẩm. Để tăng diện
5
tích bề mặt riêng, giải phóng các lỗ xốp, người ta có thể tiếp tục thực hiện quá
trình hoạt hóa.
Phương pháp hoạt hóa là dưới tác dụng của nhiệt và tác nhân hoạt hóa sẽ
bào mòn mạng lưới tinh thể cacbon, tạo độ xốp cho than bằng một hệ thống lỗ
có kích thước khác nhau, ngoài ra còn tạo các tâm hoạt động trên bề mặt. Có
thể hoạt hóa bằng phương pháp hoạt hóa hóa học hay hoạt hóa vật lý[14].
Phương pháp hoạt hóa vật lý thường tiến hành theo hai giai đoạn: than hóa
và hoạt hóa. Giai đoạn than hóa là giai đoạn đốt yếm khí tại 350 – 500 oC nhằm
loại bỏ các thành phần bay hơi trong nguyên liệu đưa nguyên liệu trở về dạng
cacbon.
Bước hoạt hóa là phát triển độ xốp của nguyên liệu thông qua phản ứng
oxy hóa ở nhiệt độ cao (1000 – 1100 oC). Trong quá trình oxy hóa một số cacbon
bị đốt cháy thành khí CO, CO2 khí này bay đi để lại lỗ trống, đó chính là cơ chế
tạo nên lỗ xốp. Tác nhân oxy hóa có thể là hơi nước, không khí, khí cacbonic,
khí thải. Do phản ứng với oxy tỏa nhiệt nên nhiệt độ hoạt hóa thường thấp và
khó điều khiển, phản ứng với hơi nước, khí CO2 thu nhiệt nên tiến hành ở nhiệt
độ cao hơn và dễ khống chế được quá trình, chính vì vậy nên nó là phương án
sản xuất thông dụng nhất.
Ưu điểm: Sản phẩm thu được sạch.
Nhược điểm: Sản phẩm thu được có khả năng hấp phụ không cao, thời
gian hoạt hóa tiến hành tương đối lâu, nhiệt độ hoạt hóa rất cao.
Hoạt hóa là quá trình bào mòn mạng lưới tinh thể cacbon dưới tác dụng
của nhiệt và tác nhân hoạt hóa, tạo độ xốp cho than bằng một hệ thống lỗ có
kích thước khác nhau, ngoài ra còn tạo các tâm hoạt động trên bề mặt.
Hoạt hóa hóa học là phương pháp đưa các tác nhân hoạt hóa gồm một hoặc
một hóa chất vào nguyên liệu, sau đó than hóa nguyên liệu theo nhiệt độ và thời
gian thích hợp trong môi trường yếm khí. Các hóa chất vô cơ khi đốt cháy sẽ
phân hủy ra các khí có tính oxy hóa hoặc phân hủy các phân tử chất hữu cơ qua
phản ứng dehydrat hóa.
Tác nhân hóa học được đưa vào là các chất vô cơ như kiềm, muối cacbonat,
sunfat, sunfat kiềm, cacbonat, clorua, photphat của kiềm thổ, kẽm clorua, axit
sunfuric, axit photphoric. Chúng được dùng riêng lẻ hay phối hợp với nhau theo
tỉ lệ để tạo các hiệu ứng cần thiết.
Ưu điểm: nhiệt độ hoạt hóa thấp hơn so với phương pháp hoạt hóa vật lý,
thời gian hoạt hóa ngắn, hiệu quả hoạt hóa cao do tạo ra sản phẩm có độ xốp
lớn và tạo các tâm hoạt động.
6
Nhược điểm: diện tích bề mặt không cao, sản phẩm bị lẫn hoá chất hoạt
hóa, chi phí đầu tư lớn[6, 15].
2.2.4 Cấu trúc xốp của bề mặt than hoạt tính
Độ xốp của than hoạt tính là do sự sắp xếp ngẫu nhiên của các tinh thể với
các liên kết ngang giữa chúng, làm cho than hoạt tính có một cấu trúc xốp khá
phát triển. Chúng có tỉ trọng tương đối thấp (bé hơn 2 g.cm-3) và mức độ graphit
hóa thấp. Quá trình hoạt hóa ngoài việc làm sạch bề mặt than khỏi các hợp chất
hữu cơ cũng như làm sạch các dạng cacbon không tổ chức, giải phóng các lỗ
xốp. Quá trình hoạt hóa làm tăng thể tích và đường kính lỗ. Cấu trúc lỗ và sự
phân bố cấu trúc lỗ có quyết định chủ yếu từ bản chất nguyên liệu ban đầu và
phương pháp than hóa. Trong giai đoạn cuối cùng của quá trình điều chế than
diễn ra sự đốt cháy các vách ngăn giữa các lỗ cạnh nhau làm tăng diện tích các
lỗ lớn và giảm diện tích các vi lỗ.
Than hoạt tính có bề mặt riêng phát triển và đặc trưng bởi cấu trúc có nhiều
mao quản tạo nên nhiều lỗ xốp có kích thước khác nhau. Khó có thể xác định
chính xác về hình dạng của lỗ xốp, có một số dạng mao dẫn được xác định như
là mao dẫn mở cả hai đầu hoặc có một đầu kín, thông thường có dạng rảnh, dạng
chữ V và nhiều dạng khác.
Than hoạt tính có lỗ xốp từ 1 nm đến vài nghìn nm. Một cách phân loại lỗ
xốp được IUPAC chấp nhận đó là dựa vào khoảng cách giữa các thành của một
lỗ xốp hình rãnh hoặc bán kính của lỗ dạng ống và chia thành 3 nhóm: lỗ xốp
nhỏ, lỗ xốp trung bình và dạng lỗ xốp lớn.
Hình 2.2 Kích thước các lỗ xốp trong than hoạt tính
Tóm lại, cấu trúc lỗ xốp than hoạt tính có ba loại, mỗi loại đều thể hiện
một chức năng riêng trong quá trình hấp phụ. Diện tích bề mặt riêng và thể tích
riêng phụ thuộc lớn vào nguyên liệu và phương pháp chế tạo. Đồng thời tính
chất khác của than hoạt tính cũng liên hệ chặt chẽ đến cấu trúc xốp nên những
thông tin này rất quan trọng[6].
7
2.2.5 Đặc tính hóa học của bề mặt than hoạt tính
Khả năng hấp phụ của than hoạt tính được quyết định bởi cấu trúc vật lý
và lỗ xốp của chúng nhưng cũng chịu ảnh hưởng bởi cấu trúc hóa học. Thành
phần hấp phụ lên bề mặt than là thành phần không tập trung của lực Van der
Walls.
Sự phức tạp của cấu trúc vi tinh thể do sự có mặt của các lớp graphit cháy
không hoàn toàn trong cấu trúc, gây biến đổi về sự sắp xếp các electron trong
khung cacbon và kết quả là tạo ra các electron độc thân và hóa trị không bảo
hòa. Môi trường chế tạo chất hấp phụ luôn gắn liền với oxy khí quyển, hơi nước
và chất hoạt hóa nên các liên kết hóa học hình thành trên bề mặt thường chứa
oxy, các nhóm này được gọi là nhóm chức bề mặt và tạo nên cấu trúc bề mặt
của chất hấp phụ.
Các nhóm chức bề mặt thường có tính axit hay bazơ yếu tùy thuộc vào vị
trí mà nó định vị và nguyên tử bên cạnh mà nó tạo liên kết. Loại nhóm chức và
mật độ của chúng trên bề mặt than hoạt tính có thể đánh giá qua phổ hồng ngoại
hoặc chuẩn độ trực tiếp.
Bằng các biện pháp biến tính người ta có thể tăng thêm hoặc loại bỏ bớt
các nhóm chức bề mặt của chất hấp phụ. Oxy hóa than hoạt tính với hydro
peroxit hoặc axit nitric tạo thêm các nhóm axit trên bề mặt tăng cường tính chất
hấp phụ kim loại nặng hoặc phóng xạ của than và làm tăng tính ưa nước của bề
mặt. Xử lý nhiệt làm giảm mật độ của nhóm chức, đưa năng lượng bề mặt chất
hấp phụ về dạng đồng nhất hơn.
Nghiên cứu nhiễu xạ tia X cho thấy rằng các nguyên tử khác loại hoặc các
loại phân tử được liên kết với cạnh hoặc góc của các lớp thơm hoặc với các
nguyên tử cacbon ở các vị trí khuyết làm tăng các hợp chất cacbon – oxy, cacbon
– hydro, cacbon – nitơ, cacbon – lưu huỳnh, cacbon – halogen trên bề mặt,
chúng được biết đến như là các nhóm bề mặt, hoặc các phức bề mặt. Các nguyên
tử khác loại này có thể xác nhập trong lớp cacbon tạo ra các hệ thống vòng loại
khác nhau. Do các cạnh này chứa các tâm hấp phụ chính, sự có mặt của các hợp
chất bề mặt hay các loại phân tử làm biến đổi đặc tính bề mặt và đặc điểm của
than hoạt tính[6].
8
2.3 Cơ sở lý thuyết về quá trình hấp phụ
2.3.1 Khái niệm
2.3.1.1 Hấp phụ
Hấp phụ là quá trình tập hợp các phân tử khí, hơi hoặc các phân tử, ion
của một chất lên bề mặt phân chia pha. Bề mặt phân chia pha có thể là lỏng –
rắn, khí – lỏng, khí – rắn.
Chất hấp phụ là chất mà phần tử ở lớp bề mặt có khả năng hút các phần tử
của pha khác nằm tiếp xúc với nó. Chất hấp phụ có bề mặt riêng càng lớn thì
khả năng hấp phụ càng lớn. Bề mặt riêng là diện tích bề mặt đơn phân tử tính
đối với 1 g chất hấp phụ.
Chất bị hấp phụ là chất bị hút ra khỏi pha thể tích đến tập trung trên bề
mặt chất hấp phụ.
Sự hấp phụ xảy ra do lực tương tác giữa các phần tử chất hấp phụ và chất
bị hấp phụ. Tùy theo bản chất của lực tương tác mà người ta phân biệt hấp phụ
vật lý và hấp phụ hóa học.
Hấp phụ vật lý được gây ra bởi lực Vanderwaals (bao gồm ba loại lực:
cảm ứng, định hướng, khuếch tán), lực liên kết hiđro…đây là những lực yếu,
nên liên kết hình thành không bền, dễ bị phá vỡ. Nói cách khác, trong hấp phụ
vật lý các phân tử của chất bị hấp phụ và chất hấp phụ không tạo thành hợp chất
hóa học (không hình thành các liên kết hóa học) mà chỉ bị ngưng tụ trên bề mặt
phân chia pha và bị giữ lại trên bề mặt bằng lực liên kết phân tử yếu, do đó sự
hấp phụ vật lý luôn luôn thuận nghịch. Nhiệt hấp phụ không lớn.
Hấp phụ hóa học gây ra bởi lực liên kết hóa học, trong đó có những lực
liên kết mạnh như lực liên kết ion, lực liên kết cộng hóa trị, lực liên kết phối
trí…gắn kết những phần tử chất bị hấp phụ với những phần tử của chất hấp phụ
thành những hợp chất bề mặt. Năng lượng liên kết này lớn (có thể tới hàng trăm
kJ/mol), do đó liên kết tạo thành bền khó bị phá vỡ. Vì vậy hấp phụ hóa học
thường không thuận nghịch và không thể vượt quá một đơn lớp phân tử.
Trong hấp phụ hóa học, cấu trúc điện tử của các phần tử của các chất tham
gia quá trình hấp phụ có sự biến đổi sâu sắc dẫn đến sự hình thành liên kết hóa
học. Sự hấp phụ hóa học còn đòi hỏi sự hoạt hóa phân tử do đó xảy ra chậm.
Trong thực tế, sự phân biệt hấp phụ vật lý và hấp phụ hóa học chỉ là tương
đối vì ranh giới giữa chúng không rõ rệt. Một số trường hợp tồn tại đồng thời
cả hai hình thức hấp phụ. Ở vùng nhiệt độ thấp thường xảy ra hấp phụ vật lý,
khi tăng nhiệt độ khả năng hấp phụ vật lý giảm, khả năng hấp phụ hóa học tăng
lên.
9
2.3.1.2 Giải hấp phụ
Giải hấp phụ là sự đi ra của chất bị hấp phụ khỏi bề mặt chất hấp phụ. Quá
trình này dựa trên nguyên tắc sử dụng các yếu tố bất lợi đối với quá trình hấp
phụ. Đây là phương pháp tái sinh vật liệu hấp phụ nên nó mang đặc trưng về
hiệu quả kinh tế.
Một số phương pháp tái sinh vật liệu hấp phụ:
Phương pháp hóa lý: Có thể thực hiện tại chỗ, ngay trên cột hấp phụ nên
tiết kiệm được thời gian, không làm vỡ vụn chất hấp phụ và có thể thu hồi chất
hấp phụ ở trạng thái nguyên vẹn.
Phương pháp hóa lý có thể thực hiện theo cách: chiết với dung môi, sử
dụng phản ứng oxi hóa - khử, áp đặt các điều kiện làm dịch chuyển cân bằng
không có lợi cho quá trình hấp phụ.
Phương pháp nhiệt: Sử dụng cho các trường hợp chất bị hấp phụ bay hơi
hoặc sản phẩm phân hủy nhiệt của chúng có khả năng bay hơi.
Phương pháp vi sinh: là phương pháp tái tạo khả năng hấp phụ của vật liệu
hấp phụ nhờ vi sinh vật.
2.3.1.3 Hấp phụ trong môi trường nước
Trong nước, tương tác giữa một chất hấp phụ và chất bị hấp phụ phức tạp
hơn rất nhiều vì trong hệ có ít nhất ba thành phần gây tương tác: nước, chất hấp
phụ và chất bị hấp phụ. Do sự có mặt của dung môi nên trong hệ sẽ xảy ra quá
trình hấp phụ cạnh tranh giữa chất bị hấp phụ và dung môi trên bề mặt chất hấp
phụ. Cặp nào tương tác mạnh thì hấp phụ xảy ra cho cặp đó. Tính chọn lọc của
cặp tương tác phụ thuộc vào các yếu tố: độ tan của chất bị hấp phụ trong nước,
tính ưa nước hoặc kỵ nước của chất hấp phụ, mức độ kỵ nước của các chất bị
hấp phụ trong môi trường nước.
So với hấp phụ trong pha khí, sự hấp phụ trong môi trường nước thường
có tốc độ chậm hơn nhiều. Đó là do tương tác giữa chất bị hấp phụ với dung
môi nước và với bề mặt chất hấp phụ làm cho quá trình khuếch tán của các phân
tử chất tan chậm.
Sự hấp phụ trong môi trường nước chịu ảnh hưởng nhiều bởi pH của môi
trường. Sự thay đổi pH không chỉ dẫn đến sự thay đổi về bản chất chất bị hấp
phụ (các chất có tính axit yếu, bazơ yếu hay trung tính phân li khác nhau ở các
giá trị pH khác nhau) mà còn làm ảnh hưởng đến các nhóm chức trên bề mặt
chất hấp phụ.
Hệ hấp phụ trong nước bị chi phối bởi tính chất ưa nước và kỵ nước, là hệ
quả của tương tác giữa chất hấp phụ, chất bị hấp phụ với nước. Một số chất hữu
10
cơ như hydrocacbon, dẫn xuất halogen của nó có độ tan rất hạn chế trong nước
do tính kỵ nước của chúng. Do tính chất đó chúng luôn có khuynh hướng không
chịu hòa hợp, tìm cách cụm lại với nhau (tạo nhũ) hoặc tìm tới những đối tượng
dễ hòa hợp hơn là các chất không phân cực như than, các khoáng vật, các hạt
chất hữu cơ, các hạt sa lắng và hấp phụ trên đó.
Trong môi trường nước, các chất hữu cơ có độ tan khác nhau. Khả năng
hấp phụ trên vật liệu hấp phụ đối với các chất hữu cơ có độ tan cao sẽ yếu hơn
với chất hữu cơ có độ tan thấp hơn. Như vậy, từ độ tan của chất hữu cơ trong
nước có thể dự đoán được khả năng hấp phụ chúng trên vật liệu hấp phụ. Phần
lớn các chất hữu cơ tồn tại trong nước dạng phân tử trung hòa, ít bị phân cực.
Do đó quá trình hấp phụ trên vật liệu hấp phụ đối với chất hữu cơ chủ yếu theo
cơ chế hấp phụ vật lý.
2.3.2 Các yếu tố ảnh hưởng tới quá trình hấp phụ
Quá trình hấp phụ về cơ bản ảnh hưởng bởi các yếu tố sau:
Khối lượng phân tử;
Cấu trúc phân tử;
Loại và số lượng các nhóm chức;
Hàm lượng tro và các hợp chất dễ bay hơi;
Diện tích bề mặt riêng;
Số lượng vi lỗ có trong vật liệu;
pH của môi trường hấp phụ;
Liều lượng vật liệu hấp phụ;
Thời gian hấp phụ;
Nồng độ chất hấp phụ.
2.3.3 Cân bằng hấp phụ
Hấp phụ vật lý là một quá trình thuận nghịch. Khi tốc độ hấp phụ (quá
trình thuận) bằng tốc độ giải hấp phụ (quá trình nghịch) thì quá trình hấp phụ
đạt trạng thái cân bằng.
Với một lượng xác định, lượng chất bị hấp phụ là một hàm của nhiệt độ
và áp suất hoặc nồng độ của chất bị hấp phụ trong pha thể tích.
q = f (T, P hoặc C)
Trong đó:
q: Dung lượng hấp phụ cân bằng (mg/g)
T: Nhiệt độ
11
