Luận văn thạc sĩ khoa học: Nghiên cứu động học quá trình hấp phụ

-1-

Bộ giáo dục và đào tạo

Trường đại học bách khoa hà nội
-------------------------------------------

Luận văn thạc sĩ khoa học

Nghiên cứu động học
qúa trình Hấp phụ

ngành: hoá lý thuyết và hoá lý
Mã Số:

Bùi Đặng Thanh

Người hướng dẫn khoa học: GS.TSKH. Nguyễn Minh Tuyển

Hà Nội - 2005


-2-

LờI CảM ƠN
Em xin chân thành cảm ơn GS.TSKH. Nguyễn Minh Tuyển, thầy
đã nhiệt tình hướng dẫn em hoàn thành bản luận văn này.
Em cũng xin cảm ơn ban lãnh đạo, các thầy cô trong Khoa
Công nghệ Hóa học và bộ môn Hóa lý trường Đại học Bách Khoa
Hà Nội đã tạo mọi điều kiện giúp em hoàn thành khóa học Cao học
2003-2005.

Cảm ơn các đồng nghiệp, bạn bè và gia đình đã ủng hộ, động
viên tôi hoàn thành khóa học.
Hà nội tháng 10 năm 2005
Học Viên
Bùi Đặng Thanh


-3-

Mục lục
Nội dung

Trang

Mục lục

3

Danh mục các bảng

4

Danh mục các hình vẽ, đồ thị

5

Mở đầu

6

Chương 1. Tổng quan

8

1.1 Khái niệm hấp phụ

8

1.2 Một số thông số kỹ thuật cơ bản về chất hấp phụ

12

1.3 Cân bằng và cơ chế hấp phụ

13

1.4 Động học qúa trình hấp phụ

17

1.5 Các yếu tố ảnh hưởng đến qúa trình hấp phụ

20

1.6 Than hoạt tính

26

Chương 2. Phương pháp nghiên cứu

36

2.1 Mô hình thống kê trong hóa học và công nghệ

36

2.2 Nghiên cứu hoạt độ, tốc độ hấp phụ của than hoạt tính

42

Chương 3. Thực nghiệm

46

3.1 Chuẩn bị

46

3.2 Phương pháp tiến hành thực nghiệm

47

Chương 4. Kết qủa và thảo luận

49

4.1 Hàm mục tiêu phụ thuộc lượng than hoạt tính, nồng độ metyl da
cam, nhiệt độ và pH

49

4.2 Hàm mục tiêu phụ thuộc lượng than hoạt tính, nồng độ metyl dacam,
tốc độ khuấy

60

Kết luận và Kiến nghị

69

Tài liệu tham khảo

71

Phụ lục

73


-4-

Danh mục các bảng
Trang
Bảng 1.1: Các pha hấp phụ và kiểu tương tác hấp phụ tương ứng

9

Bảng 1.2: Một số loại hạt trao đổi ion

12

Bảng 1.3: Chất hấp phụ trao đổi ion và tương tác chính của nó

24

Bảng 1.4: Kích thước tinh thể than hoạt tính và graphit theo A0

27

Bảng 1.5: Một số loại than hoạt tính và chỉ số kỹ thuật của chúng

31

Bảng 1.6: Thành phần nguyên tố hóa học của than (%)

32

Bảng 1.7: Một số loại than hoạt tính, nguyên liệu, phương pháp tổng
hợp và công dụng của chúng trong công nghiệp

35

Bảng 2.1: Sự phụ thuộc của vào số yếu tố độc lập k

42

Bảng 4.1: Độ hấp thụ metyl dacam tại những nồng độ chuẩn khác
nhau trong dung dịch có pH = 2

52

Bảng 4.2: Độ hấp thụ metyl dacam tại những nồng độ chuẩn khác
nhau trong dung dịch có pH = 6

53

Bảng 4.3: Độ hấp thụ metyl dacam tại những nồng độ chuẩn khác
nhau trong dung dịch có pH = 10

54

Bảng 4.4: Các kết qủa thực nghiệm ( y1 ) và kết qủa tính toán bằng mô
hình ( y1 ) cho mục tiêu hoạt độ hấp phụ của kế hoạch bậc một 24

57

Bảng 4.5: Các kết qủa thực nghiệm ( y2 ) và kết qủa tính toán bằng mô
hình ( y 2 ) cho mục tiêu tốc độ hấp phụ của kế hoạch bậc một 24

59

Bảng 4.6: Độ hấp thụ của metyl dacam trong nước cất tại những nồng
độ chuẩn khác nhau

61

Bảng 4.7: Các kết qủa thực nghiệm ( y1 ) và kết qủa tính toán bằng mô
hình ( y1 ) cho mục tiêu hoạt độ hấp phụ của kế hoạch bậc một 23

63

Bảng 4.8: Các kết qủa thực nghiệm ( y2 ) và kết qủa tính toán bằng mô
hình ( y 2 ) cho mục tiêu tốc độ hấp phụ của kế hoạch trực giao
bậc hai

68


-5-

Danh môc c¸c H×nh vÏ, ®å thÞ
Trang
H×nh 1.1: C¸c lo¹i ®­êng ®¼ng nhiÖt hÊp phô

13

H×nh 1.2: CÊu tróc tinh thÓ cña than ho¹t tÝnh hoÆc graphit

26

H×nh 4.1: Phæ UV-VIS cña dung dÞch metyl dacam 12,5mg/L t¹i pH = 2

51

H×nh 4.2: §­êng chuÈn ®é metyl dacam t¹i pH = 2

52

H×nh 4.3: Phæ UV-Vis cña dung dÞch metyl dacam 10,5 mg/L t¹i pH = 6

53

H×nh 4.4: §­êng chuÈn ®é metyl dacam t¹i pH= 6

53

H×nh 4.5: Phæ UV-VIS cña dung dÞch metyl dacam 10,5 mg/L t¹i pH = 10

54

H×nh 4.6: §­êng chuÈn ®é metyl dacam t¹i pH = 10

54

H×nh 4.7: Phæ UV-VIS cña dung dÞch metyl dacam 4 mg/L trong n­íc cÊt

60

H×nh 4.8: §­êng chuÈn ®é metyl dacam trong n­íc cÊt

61


-6-

Mở đầu
Phương pháp hấp phụ có nhiều ứng dụng khác nhau trong công nghiệp
từ làm sạch khí, tách các hỗn hợp bay hơi thành các cấu tử, thực hiện qúa trình
xúc tác không đồng thể trên bề mặt phân chia pha. cho đến việc tách các
chất tan ra khỏi dung dịch, làm sạch triệt để nước thải sau khi đã xử lý bằng

các phương pháp khác. Hiện nay các chất hấp phụ còn được ứng dụng nhiều
trong xử lý nước và khí thải làm sạch môi trường.
Các thông số kỹ thuật về hiệu qủa cũng như khả năng ứng dụng của
chất hấp phụ phụ thuộc vào nhiều yếu tố. Trước hết là nguồn gốc và công
nghệ sản xuất ra chất hấp phụ, đối tượng chất bị hấp phụ và nhất là kỹ thuật
tiến hành hấp phụ. Một loạt các yếu tố như nhiệt độ, pH, nồng độ chất tan, chế
độ khuấy trộn, qúa trình chuẩn bị chất hấp phụđều có thể có ảnh hưởng lên
hiệu qủa hấp phụ.
Mục tiêu của luận văn là sử dụng công cụ toán học, cụ thể là phương
pháp Quy hoạch thực nghiệm để thiết lập mối quan hệ giữa một số mục tiêu
hiệu qủa thể hiện động học của qúa trình hấp phụ của một loại chất hấp phụ
rất phổ biến là than hoạt tính phụ thuộc vào một số yếu tố tác động như lượng
chất hấp phụ, nồng độ chất bị hấp phụ, nhiệt độ, pH, tốc độ khuấy trộn đối với
chất bị hấp phụ hữu cơ mang mầu metyl dacam.
Kết qủa thu được sẽ là hàm toán mô tả mà thông qua nó biết được
những yếu tố nào có tác động đến mục tiêu hiệu qủa, mức độ tác động như thế
nào, có thể dự đoán trước gía trị của mục tiêu hiệu qủa khi thay đổi các điều
kiện tiến hành hấp phụ. Ngoài ra trên cơ sở hàm toán mô tả thu được có thể
tiến hành tối ưu các điều kiện thực nghiệm để thu được kết qủa tốt nhất.
Luận văn được chia thành 4 chương:
Chương 1 tóm tắt cơ sở lý thuyết về chất hấp phụ, qúa trình hấp phụ,
động học hấp phụ, các yếu tố ảnh hưởng đến qúa trình hấp phụ và một số
thông tin liên quan đến than hoạt tính.


-7-

Chương 2 trình bày phương pháp nghiên cứu. Nội dung chương này nói
lên vai trò của mô hình thống kê trong hóa học và công nghệ, ứng dụng quy
hoạch thực nghiệm trong hóa học và công nghệ cùng với việc mô tả thống kê

như thế nào, cụ thể hóa việc ứng dụng quy hoạch thực nghiệm vào nghiên cứu
động học hấp phụ của than hoạt tính đối với chất bị hấp phụ metyl dacam.
Chương 3 mô tả cơ sở và cách thức tiến hành các thí nghiệm.
Chương 4 là các kết qủa thí nghiệm thu được cũng như kết qủa xử lý
tính toán thống kê đưa ra mô hình.
Phần kết luận tổng kết những nhận xét đánh gía từ các kết qủa nghiên
cứu.


-8-

Chương 1
Tổng quan
1.1 Khái niệm hấp phụ

Hấp phụ là qúa trình hút bám các chất bị hấp phụ lên bề mặt chất hấp
phụ. Chất bị hấp phụ có thể là chất khí hoặc hơi trong hỗn hợp không khí và
theo đó là qúa trình hấp phụ đơn giản hơn so với chất bị hấp phụ là chất tan
trong dung dịch.
Nhìn chung có thể chia hấp phụ ra 3 loại, đó là hấp phụ vật lý, hấp phụ
hóa học và trao đổi ion:
- Hấp phụ vật lý có lực hấp phụ là lực hút tương hỗ Van Der Waals' giữa
các phân tử. Qúa trình hấp phụ không kèm theo phản ứng hóa học, chất bị hấp
phụ di chuyển tự do trên bề mặt chất hấp phụ và có thể ngưng tụ thành nhiều
lớp. Hấp phụ vật lý là qúa trình thuận nghịch hoàn toàn. Hấp phụ vật lý một
chất khí có nhiệt hấp phụ cỡ bằng nhiệt ngưng tụ.
- Hấp phụ hóa học là qúa trình hấp phụ có kèm theo phản ứng hóa học
giữa chất bị hấp phụ và chất hấp phụ. Thông thường chất bị hấp phụ tạo thành
một đơn lớp trên bề mặt chất hấp phụ, các phân tử chất bị hấp phụ di chuyển
tự do. Khả năng của chất hấp phụ về cơ bản là cạn kiệt khi bề mặt được phủ

kín bởi đơn lớp này. Hấp phụ hóa học có nhiệt hấp phụ lớn hơn hoặc bằng
nhiệt phản ứng.
- Hấp phụ trao đổi ion có cơ chế hấp phụ chính phụ thuộc vào các tương
tác ion. Các tương tác ion xuất hiện giữa phân tử chất bị hấp phụ mang điện tích
dương hoặc âm và chất hấp phụ mang điện tích trái dấu. Chất hấp phụ trao đổi
cation giữ lại chất bị hấp phụ tích điện dương hay còn gọi là "cationic". Chất
hấp phụ trao đổi anion giữ lại chất bị hấp phụ tích điện âm hay còn gọi là
"anionic".


-9-

Những yếu tố chính tác động lên qúa trình hấp phụ trao đổi ion là: pH,
cường độ ion và độ chọn lọc ion. Các ion có điện tích càng lớn (như ion hóa trị
ba) và kích thước của ion (bán kính hydrat) càng nhỏ thì qúa trình hấp phụ
càng mạnh.
Qúa trình chuyển chất trong hấp phụ được xem gồm có 3 giai đoạn:
- Khuyếch tán từ trong môi trường đến bề mặt chất hấp phụ.
- Khuyếch tán theo các pore đến bề mặt.
- Và cuối cùng là tương tác hấp phụ.
Hai giai đoạn sau phụ thuộc vào tính chất và cấu trúc chất hấp phụ. Tốc
độ và phạm vi hấp phụ phụ thuộc nhiều vào bản chất vùng bề mặt chất hấp phụ.
Bản chất và vùng bề mặt chất hấp phụ quyết định đến kiểu chất có thể
hấp phụ được cũng như quyết định đến tương tác nào giữa chất bị hấp phụ và bề
mặt đóng vai trò chính yếu. Lấy ví dụ các chất hấp phụ không phân cực tương
tác với chất bị hấp phụ theo tương tác yếu Van der Waals hay tương tác phân
tán, tương tác này hình thành do sự xen phủ các đám mây điện tử lớp ngoài giữa
chất bị hấp phụ và pha liên kết của chất hấp phụ. Chất hấp phụ có mạch alkyl
chưa bị biến tính như C18, C8 và C4 chỉ có mỗi tương tác theo cơ chế này. Tuy
nhiên các chất hấp phụ không phân cực khác trên nền silica biến tính có chứa

các nhóm chức như cyano, phenyl, cacbon có thể có những kiểu tương tác khác
với một số loại chất bị hấp phụ nào đó. Bảng 1.1 liệt kê một số pha chất hấp phụ
không phân cực và các kiểu tương tác của chúng [11].
Bảng 1.1: Các pha hấp phụ và kiểu tương tác hấp phụ tương ứng
Pha chất hấp phụ

Kiểu tương tác

C18, C8, C4

Van der Waals (phân tán)

Cyano

Van der Waals (phân tán), liên kết hydro,
tương tác lưỡng cực-lưỡng cực

Phenyl

Van der Waals (phân tán), tương tác -

Cacbon

Van der Waals (phân tán), tích điện có lưỡng
cực, tương tác -


-10-

Đã có rất nhiều chất rắn được sử dụng cho mục đích hấp phụ như

silicagel, chất dẻo xốp zeolit, oxit nhôm hoạt tính, than hoạt tính, chất hấp phụ
trao đổi ion.
Silicagel (silicic acid) là một chất hấp phụ tái sinh của silica với thuộc
tính axit yếu. Độ xốp của silicagel có thể đạt từ 50 - 60%, tổng diện tích bề
mặt của một số loại có thể đạt tới 800 m2/g. Nguyên liệu tổng hợp silicagel là
axit silic H4SiO4 (đây là một axit rất yếu pK1 = 9,9 và pK2 = 12,4), khi nồng
độ axit vượt qúa độ tan nó không kết tủa mà thông qua phản ứng trùng ngưng
tạo thành polyme, phản ứng trùng ngưng phát triển và tạo ra các phân tử
polyme lớn cho đến khi phân tử polyme phát triển đến kích thước hạt keo. Các
hạt keo tiếp tục kết hợp lại với nhau tạo thành dạng gel. Trong thực tế silicagel
thường được tổng hợp bằng cách kết tủa SiO2 từ dung dịch thủy tinh lỏng với
axit (thủy tinh lỏng: là loại silicat kiềm có công thức hóa học tổng quát
Me0,5On.SiO2). Silica gel có thể được sử dụng để hấp phụ các chất dựa trên trên
độ phân cực hóa học. Nó có thể được sử dụng ở dạng hoạt động sau khi được
đốt nóng ở 1500C đến 1600C, hoặc ở dạng khử hoạt tính với lượng nước lên
đến 10% [4,5,16]. Silicagel thương phẩm có trên thị trường chia ra hai loại:
loại mao quản lớn và loại mao quản nhỏ có dung lượng hấp phụ cao hơn.
Silicagel loại mao quản lớn thường được biến tính bề mặt (đưa vào các nhóm
chức hoạt động khác nhau như phenyl, cyano.) để dùng làm chất hấp phụ
cho một số mục đích đặc biệt như trong phân tích sắc ký. Silica gel được sử
dụng chủ yếu để làm khô, điều hòa không khí, đóng gói làm công cụ bảo vệ
Alumina là một dạng cấu trúc hạt và xốp của oxit nhôm. Nó có hoạt
tính hấp phụ khác nhau trong 3 dải pH (bazơ, trung tính và axit). Nó được sử
dụng để hấp phụ các chất dựa trên độ phân cực hóa học khác nhau. Mỗi một
trong 3 dải pH của alumina có mang lại khả năng hấp phụ với những nhóm
chất khác nhau. Alumina được sử dụng để khử nước trong khí và trong các


-11-

dung dịch, làm khô không khí, tách sắc ký, xử lý phân đoạn dầu mỏ, khử mùi,
hấp phụ một số chất đặc thù như florua, asen
- Alumina bazơ có pH 9-10. Các hợp chất hữu cơ nhóm nitrosamin có
thể được hấp phụ bởi loại alumina này: N-nitroso-di-n-propylamin;
N-nitrosodimethylamin; diphenylamin [16].
- Alumina trung tính có pH 6-8. Nó thể hấp phụ được các chất nhóm
phthalat ester [16]:
Bis(2-ethylhexyl) phthalat

Diethyl phthalat

Butyl benzyl phthalat

Dimethyl phthalat

Di-n-butyl phthalat

Di-n-octyl phthalat

- Alumina axit có pH 4-5. Loại alumina này chưa có nhiều thông tin cụ
thể về khả năng hấp phụ của nó cũng như những ứng dụng trong thực tế [16].
Alumina bazơ, trung tính và axit có thể được chuẩn bị thành các dạng
hoạt tính khác nhau. Loại tốt nhất, có hoạt tính cao nhất được chuẩn bị nhờ
nung alumina cho đến khan hoàn toàn (tiêu biểu nung qua đêm tại 400-4500C,
nhưng những quan hệ thời gian-nhiệt độ khác có thể được sử dụng). Các dạng
còn lại được chuẩn bị nhờ thêm nước vào loại trên để giảm bớt hoạt tính nó,
lượng nước thêm vào có thể lên đến 15% [16].
Cả loại hạt nền silica và nền polyme đều có thể được sử dụng làm vật
liệu hấp phụ trao đổi ion. Hạt nền polyme có lợi thế về dải pH làm việc mở
rộng (ổn định hóa học), trong khi hạt nền silica có hiệu qủa cao hơn và độ bền

cơ học tốt hơn. Tuy nhiên loại hạt lai ghép giữa hai loại hạt trên mang lại lợi
ích từ cả hai phía. Một ví dụ về loại hạt này có trên thị trường là vật liệu hạt
trao đổi ion BioBasic, nó là sản phẩm kết hợp giữa silica với một lớp phủ
polyme (bảng 1.2). Lớp phủ polyme mở rộng dải pH làm việc [11].


-12Bảng 1.2: Một số loại hạt trao đổi ion
Vật liệu hấp phụ

Kiểu trao đổi

Hạt

Ligand trao đổi ion

BioBasic SCX

Cation mạnh

Silica phủ polyme, Axit sulfonic
hình cầu, xốp

BioBasic AX

Anion yếu

Silica phủ polyme, PEI (polyetylenimin)
hình cầu, xốp

Chất hấp phụ trao đổi ion được sửa dụng làm mềm nước, khử ion, loại

tro khỏi dung dịch đường.
1.2 Một số thông số kỹ thuật cơ bản về chất hấp phụ

+ Phân bố kích thước mao quản
Dựa trên cơ sở cơ chế hấp phụ chất khí mao quản để xác định kích
thước mao quản, mao quản có thể được chia ra 3 loại:
- Mao quản đường kính nhỏ

d = 5ữ15A0 (Micropor)

- Mao quản đường kính trung bình

d = 15ữ1000A0 (Mesopor)

- Mao quản đường kính lớn

d > 1000A0 (Macropor).

+ Bề mặt riêng
Tổng diện tích bề mặt bên trong và bề mặt riêng bên ngoài chất hấp phụ
tính theo m2/g.
+ Thể tích lỗ xốp
Tổng thể tích tất cả các mao quản có trong đơn vị khối lượng chất rắn
xốp (cm3/g).
+ Độ xốp hạt rắn
Tỷ số giữa tổng thể tích tất cả các mao quản trên tổng thể tích tất cả các
mao quản và phần chất rắn chứa nó.
+ Độ xốp lớp hạt
Tỷ số giữa thể tích phần rỗng của lớp hạt với tổng thể tích phần rỗng
của lớp và thể tích các hạt trong lớp.

-13-

1.3 Cân bằng và cơ chế hấp phụ
1.3.1 Hoạt độ hấp phụ

Hoạt độ hấp phụ là lượng tối đa chất bị hấp phụ được hấp phụ trên một
đơn vị chất hấp phụ ở trạng thái cân bằng, và có đơn vị là g/g, kg/kg, mol/g.
Bản chất chất bị hấp phụ và chất hấp phụ, cấu trúc chất hấp phụ, nồng
độ chất hấp phụ, các điều kiện về áp suất, nhiệt độ. là những yếu tố tác động
lên gía trị hoạt độ hấp phụ. Để mô tả qúa trình cân bằng hấp phụ và những yếu
tố ảnh hưởng lên hoạt độ hấp phụ, xem xét lý thuyết về một số đường đẳng
nhiệt hấp phụ.
1.3.2 Các loại đường đẳng nhiệt hấp phụ

Có 5 loại đường đẳng nhiệt trình bày như trong hình 1.1. Loại I xuất
hiện đối với chất hấp phụ mao quản đường kính nhỏ (kích thước mao quản
micropor). Loại II và III đặc trưng cho qúa trình hấp phụ lên vật rắn không
xốp. Trường hợp lực tương tác giữa các phân tử chất bị hấp phụ mạnh hơn tác
dụng của lực hấp phụ có thể đúng với một trong hai loại đường đẳng nhiệt hấp
phụ III, IV. Loại IV có hai đoạn cong lồi được xen vào giữa bằng một đoạn
cong lõm, đoạn lồi phía dưới tương ứng với hấp phụ một lớp, đoạn cong lõm
tương ứng với vùng hấp phụ nhiều lớp, đoạn cong lồi phía trên biểu thị cho
hiện tượng ngưng tụ mao quản trong những mao quản có đường kính trung
bình (medopor). Loại V đặc trưng cho các chất hấp phụ xốp.

Hình 1.1: Các loại đường đẳng nhiệt hấp phụ

-14-

1.3.3 Phương trình Freundlich

Sử dụng phương trình này đối với qúa trình hấp phụ trong dung dịch
loãng. Hoạt độ hấp phụ a quan hệ với nồng độ chất bị hấp phụ C trong dung
dịch nước theo công thức:
a = K.Cn

(1.1)

trong đó K và n đều là các hằng số phụ thuộc nhiệt độ, phương trình
này được sử dụng để đánh gía và so sánh chất lượng chất hấp phụ. Mở rộng
cho qúa trình hấp phụ khí, phương trình có dạng:
a = k.pn

(1.2)

trong đó p là áp suất riêng phần của khí bị hấp phụ.
1.3.4 Đẳng nhiệt hấp phụ Langmur

Thuyết hấp phụ Langmur quan niệm hấp phụ gồm hai qúa trình diễn ra
đồng thời: qúa trình hấp phụ tỷ lệ với nồng độ chất hấp phụ thể khí và phần bề
mặt trống của chất hấp phụ; các phân tử có năng lượng lớn hơn nhiệt hấp phụ
thực hiện qúa trình khử hấp phụ và qúa trình này tỷ lệ với phần bề mặt đã bị
hấp phụ.
Qúa trình hấp phụ xảy ra tại các trung tâm hoạt động của bề mặt chất
hấp phụ, nơi có trường lực chưa bão hòa. Lực hấp phụ có bản chất gần với lực
hấp phụ hóa học, mỗi trung tâm hấp phụ một phân tử khí tạo thành trên bề mặt
một lớp hấp phụ đơn phân tử. Giữa các phân tử tự do và các phân tử đã bị hấp

phụ tồn tại một cân bằng giống như trong một phản ứng hóa học thuận nghịch.
Nếu gọi , 1- tương ứng là phần bề mặt bị hấp phụ và phần bề mặt
trống thì tốc độ qúa trình hấp phụ tỷ lệ với 1- và nồng độ chất bị hấp phụ C,
tốc độ qúa trình khử hấp phụ tỷ lệ với . Khi qúa trình hấp phụ đạt đến cân
bằng ta có:
K(1-)C = K'
Từ đây tính được :

=

BC
1 + BC

(1.3)
(1.4)


-15-

với B = K/K'; K và K' là hằng số tốc độ hấp phụ và khử hấp phụ. Phần bề mặt
bị hấp phụ chính là tỷ lệ lượng chất bị hấp phụ (là hoạt độ a) trên lượng chất
hấp phụ tối đa am đạt được khi toàn bộ bề mặt chất hấp phụ được bao phủ hết,
và vì thế ta có:
a = am

BC
1 + BC

(1.5)

1.3.5 Thuyết hấp phụ Polanyi

Xem qúa trình hấp phụ do các lực vật lý thuần túy gây ra.
Trên bề mặt chất hấp phụ có một trường lực liên tục, không có các
trung tâm hoạt động. Lực hấp phụ phát huy tác dụng cả ở khoảng cách lớn hơn
so với kích thước các phân tử chất bị hấp phụ. Khi chất còn nằm trong lòng
môi trường (chất khí, chất lỏng) cách xa bề mặt hấp phụ, nó không chịu tác
động của lực hấp phụ. Nhờ các qúa trình khuyếch tán, chuyển động đối lưu,
chất được vận chuyển đến bề mặt chất hấp phụ. Khi tiếp cận đến bề mặt hấp
phụ ở một khoảng cách nhất định, lực hấp phụ bắt đầu phát huy tác dụng.
Vùng không gian xung quanh bề mặt hấp phụ mà trong đó lực hấp phụ phát
huy tác dụng được gọi là không gian hấp phụ.
Trong vùng không gian hấp phụ chứa nhiều mặt đẳng thế, mỗi mặt đẳng
thế có một thế năng hấp phụ khác nhau. Đó là những mặt mà mỗi điểm trên
nó có cùng thế năng hấp phụ. Thế năng hấp phụ được tính bằng công do lực
hấp phụ đưa chất từ trong lòng môi trường đến mặt đẳng thế. Thế năng hấp
phụ giảm dần khi ra xa khỏi bề mặt hấp phụ và đến một khoảng cách nào đó
nó triệt tiêu.
Đối với hấp phụ khí lý tưởng thế năng được tính như sau.
= RT . ln

p
p0

(1.6)

trong đó p là áp suất khí bị hấp phụ và p0 là áp suất hơi bão hòa của chất bị
hấp phụ ở dạng lỏng.

-16-

Thế hấp phụ có thể biểu diễn thành hàm của thể tích pha đã bị hấp phụ
nằm trong không gian thế năng hấp phụ V và không phụ thuộc nhiệt độ.
= f (V )

(1.7)

Kết hợp hai phương trình trên ta có:
RT . ln

p
= f (V )
p0

(1.8)

Đường cong biểu diễn mối quan hệ này được gọi là đường đặc trưng
cho cặp chất hấp phụ - chất bị hấp phụ đang nghiên cứu.
Cùng một chất hấp phụ, đối với các chất bị hấp phụ khác nhau thì
trường thế năng tác động lên chất bị hấp phụ là không giống nhau nhưng có
tính đồng dạng. Do đó từ đường đặc trưng đối với chất bị hấp phụ này có thể
suy ra đường đặc trưng đối với chất bị hấp phụ khác khi biết hệ số tỷ lệ .
' = . = .f(V)

(1.9)

Hệ số tỷ lệ với thể tích mol của chất bị hấp phụ lỏng.
1.3.6 Thuyết hấp phụ B.E.T

Phương trình BET áp dụng cho qúa trình hấp phụ đa lớp, qúa trình hấp
phụ ở vùng nồng độ hoặc áp suất cao. Mô hình hấp phụ BET đưa ra một số
quan điểm như sau:
- Lớp hấp phụ đầu tiên tuân theo đẳng nhiệt hấp phụ Langmuir, nghĩa là
chất hấp phụ lên bề mặt nhờ vào lực hấp phụ của các hóa trị dư tại các trung
tâm hấp phụ trên bề mặt chất hấp phụ tương tác với chất bị hấp phụ ở khoảng
cách kích thước phân tử. Các phân tử đã hấp phụ ở lớp đầu tiên này không
tương tác với nhau.
- Có sự hình thành các lớp hấp phụ thứ 2, thứ 3 tại những phần khác
nhau trên bề mặt do tương tác giữa các phân tử chất bị hấp phụ.
- Số lớp hấp phụ có thể là vô tận và được xác định bởi thể tích chất bị
hấp phụ.
Phương trình BET (Brunauer, Emmett, Teller) có dạng:


-17P
1
C 1 P

=
+
V (Ps P ) Vmin .C Vmin .C Ps





(1.10)

trong đó P, Ps là áp suất riêng phần và áp suất hơi bão hòa của chất bị hấp phụ.

Đại lượng P/Ps được gọi là áp suất tương đối đối với cân bằng hấp phụ. V là
thể tích chất hấp phụ ở áp suất cân bằng P tương ứng. Vmin là thể tích hấp phụ
đơn lớp của chất khí trên 1g chất rắn. C là hằng số hấp phụ BET có liên quan
đến nhiệt hóa lỏng và nhiệt hấp phụ của chất bị hấp phụ.
Phương trình BET có thể được sử dụng để tính Vmin và C. Đại lượng
P/V(Ps-P) phụ thuộc tuyến tính vào P/Ps trong khoảng áp suất tương đối từ
0,05 đến 0,35. Tuy nhiên phương trình BET chỉ phù hợp khi áp dụng cho chất
hấp phụ rắn không xốp hoặc là có độ xốp lớn, còn đối với than hoạt tính là
chất hấp phụ không đồng nhất về mặt năng lượng và cấu trúc thì nó không phù
hợp. Nguyên nhân là thể tích lỗ trong của than hoạt tính nhỏ dẫn đến xảy ra
hiện tượng nạp đầy mao quản ngay trong giai đoạn đầu qúa trình hấp phụ.
Diện tích bề mặt riêng của vật xốp được xác định theo phương trình BET
SBET = Vmin.am.N.

(1.11)

trong đó:
SBET - Diện tích bề mặt riêng.
Vmin - Thể tích hấp phụ đơn lớp của chất khí trên 1 gam chất rắn
- Tiết diện ngang của phân tử chất bị hấp phụ.
N - Số Avagadro
am - Số mol chất bị hấp phụ.
1.4 Động học qúa trình hấp phụ

Qúa trình hấp phụ chất tan trong lòng chất lỏng lên chất hấp phụ có thể
được chia ra 3 giai đoạn tổng quát:
1.4.1 Chuyển chất trong pha lỏng

Đây là giai đoạn chất tan được vận chuyển từ trong lòng pha lỏng đến
bề mặt chất hấp phụ nhờ vào đối lưu. Vùng chuyển chất trong pha lỏng còn

-18-

gọi là vùng khuyếch tán ngoài, tốc độ chuyển khối chủ yếu phụ thuộc vào tính
chất vật lý và chế độ thủy động lực. Gần sát với bề mặt chất hấp phụ luôn luôn
có một lớp giới hạn mà tại đây qúa trình truyền chất và nhiệt bị chậm lại do bị
cơ chế dẫn chi phối.
Lượng chất vận chuyển đến bề mặt hạt trên một đơn vị thời gian tỷ lệ
với chênh lệch nồng độ giữa nồng độ chất tan trong lòng dung dịch và nồng
độ chất tan ngay sát bề mặt hạt.
Song song với qúa trình chuyển chất qua lớp giới hạn luôn có qúa trình
truyền nhiệt hấp phụ ra khỏi bề mặt hạt. Lượng nhiệt này tỷ lệ với lượng chất.
Đối với hấp phụ khí, lượng nhiệt tỏa ra lớn ngay cả khi nồng độ (lượng) chất
khí bị hấp phụ nhỏ.
Khuyếch tán trong môi trường lỏng chịu tương tác rất lớn của chất
khuyếch tán với dung môi và mức độ khác biệt kích thước phân tử giữa dung
môi và chất khuyếch tán. Kích thước có thể rất gần nhau như nước, ion kim
loại, khí tan, chất hữu cơ phân tử lượng thấp nhưng cũng có kích thước khác
biệt lớn như polyme, protein.
Tương tác giữa chất tan với nước đóng một vai trò quan trọng đối với
qúa trình khuyếch tán diễn ra trong đó, tương tác này trong môi trường lỏng
lớn hơn nhiều so với trong môi trường khí do khoảng cách giữa chúng gần
nhau trong giới hạn phát huy tác dụng của các loại lực có trong hệ. Quyết định
đến khả năng tương tác đầu tiên phải kể đến tính tương đồng về bản chất phân
tử: Chất tan có độ phân cực cao, có cầu liên kết hydro (rượu, amin.) có khả
năng khuyếch tán chậm hơn so với các chất ít phân cực. Bản thân giữa các
phân tử chất tan cũng có tương tác với nhau, tương tác này không đáng kể
trong vùng nồng độ thấp nhưng lớn lên trong vùng nồng độ cao đồng thời với
sự giảm hệ số khuyếch tán.

-19-

1.4.2 Chuyển chất trong lòng hạt

Chất tan vận chuyển từ bề mặt ngoài của hạt vào bên trong theo cơ chế
nào phụ thuộc vào loại, kích thước và cấu trúc mao quản của chất hấp phụ,
hình dạng và kích thước hạt, kích thước phân tử chất tan. Đối với những mao
quản có đường kính lớn hơn quãng đường tự do trung bình của phân tử, qúa
trình chuyển chất diễn ra theo cơ chế khuyếch tán phân tử. Khuyếch tán
Knudsen chiếm ưu thế ở những mao quản đường kính nhỏ. Ngoài ra chất tan
còn có thể di chuyển dọc theo bề mặt pore vào trong lòng hạt. Giai đoạn
chuyển chất trong lòng hạt còn gọi là giai đoạn khuyếch tán trong.
1.4.3 Giai đoạn hấp phụ chất

Giai đoạn này là bước cuối cùng của qúa trình hấp phụ và nó làm bão
hòa dần từng phần không gian hấp phụ. Hấp phụ làm giảm độ tự do của phân tử
chất tan nên luôn kèm theo sự toả nhiệt. Xảy ra hấp phụ là do tương tác giữa bề
mặt chất hấp phụ và chất bị hấp phụ và nhìn chung đó là các lực vật lý.
Trong cả 3 giai đoạn nói trên, mỗi giai đoạn đều có trở lực của riêng nó.
Ví dụ đối với giai đoạn hấp phụ, tương tác của bề mặt chất hấp phụ với chất bị
hấp phụ là khác nhau đối với những phân tử khác nhau, điều đó tạo ra một tập
hợp các phân tử nằm ngay trên bề mặt và nhiều lớp khác nằm gần sát với bề
mặt kiểu như một màng chất lỏng, và đây là trở lực của giai đoạn này.
Các bước động học trên xảy ra theo trình tự kế tiếp nhau, bước có tốc độ
chậm nhất quyết định tốc độ toàn bộ qúa trình. Giai đoạn quyết định tốc độ
qúa trình ở đây có thể là giai đoạn khuyếch tán ngoài hoặc giai đoạn khuyếch
tán trong, và đôi khi còn có thể bị khống chế bởi cả hai giai đoạn này. Nếu tốc
độ qúa trình quyết định bởi giai đoạn khuyếch tán ngoài thì nó bằng chính tốc

độ cấp khối.
Đối với chất hấp phụ không xốp, tốc độ hấp phụ vật lý của giai đoạn
hấp phụ thường rất lớn, và vì thế việc xác định gặp khó khăn. Nhiều trường
hợp chỉ sau 1ữ2 giây đã có đến 90ữ95% chất bị hấp phụ liên kết với chất hấp


-20-

phụ và đạt được cân bằng hấp phụ sau 10ữ20 giây. Tuy nhiên chất hấp phụ
thường xốp và cần có thời gian để cho phân tử chất bị hấp phụ thâm nhập vào
lỗ xốp, ngoài ra bên cạnh hấp phụ vật lý còn có thể có hấp phụ hóa học và
điều đó cũng kéo dài thời gian hấp phụ.
1.5 Các yếu tố ảnh hưởng đến qúa trình hấp phụ

Trong qúa trình hấp phụ từ dung dịch, có nhiều yếu tố tác động đến độ
chọn lọc cũng như khả năng hấp phụ. Bản chất chất hấp phụ, chất bị hấp phụ
và môi trường là những yếu cơ bản. Ngoài ra còn rất nhiều các yếu tố vật lý và
hóa học khác có ảnh hưởng đến khả năng hấp phụ như: sự phân bố kích thước
mao quản, bề mặt riêng, thể tích lỗ xốp, độ xốp của hạt rắn, nồng độ chất hấp
phụ, nồng độ chất bị hấp phụ, chế độ khuấy trộn, nhiệt độ, độ pH.
1.5.1 ảnh hưởng của kích thước

Độ xốp và tương quan kích thước lỗ của chất bị hấp phụ và chất hấp phụ
có ảnh hưởng lớn tới khả năng hấp phụ. Đối với các phân tử nhỏ có khả năng
đi sâu vào các mao quản thì khi độ xốp của chất hấp phụ tăng, độ hấp phụ
tăng. Các phân tử lớn không thể đi vào lỗ xốp hẹp của chất hấp phụ, sự hấp
phụ của các phân tử lớn lên các chất hấp phụ có lỗ mao quản hẹp diễn ra rất
chậm và khi kích thước phân tử chất bị hấp phụ tăng thì độ hấp phụ giảm. Cân
bằng hấp phụ thiết lập được hoặc rất chậm hoặc không đạt được.
1.5.2 ảnh hưởng của chế độ khuấy trộn

Tốc độ khuấy trộn được tính theo chuẩn số Reynold và qúa trình hấp
phụ trên bề mặt rắn dung dịch phụ thuộc vào chuẩn số này. Chuẩn số được
tính theo công thức:
Re =

trong đó:

d 2 .n.

à

d là đường kính cánh khuấy (m)
n là tốc độ khuấy (v/s)

(1.12)


-21-

à (Ns/m2), (kg/m3) là độ nhớt và khối lượng riêng của dung dịch. Hai
thông số này có thể được tra từ sổ tay.
Tại một nồng độ chất bị hấp phụ, chuẩn số Re tăng tốc độ hấp phụ tăng.
Tại cùng một gía trị chuẩn số Re, sự thay đổi nồng độ đầu của chất bị hấp phụ
tác động tới vai trò của qúa trình khuyếch tán ngoài. Nồng độ đầu bé khuyếch
tán ngoài là chủ yếu, nguyên nhân là do chất tan tập trung nhanh vào bề mặt
hạt và vì thế nồng độ dung dịch giảm đi nhanh chóng. Ngược lại vùng
khuyếch tán trong diễn ra trong thời gian càng dài khi nồng độ dung dịch tăng
lên. Nguyên nhân là do khi nồng độ chất bị hấp phụ càng tăng thì sự chênh
lệch nồng độ giữa lớp giáp ranh và mao quản càng lớn, sự khuyếch tán trong

chất lỏng diễn ra khá chậm nên thời gian khuyếch tán trong càng kéo dài.
1.5.3 ảnh hưởng của độ phân cực

Sức căng bề mặt của dung môi tinh khiết càng cao, khả năng hấp phụ
các phân tử dung môi trên bề mặt vật rắn kém. Đối với đa số chất hữu cơ
không phân cực hoặc phân cực yếu, sự hấp phụ xảy ra tốt trong môi trường
nước và kém trong môi trường không phân cực.
Đạt được khả năng hấp phụ tốt nhất khi độ phân cực của chất bị hấp phụ
giống với độ phân cực của chất hấp phụ nhất. Tính tương tự về độ phân cực
càng cao, khả năng hấp phụ càng mạnh. Ví dụ chất hấp phụ không phân cực
được sử dụng để hấp phụ các hydrocacbon (không phân cực). Có một số
trường hợp chất bị hấp phụ có độ phân cực trung gian nên có thể hấp phụ lên
cả chất hấp phụ phân cực lẫn chất hấp phụ không phân cực.
Việc lựa chọn chất hấp phụ còn lệ thuộc cả vào cường độ dung môi hòa
tan chất bị hấp phụ. Dung môi hòa tan cần phải là loại yếu đối với kiểu chất bị
hấp phụ được lựa chọn. Nếu dung môi qúa mạnh sẽ xuất hiện ít hoặc không
xuất hiện hiện tượng lưu giữ chất bị hấp phụ trên chất hấp phụ. Lấy ví dụ, nếu
dung môi mẫu là hexan, chất hấp phụ không phân cực sẽ không phù hợp do
hexan là một dung môi rất mạnh và sẽ không xuất hiện hấp phụ phân tử chất


-22-

không phân cực; nếu dung môi là nước, chất hấp phụ không phân cực sẽ phù
hợp do nước là một dung môi yếu. Ngược lại các chất phân cực sẽ hấp phụ tốt
trên chất hấp phụ ưa nước trong dung môi không phân cực hoặc phân cực yếu.
1.5.4 ảnh hưởng dạng tồn tại của môi trường hấp phụ

Qúa trình hấp phụ chất tan trong dung dịch diễn ra chậm hơn so với hấp
phụ khí. Nguyên nhân là để thúc đẩy tốc độ hấp phụ cần khắc phục được hiện

tượng giảm nồng độ ở lớp giáp ranh giữa môi trường và bề mặt chất hấp phụ,
và để làm được việc đó chỉ có thể nhờ khuyếch tán chất tan trong lòng môi
trường đến lớp giáp ranh, trong khi đó qúa trình khuyếch tán này trong lòng
chất lỏng nói chung là chậm. Vì vậy, để đẩy nhanh việc thiết lập cân bằng hấp
phụ thường phải khuấy lắc dung dịch.
1.5.5 ảnh hưởng của nhiệt độ

Qúa trình hấp phụ luôn kèm theo tỏa nhiệt, do đó nhiệt độ môi trường
hấp phụ có ảnh hưởng tới khả năng hấp phụ. Hạ thấp nhiệt độ môi trường hấp
phụ, khả năng hấp phụ tăng lên. Sự thay đổi nhiệt hấp phụ cũng giống như sự
thay đổi nhiệt của phản ứng ngưng tụ hoặc phản ứng kết tinh (tổng lượng nhiệt
thoát ra trên một đơn vị khối lượng chất tan trong qúa trình hấp phụ vào chất
hấp phụ gọi là nhiệt hấp phụ).
ảnh hưởng của nhiệt độ trên than hoạt tính trong môi trường lỏng nói
chung không lớn và chưa được xác định một cách rõ ràng. Nó gây ra tác động
đối ngược lên lực hấp phụ và lực khuyếch tán. Tăng nhiệt độ làm tăng khả
năng khuyếch tán của phân tử chất bị hấp phụ vào bên trong các pore của chất
hấp phụ, nhưng ngược lại nó lại làm yếu lực hút giữa bề mặt pore chất hấp phụ
với chất bị hấp phụ.
1.5.6 ảnh hưởng của nồng độ chất tan trong dung dịch

Tại nhiệt độ không đổi, lượng chất bị hấp phụ trên một đơn vị khối
lượng chất hấp phụ tăng khi tăng nồng độ chất bị hấp phụ. Tuy nhiên khả năng
tăng này là có hạn. Khi tăng nồng độ chất bị hấp phụ, tương quan mức độ tăng


-23-

lượng chất bị hấp phụ theo nồng độ chất của nó phụ thuộc vào bản chất của
cặp chất hấp phụ và chất bị hấp phụ cũng như môi trường hấp phụ. Khi đã đạt

đến dung lượng hấp phụ tối đa thì dù có tăng nồng độ chất bị hấp phụ, nó
cũng không thể bị hấp phụ hơn được nữa.
1.5.7 ảnh hưởng của pH

Một yếu tố có ảnh hưởng lớn đến qúa trình hấp phụ là pH, đặc biệt là
đối với qúa trình hấp phụ theo cơ chế trao đổi ion. pH thay đổi làm thay đổi
bản chất chất bị hấp phụ, các nhóm chức bề mặt, thế oxihoa khử, dạng tồn tại
của hợp chất.
Cơ chế hấp phụ chính đối với chất hấp phụ trao đổi ion phụ thuộc chính
vào các tương tác ion. Các tương tác ion xuất hiện giữa một phân tử chất bị
hấp phụ mang điện tích dương hoặc âm và chất hấp phụ mang điện tích trái
dấu. Có hai nhóm hấp phụ trao đổi ion, chất hấp phụ trao đổi cation hấp phụ
các hợp chất tích điện dương hay còn gọi là hợp chất cationic, chất hấp phụ
trao đổi anion hấp phụ các hợp chất tích điện âm hay còn gọi là các hợp chất
"anionic".
Trong hấp phụ trao đổi ion, có một cặp anion (âm điện) và cation (dương
điện); một là chất hấp phụ và dạng tích điện đối ngược kia là chất bị hấp phụ.
Để xuất hiện hiện tượng hấp phụ, pH của môi trường phải nằm dưới pKa của
cation chất bị hấp phụ (để duy trì điện tích dương) và nằm trên pKa của anion
(để duy trì điện tích âm). Để đạt được kết qủa tốt nhất, hiệu số pH môi trường
và pKa của anion hoặc cation chất bị hấp phụ phải từ 2 đơn vị trở lên, tại pH
này có đến 99% các nhóm ion phù hợp được tích điện. Tại những gía trị hiệu số
nhỏ hơn 2, khả năng hấp phụ bị suy giảm do một phần chất bị hấp phụ hoặc
chất hấp phụ trở nên trung tính thay vì được tích điện hoàn toàn. Lý do về sự
khác biệt pH và pKa này dẫn đến một yêu cầu khác là hiệu số pKa giữa chất bị
hấp phụ và chất hấp phụ phải là 4 hoặc cao hơn. Quá trình giải hấp phụ ngược
lại, pH của môi trường hấp phụ phải nằm trên pKa của cation và nằm dưới pKa


-24-

của anion (để thu được phân tử trung tính). Bảng 1.3 sau liệt kê loại và đặc điểm
đối với một số chất hấp phụ trao đổi ion phổ biến [11].
Bảng 1.3: Chất hấp phụ trao đổi ion và tương tác chính của nó
Chất hấp phụ

Tương tác chính

Tương tác thứ cấp

pKa

Benzen sulfonylpropyl

Cation, không phân cực Phân cực

Quatenary aminecloud

Anion

Không phân cực, phân cực 11.0-12.0

-NH2

Anion, phân cực

Không phân cực

2.0-3.0
9.5-10.5

Mặt khác sự ion hóa một hợp chất axit hoặc bazơ tác động đến khả
năng hấp phụ của nó, và pH có ảnh hưởng đến sự ion hoá này nên mức độ ion
hoá là biểu hiện ảnh hưởng đặc trưng của pH đến qúa trình hấp phụ. Các
nhóm chức axit của chất bị hấp phụ sẽ bị ion hóa (deprotonat) tại pH nằm trên
pKa của nó trong khi một nhóm bazơ sẽ bị ion hóa (protonat) tại pH nằm dưới
pKa của nó. Việc than hoạt tính có thể hấp phụ được các chất có tính axit hoặc
tính kiềm có liên quan đến các nhóm chức bề mặt than được hình thành trong
qúa trình điều chế than. Than hoạt hóa ở 4000C và có mặt các nhóm chức
lacton, phenol có thể hấp phụ các chất có tính kiềm. Than hoạt hóa ở nhiệt độ
gần 10000C có thể hấp phụ các chất có tính axit.
Trong dung dịch nước, lớp nước trên bề mặt than tạo cho bề mặt than có
chứa ion H+ và OH-. Các ion H+ có thể trao đổi với các cation hữu cơ, còn các
ion OH- có thể được thay thế bởi các anion hữu cơ.
1.5.8 ảnh hưởng của yếu tố cạnh tranh

Chúng ta đã biết hấp phụ là một qúa trình cạnh tranh, các chất có bản
chất hóa học, độ phân cực, kích thước phân tử... tương tự nhau sẽ cạnh tranh
số lượng vị trí hấp phụ có hạn trên bề mặt chất hấp phụ. Khả năng hấp phụ còn
lệ thuộc vào cả độ phân cực của môi trường hay nói cách khác là độ mạnh yếu
của dung môi. Đối với chất hấp phụ phân cực, độ mạnh của môi trường gia
tăng khi môi trường trở nên phân cực hơn, ngược lại đối với chất hấp phụ
không phân cực độ mạnh của môi trường tăng khi nó trở nên không phân cực


-25-

hơn. Để xảy ra hấp phụ, môi trường cần phải là loại yếu hơn đối với chất hấp
phụ. Cyclohexan, n-hexan là những dung môi yếu đối với chất hấp phụ phân
cực, nước là dung môi yếu đối với chất hấp phụ không phân cực.

Hấp phụ trao đổi ion là một cơ chế hấp phụ thể hiện rất rõ yếu tố ảnh
hưởng cạnh tranh. Lượng ion hấp phụ được là một hàm của nồng độ tất cả các
dạng ion trong dung dịch mà có cùng điện tích như của chất bị hấp phụ. Các
dạng cạnh tranh cùng ion chất bị hấp phụ thường được gọi là các ion đối thủ
(counterions). Môi trường cường độ ion thấp thúc đẩy khả năng hấp phụ chất
bị hấp phụ do nó ít hoặc không phải cạnh tranh trực tiếp các vị trí liên kết có
hạn trên bề mặt chất hấp phụ với các đối thủ.
Cùng với khái niệm cường độ ion, yếu tố cường độ đối thủ cũng có tác
động mạnh đến khả năng hấp phụ. Cường độ đối thủ là một phép đo ái lực của
đối thủ với chất hấp phụ. Cường độ đối thủ cao hơn có khả năng cạnh tranh
nhóm tích điện của chất hấp phụ trao đổi ion mạnh hơn [11].
1.5.9 ảnh hưởng của việc chuẩn bị chất hấp phụ

Chất hấp phụ không thể phát huy được khả năng hấp phụ tối đa nếu như
nó không được chuẩn bị tốt. Mục đích của việc chuẩn bị chất hấp phụ (thường
được gọi là luyện chất hấp phụ) là để tạo ra được một môi trường chất hấp phụ
tương thích với dung môi chứa chất bị hấp phụ và để loại bỏ tạp chất. Thông
thường qúa trình này bao gồm 2 bước, bước thứ nhất sử dụng một dung môi
mạnh để loại bỏ tạp chất ra khỏi chất hấp phụ, tiếp theo là một dung môi yếu
hơn để tạo ra môi trường chất hấp phụ tương thích. Độ mạnh yếu của dung môi
này rất quan trọng, lý tưởng thì dung môi này cần gần giống nhất với dung môi
chứa chất bị hấp phụ nếu có thể được. Nếu dung môi chứa chất bị hấp phụ có
pha đệm hoặc điều chỉnh pH thì dung môi luyện thứ hai này cũng cần phải có
những thuộc tính như vậy [11].