1
B GIÁO D C VÀ ĐÀO T O
Đ I H C ĐÀ N NG
TR N VĂN Đ C
NGHIÊN C U H P PH ION KIM LO I N NG
Cu2+ VÀ Zn2+ TRONG NƯ C B NG V T LI U SiO2
TÁCH T V TR U
Chuyên ngành: Hóa H u cơ
Mã s : 60 44 27
TÓM T T LU N VĂN TH C SĨ KHOA H C
Đà N ng - Năm 2012
2
Công trình ñư c hoàn thành t i
Đ I H C ĐÀ N NG
Ngư i hư ng d n khoa h c: PGS.TS. LÊ T
H I
Ph n bi n 1: GS.TS. ĐÀO HÙNG CƯ NG
Ph n bi n 2: TS. NGUY N TH BÍCH TUY T
Lu n văn ñư c b o v trư c H i ñ ng ch m Lu n văn t t
nghi p th c sĩ khoa h c h p t i Đ i h c Đà N ng vào ngày 30
tháng 11 năm 2012
Có th tìm hi u lu n văn t i:
- Trung tâm Thông tin- H c li u, Đ i h c Đà N ng
- Thư vi n trư ng Đ i h c Sư ph m, Đ i h c Đà N ng.
3
M
Đ U
1. Lý do ch n ñ tài
Ngày nay, cùng v i s gia tăng các ho t ñ ng công nghi p là
vi c s n sinh các ch t th i nguy h i, tác ñ ng tiêu c c tr c ti p ñ n
môi trư ng, ñ c bi t là s
nh hư ng nghiêm tr ng c a môi trư ng
nư c. Các ho t ñ ng khai thác m , công nghi p thu c da, công
nghi p ñi n t , m ñi n, l c hóa d u hay công ngh d t nhu m.... ñã
t o ra các ngu n ô nhi m môi trư ng nư c chính ch a các kim lo i
n ng như Cu, Zn, Pb, Ni, As... và nh ng h p ch t h u cơ ñ c h i.
Nh ng ch t này có liên quan tr c ti p ñ n các bi n ñ i gan, ung thư
cũng như nh hư ng nghiêm tr ng ñ n môi trư ng dù ch
hàm
lư ng nh .
Do ñó, nghiên c u tách các ion kim lo i n ng và h p ch t
h u cơ ñ c h i t các ngu n nư c b ô nhi m là v n ñ quan tr ng
nh m b o v s c kh e c ng ñ ng và thu hút s quan tâm c a nhi u
nhà khoa h c. Đã có nhi u phương pháp ñư c s d ng, trong ñó
phương pháp h p ph t ra có nhi u ưu ñi m và ñư c s d ng r ng
rãi hơn c b i các ưu ñi m như x lý nhanh, d ch t o thi t b và
ñ c bi t là có th tái s d ng v t li u h p ph .
Trong phương pháp h p ph thì các v t li u khoáng sét hay
v t li u bi n tính t các ph ph m nông nghi p (Biomass) như tro
tr u, sơ d a, v l c, bã mía, v s n,… ñư c xem là các lo i v t li u
h p ph có nhi u tri n v ng.
Theo m t s tài li u và kh o sát sơ b chúng tôi nh n th y
trong tr u có ch a lư ng l n SiO2 v i c u trúc x p nên có th ñư c
s d ng làm v t li u h p ph các ion kim lo i n ng và các ch t h u
cơ trong nư c.
4
Vi c nghiên c u tách SiO2 t v tr u ñ
ng d ng làm v t li u
h p ph ion kim lo i n ng và m t s h p ch t h u cơ trong nư c s
có ý nghĩa th c ti n trong vi c s d ng m t cách có hi u qu ngu n
v tr u kh ng l , gi m thi u kh năng gây ô nhi m môi trư ng, ñ ng
th i t o ra m t lo i v t li u h p ph r ti n t ngu n nguyên li u ph
th i c a cây lúa. Vì v y, chúng tôi ch n ñ tài: “Nghiên c u h p
ph ion kim lo i n ng Cu2+ và Zn2+ trong nư c b ng v t li u SiO2
tách t v tr u” ñ nh m tìm hi u v m t lo i v t li u h p ph r
ti n, có ngu n g c t nhiên ng d ng trong x lý môi trư ng.
2. M c tiêu c a ñ tài
Nghiên c u kh năng h p ph m t s ion kim lo i n ng
trong nư c b ng v t li u SiO2 tách t v tr u.
3. Đ i tư ng và ph m vi nghiên c u
+ Đ i tư ng nghiên c u : V tr u l y t Núi Thành - Qu ng
Nam.
+ Ph m vi nghiên c u: kh o sát các y u t
nh hư ng ñ n
quá trình h p ph ion kim lo i c a v tr u sau khi bi n tính, t ñó rút
ra nh n xét, kh năng h p ph ion kim lo i c a v tr u.
4. Phương pháp nghiên c u
4.1. Nghiên c u lí thuy t
- Thành ph n và tính ch t c a SiO2.
- Thành ph n c a v tr u, tro tr u.
- Các phương pháp h p ph và gi i h p.
- Phương pháp phân tích ph h p th nguyên t (AAS).
- Phương pháp kính hi n vi ñi n t quét (SEM).
- Phương pháp ño ñ ng nhi t h p ph - kh h p ph nitơ
(BET).
- Phương pháp nhi u x Rơnghen (XRD).
5
- Ph h ng ngo i (IR).
4.2. Phương pháp th c nghi m
Xác ñ nh thành ph n và ñ c tính hóa lý c a v tr u.
•
Xác ñ nh thành ph n và ñ c tính hóa lý c a tro tr u.
•
Kh o sát m t s tính ch t v t lý c a v tr u.
•
Kh o sát nh hư ng c a n ng ñ NaOH ñ n quá trình tách
SiO2 t v tr u.
•
Kh o sát các y u t
nh hư ng ñ n quá trình h p ph b m t
s ion kim lo i n ng (Cu2+, Zn2+) c a v tr u bi n tính.
5. Ý nghĩa khoa h c và th c ti n c a ñ tài
So sánh kh năng h p ph c a v tr u khi chưa bi n tính và
bi n tính nh m t o ra m t v t li u h p ph cao, hi u qu nhưng giá
thành l i r ñ i v i các ion kim lo i n ng trong nư c.
6. B c c lu n văn
Ngoài ph n m ñ u, k t lu n - ki n ngh và tài li u tham kh o,
lu n văn g m có các chương như sau :
Chương 1: T ng quan lý thuy t
Chương 2: N i dung và phương pháp nghiên c u
Chương 3: K t qu và th o lu n lu n
CHƯƠNG 1. T NG QUAN
1.1. Sơ lư c v Silic ñioxit
1.2. Kim lo i ñ ng và k m
1.3. Gi i thi u v phương pháp h p ph
1.4. Ph h p th nguyên t (AAS)
CHƯƠNG 2. N I DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN C U
2.1.Thi t b , d ng c , hóa ch t
2.2. Pha ch hóa ch t
6
2.3. Xác ñ nh thành ph n và m t s ñ c tính hóa lý c a v
tr u
2.4. Xác ñ nh thành ph n và ñ c tính hóa lý c a tro tr u
2.5. Quá trình tách silic ñioxit (SiO2) t v tr u
V tr u
SiO2
Nung
5500C
SiO2.nH2O
1/ R a s ch, phơi
khô
2/ Đ t
3/ Nung 8000C
Tro tr u
1/ Thêm dung d ch
NaOH 5M
S y 1000c
2/ Đun nóng.
3/ L c.
Thêm dung d ch
H n h p d ng
HCl 4M
Dung d ch
gel
R a b ng nư c c t
Hình 2.1. Sơ ñ tách SiO2 t v tr u.
2.6. Kh o sát nh hư ng c a n ng ñ NaOH ñ n quá trình tách
SiO2 t v tr u
2.7. Kh o sát các y u t
2+
nh hư ng ñ n quá trình h p ph b
2+
Cu và Zn
2.8. Kh o sát các y u t
2+
2+
Cu và Zn
nh hư ng ñ n quá trình h p ph c t
7
CHƯƠNG 3. K T QU VÀ TH O LU N
3.1. K t qu xác ñ nh thành ph n hóa h c và m t s ñ c tính hóa
lý c a v tr u
3.1.1. K t qu xác ñ nh thành ph n hóa h c c a v tr u
Hình 3.1. V tr u.
K t qu xác ñ nh thành ph n nguyên t c a v tr u ñư c
trình bày
b ng 3.1.
B ng 3.1. K t qu xác ñ nh thành ph n nguyên t c a v tr u
Nguyên t
C
O
H
Mg
Al
Ph n trăm kh i
lư ng (%)
30,68
55,01
3,35
0,09
0,58
Nguyên t
Si
P
S
K
Ca
Ph n trăm kh i
lư ng (%)
9,81
0,02
0,05
0,28
0,15
* Nh n xét: T b ng 3.1 ta th y trong thành ph n c a v tr u
thì ch y u ch a các nguyên t C, H, O, Si ( chi m t i 98,85%) còn
l i các nguyên t khác là không ñáng k .
Trong ñó, hàm lư ng Si chi m t l t i 9,81 % (tương ñương
v i ph n trăm SiO2 là 21,02%) nên thu n l i cho vi c tách SiO2 ñ s
d ng cho quá trình h p ph .
3.1.2. K t qu xác ñ nh ñ
m c a v tr u
8
V tr u sau khi làm s ch phơi khô thì hàm lư ng nư c trong
ñó v n chi m m t t l ñáng k (8,96%).
3.1.3. K t qu xác ñ nh hàm lư ng tro
Hàm lư ng tro trong v tr u là 10,32 %.
3.2. K t qu xác ñ nh thành ph n hóa h c c a tro tr u
Tr u ñem ñ t và nung ñ n hoàn toàn trong lò nung kho ng 8
gi ta ñư c k t qu như hình 3.2 và 3.3.
Hình 3.2. V tr u sau khi ñ t
Hình 3.3. Tro tr u sau khi nung
K t qu xác ñ nh thành ph n nguyên t c a tro tr u ñư c
trình bày
b ng 3.4.
B ng 3.4. K t qu xác ñ nh thành ph n ph n trăm nguyên t trong
tro tr u
Nguyên t
C
O
Na
Mg
Si
P
Ph n trăm kh i
lư ng (%)
3.50
48.78
0.11
0.35
42.31
0.22
Nguyên t
S
Cl
K
Ca
Mn
Ph n trăm kh i
lư ng (%)
0.17
0.33
3.08
0.93
0.21
* Nh n xét : T k t qu xác ñ nh trong b ng 3.3 trên ta th y
tro tr u sau khi nung ch còn l i ch y u là 2 nguyên t Si và O
9
(chi m t i 91.09 %), nguyên t cacbon trong quá trình nung ñã b oxi
hóa ñi m t lư ng l n.
Trong tro tr u lúc này ch y u ch a SiO2 v i hàm lư ng g n
b ng 90.66 (%) thu n ti n cho vi c tách SiO2 ra kh i tro tr u.
3.3. Tách silic ñioxit t v tr u
3.3.1. nh hư ng c a n ng ñ NaOH ñ n quá trình tách ñioxit t
v tr u
Ti n hành thí nghi m v i 5 gam tro tr u, 100ml dung d ch
NaOH v i các n ng ñ như trong b ng 3.5, th i gian ñun là 1,5 gi
ta thu ñư c k t qu
b ng 3.5.
B ng 3.5. nh hư ng c a n ng ñ NaOH ñ n quá trình tách SiO2 t
v tr u.
N ng ñ NaOH
(M)
2
2,5
3
3,5
4
Kh i lư ng SiO2
(gam)
2,74
2,79
3,04
3,87
4,11
N ng ñ NaOH
(M)
4,5
5
5,5
6
Kh i lư ng SiO2
(gam)
4,19
4,28
4,30
4,31
Kh i lư ng Silic ddioxxit (gam)
K t qu trên ñư c th hi n trong ñ th hình 3.4 sau:
4.5
4
3.5
3
2.5
2
0
1
2
3
4
5
6
7
N ng ñ NaOH (mol/l)
Hình 3.4. nh hư ng c a n ng ñ NaOH ñ n quá trình tách SiO2 t
v tr u
10
* Nh n xét: Nhìn vào b ng 3.5 và ñ th hình 3.4 ta th y khi
n ng ñ NaOH tăng lên thì kh i lư ng SiO2 tách ra tăng lên. T
n ng ñ NaOH l n hơn 5M thì kh i lư ng SiO2 tách ra tăng lên
không ñáng k .T k t qu trên chúng tôi ch n n ng ñ NaOH là 5M
cho các quá trình tách NaOH sau này.
3.3.2. K t qu xác ñ nh ñ tinh khi t c a silic ñioxit
Silic ñioxit ñư c tách ra t quá trình trên ñư c k t qu trong hình
3.5.
Hình 3.5. Silic ñioxit
K t qu xác ñ nh ñ tinh khi t c a SiO2 ñư c trình bày
b ng 3.6.
B ng 3.6. K t qu xác ñ nh thành ph n ph n trăm nguyên t trong
silic ñioxit
Nguyên t
O
Na
Si
Ph n trăm kh i lư ng (%)
52,22
1,95
41,46
Cl
2,37
* Nh n xét: T b ng 3.6 trên ta nh n th y trong m u silic
ñioxit tách ra thì ph n trăm c a 2 nguyên t Si và O là ch y u,
ch ng t trong m u này silic ñioxit chi m t l cao (88,84%) thu n
l i cho vi c s d ng v t li u này ñ h p ph ion kim lo i.
3.3.3. K t qu ch p SEM c a m u Silic ñioxit
11
K t qu
ch p
SEM ñư c trình
bày
nh
hình
3.6.
0 01
00 1
1.0 mm
1.0 mm
Hình 3.6. nh ch p SEM c a Silic ñioxit
T k t qu ch p SEM trên ta th y b m t c a Silic ñioxit có
nhi u l tr ng, c u trúc x p thu n l i cho vi c h p ph ion kim lo i
n ng trong nư c.
3.3.4. K t qu ño ph h ng ngo i (IR) c a m u Silic ñioxit
K t qu ño ñư c trình bày trong hình 3.6.
Hình 3.7. Ph H ng ngo i (IR) c a Silic ñioxit
T hình 3.7 ta th y: Ph h ng ngo i c a silic ñioxit xu t hi n
các píc ñ c trưng
3446,2 cm-1; 1099,3 cm-1, 806,8 cm-1 và 467 cm-
12
1
. Trong ñó píc
3446,2 cm-1 ñ c trưng cho dao ñ ng kéo căng nhóm
O-H g n trong nhóm silanol t do (Si-O-H). Píc
1099,3 cm-1 ñ c
trưng cho dao ñ ng hóa tr c a nhóm siloxan (Si-O-Si). Píc
-1
cm ñ c trưng cho dao ñ ng c a c nhóm SiOH. Píc
806,8
467 cm-1 ñ c
trưng cho dao ñ ng bi n d ng góc trong nhóm siloxan (Si-O-Si).
3.3.5. K t qu ño ph nhi u x (XRD) c a m u silic ñioxit
K t qu ño XRD c a m u silic ñioxit ñư c trình bày trong
hình 3.8.
Hình 3.8. K t qu ño XRD c a m u silic ñioxit
* Nh n xét: T k t qu ño XRD trên có th kh ng ñ nh silic
ñioxit ñư c tách ra t n t i dư i d ng vô ñ nh hình (ch có 2 pic xu t
hi n
31,691o và 45,442o v i cư ng ñ r t th p), có ñ x p cao,
thu n l i cho vi c s d ng h p ph ion kim lo i n ng trong nư c.
3.3.6. K t qu ño xác ñ nh di n tích b m t riêng (BET) c a m u
silic ñioxit
13
Hình 3.9. K t qu ño BET c a m u silic ñioxit
* Nh n xét: : Silic ñioxit có di n tích b m t riêng là 116,56
2
m /g, ñư ng kính mao qu n trung bình 311,21 A0. Di n tích b m t
riêng và ñư ng kính trung bình c a silic ñioxit là khá l n nên thu n
l i cho quá trình h p ph ion kim lo i n ng trong nư c.
3.4. Nghiên c u kh năng h p ph b c a silic ñioxi ñ i v i ion
Cu2+ và Zn2+
3.4.1. Kh o sát nh hư ng c a th i gian khu y ñ n quá trình h p
ph b Cu2+ và Zn2+
L y vào m i c c 100ml dung d ch c a Cu2+ và Zn2+ n ng ñ
20mg/l, pH = 6,0. Cho vào m i c c 1,0 gam silic ñioxit. Khu y ñ u
nhi t ñ phòng (kho ng 30oC) trong các kho ng
trên máy khu y t
th i gian là 50 phút, 100 phút, 150 phút, 200 phút, 250 phút. K t qu
nh hư ng c a th i gian khu y ñ n quá trình h p ph ion Cu2+, Zn2+
trên SiO2 ñư c trình bày
b ng 3.7.
B ng 3.7. nh hư ng c a th i gian khu y ñ n quá trình h p ph b
c a Cu2+ và Zn2+
Dung d ch Cu2+
Th i
M u
gian
Ci
(phút)
Cf
q
(mg/l)
(mg/l)
(mg/g)
Dung d ch Zn2+
Cf
q
(mg/l)
H (%)
(mg/g)
H (%)
1
50
20
2,733
1,727
86,34
5,780
1,422
71,10
2
100
20
2,235
1,777
88,83
4,770
1,523
76,15
3
150
20
1,916
1,808
90,42
3,728
1,627
81,36
4
200
20
1,904
1,810
90,48
3,688
1,631
81,56
5
250
20
1,900
1,810
90,50
3,680
1,632
81,60
Hi u su t h p ph ñư c th hi n trong ñ th hình 3.11.
14
Hi u su t h p ph (%)
95
90
85
Hi u su t Cu
80
Hi u su t Zn
75
70
65
0
50
100
150
200
250
300
Th i gian khu y (phút)
Hình 3.11. nh hư ng c a th i gian khu y ñ n hi u su t h p ph b
Cu2+ và Zn2+
* Nh n xét: Khi th i gian khu y tăng lên t 50 phút ñ n 150
phút thì t i tr ng h p ph và hi u su t h p ph tăng lên nhanh theo.
T th i gian 150 phút tr ñi thì t i tr ng h p ph và hi u su t h p
ph tăng lên không ñáng k . Do ñó th i gian khu y là 150 phút ñ i
v i c 2 ion Cu2+ và Zn2+ ñư c ch n cho các thí nghi m ti p theo.
3.4.2. Kh o sát nh hư ng c a pH ñ n quá trình h p ph b Cu2+
và Zn2+
L y vào m i c c 100ml dung d ch Cu2+ và Zn2+ n ng ñ
20mg/l. Đi u ch nh pH
các dung d ch l n lư t là 2,0 ñ n 9,0 ( s
d ng dung d ch HCl và NaOH ñ ñi u ch nh pH). Cho vào m i c c
1,0 gam silic ñioxit. Khu y
nhi t ñ kho ng 30oc trong kho ng th i
gian là 150 phút (th i gian khu y t i ưu). K t qu ñư c trình bày
b ng 3.8.
B ng 3.8. nh hư ng c a pH ñ n quá trình h p ph b Cu2+ và Zn2+
Dung d ch Cu2+
M u
Ci
Dung d ch Zn2+
1
20
pH
2,0
Cf
q
(mg/l)
(mg/l)
(mg/g)
(%)
11,502
0,850
42,49
H
2,0
Cf
q
H
(mg/l)
pH
(mg/g)
(%)
10,350
0,965
48,25
15
2
20
3,0
10,446
0,955
47,77
3,0
9,480
1,052
52,60
3
20
4,0
9,060
1,094
54,70
4,0
9,410
1,059
52,95
4
20
5,0
7,584
1,242
62,08
5,0
6,750
1,325
66,25
5
20
6,0
1,916
1,808
90,42
6,0
3,728
1,627
81,36
6
20
7,0
1,556
1,844
92,22
7,0
1,264
1,874
93,68
7
20
8,0
1,560
1,844
92,20
8,0
1,280
1,872
93,60
8
20
9,0
1,564
1,844
92,18
9,0
1,286
1,871
93,57
100
Hi u su t h p ph (%)
90
80
70
Hi u su t Cu
60
Hi u su t Zn
50
40
30
20
0
2
4
6
8
10
pH dung d ch
Hình 3.13. nh hư ng c a pH ñ n hi u su t h p ph b Cu2+ và Zn2+
* Nh n xét: Nhìn vào b ng 3.8 và ñ th hình 3.13 ta th y khi
pH tăng lên thì hi u su t h p ph và t i tr ng h p ph tăng nhanh
theo. Đ n pH b ng 7,0 thì hi u su t h p ph và t i tr ng h p ph dao
ñ ng không ñáng k nên chúng tôi ch n pH b ng 7,0 cho các quá
trình h p ph ti p theo. Đ ng th i ta th y s h p ph Zn2+ c a Silic
ñioxit ph thu c nhi u vào pH.
3.4.3. Kh o sát nh hư ng c a t l r n – l ng ñ n quá trình h p
ph b Cu2+ và Zn2+
nh hư ng c a t l kh i lư ng SiO2/th tích dung d ch ñư c
kh o sát trong ñi u ki n: n ng ñ Cu2+, Zn2+ 20 mg/l, pH = 7,0, th i
gian khu y 150 phút, nhi t ñ 30oC. T l kh i lư ng SiO2/th tích
dung d ch thay ñ i t 0,4 ÷ 3,0 g/100 ml. K t qu s ph thu c c a
16
hi u su t và t i tr ng h p ph Cu2+, Zn2+ vào n ng ñ SiO2 ñư c th
hi n
b ng 3.9.
B ng 3.9. nh hư ng c a t l r n – l ng ñ n quá trình h p ph b
Cu2+và Zn2+
M u
Dung d ch Cu2+
Ci
Dung d ch Zn2+
m SiO2
Cf
q
H
m SiO2
Cf
q
H
(gam)
(mg/l)
(mg/l)
(mg/g)
(%)
(gam)
(mg/l)
(mg/g)
(%)
1
20
0,4
5,887
3,528
70,57
0,4
3,919
4,020
80,41
2
20
0,8
4,275
1,966
78,63
0,8
2,397
2,200
88,02
3
20
1,2
1,156
1,570
94,22
1,2
0,664
1,611
96,68
4
20
1,6
0,914
1,193
95,43
1,6
0,636
1,210
96,82
5
20
2,0
0,912
0,954
95,44
2,0
0,424
0,979
97,88
6
20
2,5
0,910
0,764
95,45
2,5
0,424
0,783
97,88
7
20
3,0
0,910
0,764
95,45
3,0
0,420
0,653
97,90
Hi u su t h p ph ñư c th hi n trong ñ th hình 3.15.
100
Hi u su t h p ph (%)
95
90
85
Hi u su t Cu
Hi u suât Zn
80
75
70
65
0
1
2
3
4
5
6
Kh i lương Silic ñioxit (gam)
Hình 3.15. nh hư ng c a t l r n l ng ñ n hi u su t h p ph b
Cu2+ và Zn2+
17
* Nh n xét: Nhìn vào b ng 3.9 và ñ th 3.15 ta nh n th y
khi tăng kh i lư ng c a silic ñioxit t 0,4 ñ n 1,6 gam ñ i v i dung
d ch Cu2+ và t 0,4 gam ñ n 2,0 gam ñ i v i các dung d ch Zn2+ thì
hi u su t h p ph tăng theo và t i tr ng h p ph gi m xu ng. Và t
kh i lư ng ñó tr ñi thì hi u su t h p ph thay ñ i không ñáng k
n a nên chúng tôi ch n t l r n l ng 1,6 gam SiO2/100ml dung d ch
Cu2+ n ng ñ 20mg/l và 2 gam SiO2/100ml dung d ch Zn2+ n ng ñ
20mg/l cho các quá trình h p ph ti p theo.
3.4.4. Kh o sát nh hư ng c a n ng ñ ion Cu2+ và Zn2+ ñ n quá
trình h p ph b
B ng 3.10 trình bày k t qu
Zn2+ ñ n quá trình h p ph
nh hư ng c a n ng ñ Cu2+,
ñi u ki n: th i gian khu y 150 phút,
n ng ñ SiO2 1,6g/ 100 ml cho h p ph Cu2+ và 2,0 g/100 ml cho
h p ph Zn2+, nhi t ñ 30oC. N ng ñ Cu2+, Zn2+ thay ñ i t
5,0 ÷
30 mg/l.
B ng 3.10. nh hư ng c a n ng ñ ion Cu2+ và Zn2+ ñ n h p ph b
Dung d ch Cu2+
Dung d ch Zn2+
Ci
M u
Cf
q
Cf/q
(mg/l)
Cf
q
Cf/q
H
(mg/l)
(mg/g)
(g/l)
(%)
H (%)
(mg/l)
(mg/g)
(g/l)
1
5
0,013
0,312
0,042
99,75
0,033
0,248
0,133
99,34
2
10
0,123
0,617
0,199
98,77
0,191
0,490
0,390
98,09
3
15
0,234
0,923
0,254
98,44
0,312
0,734
0,425
97,92
4
20
0,914
1,193
0,766
95,43
0,424
0,979
0,433
97,88
5
25
1,423
1,474
0,965
94,31
0,818
1,209
0,677
96,73
6
30
1,779
1,764
1,009
94,07
1,242
1,438
0,864
95,86
T i tr ng ñư c th hi n trong ñ th hình 3.16.
18
2
1.8
T i tr n h p p (m /g
g
h
g )
1.6
1.4
1.2
T i tr ng Cu
1
T i tr ng Zn
0.8
0.6
0.4
0.2
0
0
5
10
15
N ng ñ
Hình 3.16.
20
25
30
35
ion kia m lo i (mg/l)
nh hư ng c a n ng ñ ion Cu2+ và Zn2+ ñ n t i tr ng
h p ph b Cu2+ và Zn2+
* Nh n xét: Nhìn vào b ng 3.10 và ñ th hình 3.16 ta th y
khi n ng ñ Cu2+ và Zn2+ tăng lên thì t i tr ng h p ph tăng lên m t
cách g n như tuy n tính và hi u su t h p ph gi m nh .
3.5. Phương trình ñ ng nhi t h p ph
K t qu ñư c trình bày trong hình 3.18.
1.4
Đ i lư ng h p ph Cf/q (g/l)
1.2
y = 0.5477x + 0.2113
R2 = 0.9443
1
Cf/q (Cu)
0.8
Cf/q (Zn)
y = 0.5596x + 0.1207
R2 = 0.9563
0.6
Linear (Cf/q (Zn))
Linear (Cf/q (Cu))
0.4
0.2
0
0
0.5
N ng ñ
1
1.5
2
ion kim lo i còn l i Cf (mg/l)
Hình 3.18. D ng tuy n tính c a phương trình Langmuir ñ i v i ion
Cu2+ và Zn2+ trong h p ph b
* Nh n xét: K t qu
2+
2+
hình 3.18 cho th y ñ i lư ng h p ph
Cf/q c a Cu và Zn lên silic ñioxit trong h p ph b tăng d n theo
19
chi u tăng n ng ñ ñ u c a ion kim lo i. D a vào phương trình ñ ng
nhi t: y = 0,5596x + 0,1207 ta tính ñư c t i tr ng h p ph c c ñ i
Cu2+ c a silic ñioxit trong h p ph b là qmax = 1,787 (mg/g) và ái l c
h p ph b = 4,636 và d a vào phương trình ñ ng nhi t: y = 0,5477x
+ 0,2113 ta tính ñư c t i tr ng h p ph c c ñ i Zn2+ c a silic ñioxit
trong h p ph b là qmax = 1,826 (mg/g) và ái l c h p ph b = 2,592.
Như v y, t i tr ng h p ph c c ñ i Cu2+ và Zn2+ c a silic ñioxit trong
h p ph b tương ñ i cao và ái l c h p ph m nh.
3.6. Nghiên c u kh năng h p ph c t c a silic ñioxit ñ i v i ion
Cu2+ và Zn2+
3.6.1. Kh o sát nh hư ng c a t c ñ dòng ñ n quá trình h p ph
c t Cu2+ và Zn2+
Hình 3.19. C t nh i Silic ñioxit trong h p ph c t
C t nh i dùng cho h p ph ion Cu2+ ñư c nh i 1,6 gam Silic
ñioxit (t l r n l ng t i ưu trong h p ph b ) và c t nh i dung cho
h p ph Zn2+ ñư c nh i 2 gam Silic ñioxit (t l r n l ng t i ưu trong
h p ph b ) .
Cho 100ml dung d ch Cu2+ và Zn2+ n ng ñ 20mg/l, pH b ng
7,00 ( là pH t i ưu trong h p ph b ) ch y qua c t nh i Silic ñioxit
20
v i t c ñ
dòng l n lư t là 2,00ml/ph; 1,00ml/ph; 0,67ml/ph;
0,50ml/ph; 0,40 ml/phút (tương ng v i th i gian khu y 100ml dung
d ch ion kim lo i trong h p ph b ), h ng l y dung d ch thu ñư c
trong bình tam giác 250ml r i ñem xác ñinh n ng ñ ta thu ñư c k t
qu theo b ng 3.11.
B ng 3.11. nh hư ng c a t c ñ dòng ñ n quá trình h p ph c t
Cu2+ và Zn2+
Dung d ch Cu2+.
M u
Ci
V(ml/ph)
Dung d ch Zn2+.
Cf
q
H
Cf
q
H
(mg/l)
(mg/l)
(mg/g)
(%)
(mg/l)
(mg/g)
(%)
1
0,40
20
0,092
1,244
99,54
0,058
0,997
99,71
2
0,50
20
0,097
1,244
99,52
0,060
0,997
99,70
3
0,67
20
0,105
1,243
99,48
0,062
0,997
99,69
4
1,00
20
0,271
1,233
98,65
0,136
0,993
99,32
5
2,00
20
0,317
1,230
98,41
0,223
0,989
98,88
Hi u su t h p ph ñư c th hi n trong ñ th hình 3.20.
99.8
Hi u su t h p ph (%)
99.6
99.4
99.2
H(%) Cu
99
H(%) Zn
98.8
98.6
98.4
98.2
0
0.5
1
1.5
2
2.5
V n t c dòng (ml/ph)
Hình 3.20. nh hư ng c a t c ñ dòng ñ n quá trình h p ph c t
Cu2+ và Zn2+
* Nh n xét: Nhìn vào b ng 3.12 và hình 3.16 ta th y khi t c
ñ dòng ch y tăng lên thì hi u su t h p ph gi m xu ng.
t cñ
- Xem thêm -