Tài liệu Nghiên cứu hấp phụ ion kim loại nặng Cu2+ và Zn2+ trong nước bằng vật liệu SiO2 tách từ vỏ trấu

  • Số trang: 26 |
  • Loại file: PDF |
  • Lượt xem: 173 |
  • Lượt tải: 0
thuvientrithuc1102

Tham gia: 02/08/2015

Mô tả:

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 -