Nghiên cứu khả năng hấp phụ Fe(III) của than chế tạo từ cây sen hoạt hóa bằng axit sunfuric

TÓM TẮT Bài báo này trình bày các kết quả nghiên cứu về khả năng hấp phụ Fe(III) của than chế tạo từ cây sen (than sen) hoạt hóa bằng H2SO4. Các thí nghiệm hấp phụ tĩnh được tiến hành với các thông số sau: khối lượng than sen: 0,05g; thể tích dung dịch Fe(III): 50mL; pH ~2,5; tốc độ lắc 250 vòng/phút; thời gian đạt cân bằng hấp phụ là 120 phút ở nhiệt độ phòng (25±1oC). Trong khoảng nhiệt độ khảo sát từ 303 ÷ 323K, xác định được các giá trị ΔGo < 0;="" δho="-" 6,65="" kj/mol="" chứng="" tỏ="" quá="" trình="" là="" tự="" xảy="" ra="" và="" tỏa="" nhiệt.="" mô="" tả="" quá="" trình="" hấp="" phụ="" theo="" mô="" hình="" đẳng="" nhiệt="" langmuir="" và="" freundlich="" cho="" thấy="" quá="" trình="" hấp="" phụ="" fe(iii)="" trên="" than="" sen="" phù="" hợp="" với="" mô="" hình="" langmuir.="" dung="" lượng="" hấp="" phụ="" cực="" đại="" ở="" 298k="" theo="" mô="" hình="" đẳng="" nhiệt="" hấp="" phụ="" langmuir="" là="" 35,71mg/g.="" dung="" lượng="" hấp="" phụ="" động="" tương="" ứng="" với="" tốc="" độ="" dòng="" 1,5;="" 2,0="" và="" 2,5="" ml/phút="" lần="" lượt="" là="" 20,61;="" 18,91="" và="" 15,94="" mg/g.="" dùng="" dung="" dịch="" hno3="" để="" giải="" hấp="" thu="" hồi="" fe(iii)="" cho="" hiệu="" suất="" tương="" đối="">

pdf 8 trang yennguyen 2720
Bạn đang xem tài liệu "Nghiên cứu khả năng hấp phụ Fe(III) của than chế tạo từ cây sen hoạt hóa bằng axit sunfuric", để tải tài liệu gốc về máy hãy click vào nút Download ở trên

Tóm tắt nội dung tài liệu: Nghiên cứu khả năng hấp phụ Fe(III) của than chế tạo từ cây sen hoạt hóa bằng axit sunfuric

Nghiên cứu khả năng hấp phụ Fe(III) của than chế tạo từ cây sen hoạt hóa bằng axit sunfuric
ISSN: 1859-2171 TNU Journal of Science and Technology 200(07): 25 - 32 
 Email: jst@tnu.edu.vn 25 
NGHIÊN CỨU KHẢ NĂNG HẤP PHỤ Fe(III) CỦA THAN CHẾ TẠO TỪ CÂY 
SEN HOẠT HÓA BẰNG AXIT SUNFURIC 
Vũ Thị Hậu 
Trường Đại học Sư phạm - ĐH Thái Nguyên 
TÓM TẮT 
Bài báo này trình bày các kết quả nghiên cứu về khả năng hấp phụ Fe(III) của than chế tạo từ cây 
sen (than sen) hoạt hóa bằng H2SO4. Các thí nghiệm hấp phụ tĩnh được tiến hành với các thông số 
sau: khối lượng than sen: 0,05g; thể tích dung dịch Fe(III): 50mL; pH ~2,5; tốc độ lắc 250 
vòng/phút; thời gian đạt cân bằng hấp phụ là 120 phút ở nhiệt độ phòng (25±1oC). Trong khoảng 
nhiệt độ khảo sát từ 303 ÷ 323K, xác định được các giá trị ΔGo < 0; ΔHo = - 6,65 kJ/mol chứng tỏ 
quá trình là tự xảy ra và tỏa nhiệt. Mô tả quá trình hấp phụ theo mô hình đẳng nhiệt Langmuir và 
Freundlich cho thấy quá trình hấp phụ Fe(III) trên than sen phù hợp với mô hình Langmuir. Dung 
lượng hấp phụ cực đại ở 298K theo mô hình đẳng nhiệt hấp phụ Langmuir là 35,71mg/g. Dung 
lượng hấp phụ động tương ứng với tốc độ dòng 1,5; 2,0 và 2,5 mL/phút lần lượt là 20,61; 18,91 và 
15,94 mg/g. Dùng dung dịch HNO3 để giải hấp thu hồi Fe(III) cho hiệu suất tương đối cao. 
Từ khóa: hấp phụ, Fe(III), than, sen, đẳng nhiệt Langmuir. 
Ngày nhận bài: 27/02/2019; Ngày hoàn thiện: 25/3/2019; Ngày duyệt đăng: 07/5/2019 
STUDY ON ADSORPTION CAPACITY OF Fe(III) ON CARBON DERIVED FROM 
LOTUS ACTIVE BY SULFURIC ACID 
 Vu Thi Hau 
University of Education - TNU 
ABSTRACT 
This paper focus on the adsorption of Fe(III) in aqueous solution on carbon derived from lotus 
activated by sulfuric acid. The experiments were conducted using the following parameters: 
absorbent mass is 0.05g; the solution volume is 50 mL; pH = 2.5; shaking speed is 250 
rounds/minute; equilibrium time is 120 minute at room teperature (25±1
0
C); optimal volume of 
adsorbent was 0.5 g (VFe(III)= 50mL; Co, Fe(III) ~ 50 mg/L). In the temperature range of 303 - 323K, 
the values of ΔGo < 0; ΔHo = -6.65 kJ/mol implicates that the process is self-inflicted and 
exothermic. Description of adsorption process according to Langmuir and Freundlich isotherm 
models shows that Fe (III) adsorption on carbon lotus is suitable for Langmuir model. Maximum 
adsorption capacity is calculated by the Langmuir adsorption isotherm model as 35.71 mg/g at 
298K. Moving capacity corresponds to the flow rate of 1.5; 2.0 and 2.5 mL/min of 20.61; 18.91 
and 15.94 mg/g, respectively. HNO3 of solution was used to recover Fe(III) with high effective 
elution. 
Key words: adsorption, Fe(III), carbon, lotus, Langmuir isotherm. 
Received: 27/02/2019; Revised: 25/3/2019; Approved: 07/5/2019 
* Corresponding author: Email: vuthihaukhoahoa@gmail.com 
Vũ Thị Hậu Tạp chí KHOA HỌC & CÔNG NGHỆ ĐHTN 200(07): 25 - 32 
 Email: jst@tnu.edu.vn 26 
1. Mở đầu 
Ngày nay cùng với sự phát triển các ngành 
công nghiệp, giao thông  đã làm gia tăng 
các chất gây ô nhiễm. Nguồn nước ô nhiễm là 
một trong những vấn đề quan trọng đối với 
mỗi quốc gia. Các chất gây ô nhiễm có thể là 
thuốc trừ sâu, kim loại nặng, thuốc nhuộm 
chứa các chất hữu cơ – là những chất gây 
nguy hiểm đối với sức khỏe con người. Sắt là 
nguyên tố vi lượng, cần cho cơ thể con người. 
Tuy nhiên, cơ thể người hấp thu lượng sắt 
vượt quá mức cần thiết thì lượng sắt thừa này 
lại trở nên độc. Những độc tính của sắt 
thường gặp là: chứng chán ăn, tiểu ít, tiêu 
chảy, hạ thân nhiệt, thêm vào đó có thể bị tắc 
nghẽn mạch máu của đường tiêu hóa, não, 
tim, gan, trên thận và tuyến ức [1-2]. Nhiều 
phương pháp xử lý nguồn nước hiệu quả mà 
chi phí thấp đã được tìm kiếm: hấp phụ [5-9], 
điện hóa [3], trao đổi [4] được sử dụng rộng 
rãi bởi cấu trúc lỗ và diện tích bề mặt riêng 
lớn của nó. Chất hấp phụ có thể có nguồn gốc 
từ các sản phẩm công nghiệp, thực vật hoặc 
phế thải nông nghiệp, chất thải rắn. Trong bài 
báo này, chúng tôi nghiên cứu khả năng hấp 
phụ Fe(III) theo phương pháp hấp phụ tĩnh và 
hấp phụ động, sử dụng chất hấp phụ là than 
chế tạo từ cây sen hoạt hóa bằng axit 
sunfuric. 
2. Thực nghiệm 
2.1 Hóa chất và thiết bị nghiên cứu 
2.1.1 Hóa chất: 
Dung dịch chuẩn Fe(NO3)3 1000 ± 2 mg/L 
(Merck); HNO3 65%; 1,10 – phenanthroline 
(Merck); Hydroquinone (Merck); CH3COOH 
99%; CH3COONa. Tất cả hóa chất trên đều 
có độ tinh khiết PA. 
2.1.2 Thiết bị nghiên cứu: Máy lắc, tủ sấy, 
máy đo pH, thiết bị rây, cân phân tích 4 số, 
máy quang phổ hấp thụ phân tử UV- 1240. 
2.2 Chế tạo vật liệu hấp phụ 
Chuẩn bị nguyên liệu và quy trình chế tạo vật 
liệu hấp phụ đã được trình bày trong nghiên 
cứu trước [7]. 
2.3 Quy trình thực nghiệm và các thí 
nghiệm nghiên cứu 
2.3.1 Quy trình thực nghiệm 
Trong mỗi thí nghiệm hấp phụ tĩnh: 
- Thể tích dung dịch Fe(III): 50 mL với nồng 
độ xác định. 
- Lượng chất hấp phụ: 0,05 g 
-Thí nghiệm được tiến hành ở nhiệt độ phòng 
(25±1
0C), sử dụng máy lắc với tốc độ 250 
vòng/phút. 
Trong mỗi thí nghiệm hấp phụ động: 
- Lượng chất hấp phụ là 0,5 g; 
- Nồng độ ban đầu của dung dịch Fe(III): 49,5 
mg/L. 
- Thể tích lấy mẫu cho mỗi lần phân tích là 50 mL. 
Trong mỗi thí nghiệm giải hấp: 
- Chất rửa giải là HNO3 có nồng độ xác định. 
- Thể tích lấy mẫu cho mỗi lần phân tích là 10 mL. 
2.3.2 Các thí nghiệm nghiên cứu: 
+ Các thí nghiệm khảo sát một số yếu tố ảnh 
hưởng đến quá trình hấp phụ Fe(III) của than 
sen theo phương pháp hấp phụ tĩnh được tóm 
tắt trong bảng 1. 
Bảng 1. Các thông số hấp phụ 
 Thông số hấp phụ 
Một số yếu tố ảnh hưởng 
Nồng độ đầu Fe3+ 
(mg/L) 
pH Thời gian (phút) Nhiệt độ (K) 
pH 53,78 1÷ 2,5 120 298 
Thời gian 54,28 tối ưu 10 ÷ 150 298 
Nhiệt độ 51,32 tối ưu tối ưu 303 ÷ 323 
Nồng độ đầu và xác định qmax 22,68 ÷ 156,95 tối ưu tối ưu 298 
+ Thí nghiệm hấp phụ Fe(III) của than sen theo phương pháp hấp phụ động: 
Vũ Thị Hậu Tạp chí KHOA HỌC & CÔNG NGHỆ ĐHTN 200(07): 25 - 32 
 Email: jst@tnu.edu.vn 27 
- Ảnh hưởng của tốc độ dòng chảy: Tốc độ 
dòng nghiên cứu: 1,5; 2,0; 2,5 mL/phút; pH 
của dung dịch Fe(III) được điều chỉnh đến pH 
tối ưu. 
- Thí nghiệm giải hấp phụ: dùng dung dịch 
HNO3 có nồng độ 0,5; 1,0 và 1,5M để thực 
hiện giải hấp Fe(III). 
Hiệu suất hấp phụ của quá trình hấp phụ được 
tính theo công thức: 
 .100
C
CC
H
o
to % (1) 
Trong đó: 
- H: hiệu suất hấp phụ (%) 
- Co, Ct: nồng độ ban đầu và nồng độ tại thời 
điểm t của dung dịch Fe(III) (mg/L) 
Mô hình hấp phụ đẳng nhiệt Langmuir: 
L
cb
cb
max max
C 1 1
C
q q q .K
 (2) 
Mô hình hấp phụ đẳng nhiệt Freundlich: 
F cb
1
lg q lg K .lg C
n
(3)
Trong đó: 
- q, qmax: dung lượng hấp phụ và dung lượng 
hấp phụ cực đại (mg/g). 
- Ccb: nồng độ Fe(III) tại thời điểm cân bằng 
(mg/L). 
- KL: hằng số Langmuir 
- KF: hằng số Freundlich 
- n: hằng số và n >1. 
Sự biến thiên năng lượng tự do (∆Go), entanpi 
(∆Ho) và entropi (∆So) của quá trình hấp phụ 
được tính toán bằng cách sử dụng các phương 
trình sau [7]: 
cb
e
C
q
 CK (4); 
C
o KRTG ln (5); 
R
S
RT
H
RT
G
K
ooo
C
 ln (6) 
Trong đó: KC: hằng số cân bằng; R: hằng số 
khí (R = 8,314 J/mol.K); T: nhiệt độ (K). 
3. Kết quả và thảo luận 
3.1 Một số đặc điểm bề mặt của than sen chế 
tạo được 
Một số tính chất lý hóa của than sen chế tạo 
được bằng cách hoạt hóa với axit sunfuric 
như: diện tích bề mặt riêng (BET); ảnh hiển 
vi điện tử quét (SEM); phổ tán sắc năng 
lượng (EDX); chỉ số hấp phụ iot; điểm đẳng 
điện đã được trình bày trong nghiên cứu trước 
[7]. Ở đây chỉ tóm tắt một số thông số của 
than sen chế tạo được: diện tích bề mặt riêng 
là 10,35 m
2/g; chỉ số hấp phụ iot là 762 mg/g; 
điểm đẳng điện là pI = 6,31. 
3.2 Khảo sát một số yếu tố ảnh hưởng đến 
quá trình hấp phụ Fe(III) của than sen theo 
phương pháp hấp phụ tĩnh 
3.2.1 Ảnh hưởng của pH 
Sự hấp phụ ion kim loại nặng phụ thuộc nhiều 
vào pH trong dung dịch. Kết quả nghiên cứu 
ảnh hưởng của pH đến dung lượng hấp phụ 
Fe(III) của than sen được trình bày ở hình 1. 
Hình 1. Ảnh hưởng của pH đến dung lượng hấp 
phụ Fe(III) của than sen 
Kết quả hình 1 cho thấy trong khoảng pH 
khảo sát khi pH tăng thì dung lượng hấp phụ 
ion Fe
3+
 của than sen tăng. Điều này có thể 
được giải thích như sau: khi pH thấp (nồng độ 
ion H
+
 cao) xảy ra sự hấp phụ cạnh tranh giữa 
ion H
+
 và Fe
3+
 do đó làm giảm dung lượng 
hấp phụ. Khi pH tăng, nồng độ H+ giảm còn 
nồng độ Fe3+ không đổi vì vậy dung lượng 
hấp phụ Fe3+ tăng. Khi pH ≥ 3, phản ứng thủy 
phân Fe
3+
 xảy ra đến cùng tạo kết tủa sắt (III) 
hidroxit [8] nên chúng tôi chỉ khảo sát trong 
miền pH 3 và chọn giá trị pH = 2,5 làm giá 
trị tối ưu cho các nghiên cứu hấp phụ tiếp theo. 
Vũ Thị Hậu Tạp chí KHOA HỌC & CÔNG NGHỆ ĐHTN 200(07): 25 - 32 
 Email: jst@tnu.edu.vn 28 
3.2.2 Ảnh hưởng của thời gian 
Kết quả nghiên cứu ảnh hưởng của thời gian 
đến dung lượng hấp phụ Fe(III) của than sen 
được trình bày ở hình 2. 
Hình 2. Ảnh hưởng của thời gian đến dung lượng 
hấp phụ Fe(III) của than sen 
Kết quả hình 2 cho thấy: Trong khoảng thời 
gian khảo sát từ 10 ÷ 150 phút thấy rằng từ 
10÷120 phút dung lượng hấp phụ tăng, từ 
120÷150 phút dung lượng hấp phụ tăng chậm 
và dần ổn định (quá trình hấp phụ đã đạt cân 
bằng). Do đó chúng tôi chọn thời gian đạt cân 
bằng hấp phụ của của Fe(III) là 120 phút để 
tiến hành các thí nghiệm tiếp theo. 
3.2.3 Ảnh hưởng của nhiệt độ 
Kết quả nghiên cứu ảnh hưởng của nhiệt độ đến 
dung lượng và hiệu suất hấp phụ Fe(III) của 
than sen được trình bày ở bảng 2. 
Bảng 2. Sự phụ thuộc dung lượng và hiệu suất hấp phụ Fe(III) của than sen vào nhiệt độ 
T(K) Co (mg/L) Ccb (mg/L) q (mg/g) H (%) 
303 
51,32 
23,48 27,84 54,26 
313 24,27 27,05 52,71 
323 25,48 25,84 50,35 
Kết quả bảng 2 cho thấy trong khoảng nhiệt độ khảo sát từ 303 ÷ 323K khi nhiệt độ tăng thì dung 
lượng và hiệu suất hấp phụ Fe(III) của than sen đều giảm. Từ các kết quả thu được dựa vào các 
phương trình của nhiệt động lực học (4), (5), (6) tính được các thông số nhiệt động. Kết quả được 
chỉ ra trong bảng 3. 
Bảng 3. Các thông số nhiệt động đối với quá trình hấp phụ Fe(III) của than sen 
Co (mg/L) 1/T(K
-1
) 
lnKC ΔG
o
 (kJ/mol) ΔHo (kJ/mol) ΔSo (kJ/mol.K) 
51,32 
0,0033 0,17 - 0,43 
- 6,65 - 0,02 0,0032 0,10 - 0,29 
0,0031 0,01 - 0,03 
Kết quả bảng 3 cho thấy: Giá trị năng lượng tự do (ΔGo) thu được có giá trị âm chứng tỏ quá 
trình hấp phụ Fe(III) của than sen là quá trình tự xảy ra; giá trị biến thiên năng lượng entanpi 
(ΔHo) có giá trị âm cho thấy quá trình hấp phụ là quá trình tỏa nhiệt. 
3.2.4 Ảnh hưởng của nồng độ Fe(III) ban đầu và xác định dung lượng hấp phụ cực đại 
Kết quả được trình bày ở bảng 4. 
Bảng 4. Ảnh hưởng của nồng độ Fe(III) ban đầu đến khả năng hấp phụ của than sen 
Co (mg/L) Ccb (mg/L) q (mg/g) H (%) Ccb/q (g/L) lgC lgq 
22,68 6,92 15,76 69,49 0,44 0,84 1,20 
48,53 19,43 29,10 59,97 0,67 1,29 1,46 
73,30 42,84 30,46 41,55 1,41 1,63 1,48 
100,37 68,45 31,42 31,30 2,19 1,84 1,50 
128,71 96,40 32,31 25,10 2,98 1,98 1,51 
156,95 122,77 34,18 21,78 3,59 2,09 1,53 
Các kết quả thực nghiệm ở bảng 4 đã chứng tỏ hiệu suất hấp phụ giảm, dung lượng hấp phụ của 
than sen tăng khi nồng độ đầu của Fe(III) tăng. Cũng từ kết quả thực nghiệm này, mô tả quá trình 
hấp phụ Fe(III) trên than sen theo hai mô hình đẳng nhiệt Langmuir và Freundlich (hình 3a và 
3b). Từ hình 3a và 3b cho thấy sự hấp phụ Fe(III) trên than sen theo mô hình Langmuir phù hợp 
hơn so với mô hình Freundlich. Điều này được thể hiện thông qua hệ số tương quan theo phương 
Vũ Thị Hậu Tạp chí KHOA HỌC & CÔNG NGHỆ ĐHTN 200(07): 25 - 32 
 Email: jst@tnu.edu.vn 29 
trình Langmuir (R
2= 0,997) cao hơn nhiều so với hệ số tương quan theo phương trình Freundlich 
(R
2
 = 0,799). Mặt khác, giá trị cao của hệ số tương quan theo mô hình đẳng nhiệt hấp phụ 
Langmuir cho thấy sự thống nhất cao giữa các thông số với sự hấp phụ đơn lớp của Fe(III) lên bề 
mặt than sen. Dựa vào phương trình đẳng nhiệt hấp phụ Langmuir dạng tuyến tính (hình 3b) ta 
tính được dung lượng hấp phụ cực đại – khả năng hấp phụ tối đa để phủ hoàn toàn đơn lớp trên 
bề mặt than sen đối với Fe(III) là 35,71 mg/g - cao hơn so với than hoạt tính chế tạo được từ thân 
cây vừng Thổ Nhĩ Kỳ hoạt hóa bằng kẽm clorua (qmax=19,16 mg/g)[6] và than chế tạo từ bẹ 
chuối hoạt hóa bằng axit H2SO4 đặc (qmax=26,32 mg/g)[8]. 
Hình 3a. Đường đẳng nhiệt hấp phụ Langmuir Hình 3b. Đường đẳng nhiệt hấp phụ Freundlich 
3.3 Kết quả xử lý mẫu nước thải thực có chứa Fe(III) của than sen theo phương pháp hấp phụ tĩnh 
Mẫu nước thải chứa ion sắt lấy tại một xã trên địa bàn thành phố Thái Nguyên, thời gian lấy mẫu 
là 10h30 ngày 12 tháng 8 năm 2018. 
Nước thải được lấy và bảo quản theo đúng TCVN 6663-1:2011 
Mẫu lấy xong được cố định bằng 5mL HNO3 đặc và đậy kín. 
Thực hiện sự hấp phụ ở nhiệt độ phòng (25 10 C), thể tích mẫu nước thải: 25 mL; điều chỉnh 
đến pH tối ưu (2,5); khối lượng than sen: 0,05g; thời gian hấp phụ: 120 phút. Lấy dung dịch sau 
hấp phụ lần một tiến hành thí nghiệm hấp phụ lần hai với than sen mới. Kết quả được thể hiện 
trong bảng 5. 
Bảng 5. Kết quả xử lý nước thải chứa ion sắt theo phương pháp hấp phụ tĩnh 
C0 (mg/L) Ccb1 (mg/L) H1 (%) Ccb2 (mg/L) H2 (%) 
12,791 6,047 52,72 0,002 99,98 
Ccb1 – Nồng độ cân bằng của ion sắt sau khi hấp phụ lần 1. 
Ccb2 – Nồng độ cân bằng của ion sắt sau khi hấp phụ lần 2. 
H1 – Hiệu suất hấp phụ của quá trình hấp phụ lần 1. 
H2 – Hiệu suất hấp phụ của quá trình hấp phụ lần 2. 
Nhận xét 
Từ các kết quả thực nghiệm thu được ta thấy, sau khi hấp phụ lần 1, lần 2 bằng than sen mới thì 
nồng độ còn lại của ion sắt trong dung dịch đã giảm xuống đến giá trị cho phép đối với nước thải 
theo QCVN 40:2011/BTNMT. 
3.4 Kết quả khảo sát khả năng tách loại và thu hồi Fe(III) bằng phương pháp hấp phụ động 
trên cột 
Vũ Thị Hậu Tạp chí KHOA HỌC & CÔNG NGHỆ ĐHTN 200(07): 25 - 32 
 Email: jst@tnu.edu.vn 30 
3.4.1 Kết quả khảo sát ảnh hưởng của tốc độ dòng chảy 
Kết quả được trình bày ở hình 4. 
Hình 4. Ảnh hưởng của tốc độ dòng chảy đến khả năng hấp phụ Fe(III) của than sen 
Trong khoảng tốc độ dòng chảy khảo sát 1,5; 2,0 và 2,5 (mL/phút) khi tốc độ dòng chảy càng 
chậm thì nồng độ Fe(III) xuất hiện ở lối ra cột hấp phụ càng thấp. Điều này có thể được giải thích 
như sau: khi tốc độ dòng chảy chậm thời gian tiếp xúc của Fe(III) và than sen lớn hơn so với tốc 
độ dòng chảy nhanh, do đó lượng Fe(III) bị giữ lại trên bề mặt than sen nhiều hơn. Dung lượng 
hấp phụ động của than sen đối với Fe(III) được chỉ ra ở bảng 6. 
 Bảng 6. Sự phụ thuộc dung lượng hấp phụ động của than sen đối với Fe(III) vào tốc độ dòng chảy 
Tốc độ dòng (mL/phút) 1,50 2,00 2,50 
Dung lượng q (mg/g) 20,61 18,91 15,94 
So sánh dung lượng hấp phụ động với dung lượng hấp phụ tĩnh ta thấy dung lượng hấp phụ động 
luôn nhỏ hơn so với dung lượng hấp phụ (cực đại) tĩnh. 
3.4.2 Kết quả giải hấp thu hồi Fe(III) 
Kết quả giải hấp Fe(III) bằng dung dịch HNO3 có nồng độ khác nhau được trình bày ở bảng 7, 
hình 5. 
Bảng 7. Kết quả giải hấp Fe(III) bằng HNO3 có nồng độ khác nhau 
Thứ tự cho dung dịch 
qua cột 
V(mL) dung dịch qua 
cột 
Fe(III) Co = 49,50 (mg/L) 
CHNO3 (M) 
0,5 1,0 1,5 
Hàm lượng thoát ra sau mỗi phân đoạn thể 
tích (mg) 
1 10 1,25 1,62 1,94 
2 20 0,78 0,97 1,08 
3 30 0,40 0,58 0,70 
4 40 0,18 0,40 0,45 
5 50 0,12 0,32 0,38 
6 60 0,09 0,18 0,24 
7 70 0,08 0,16 0,22 
8 80 0,08 0,13 0,14 
9 90 0,06 0,12 0,13 
10 100 0,05 0,11 0,12 
11 110 0,03 0,09 0,12 
12 120 0,04 0,08 0,10 
13 130 0,04 0,09 0,10 
Vũ Thị Hậu Tạp chí KHOA HỌC & CÔNG NGHỆ ĐHTN 200(07): 25 - 32 
 Email: jst@tnu.edu.vn 31 
Hình 5. Ảnh hưởng của nồng độ dung dịch HNO3 đến sự giải hấp Fe(III) trên than sen 
Các kết quả thực nghiệm cho thấy dùng dung 
dịch HNO3 để giải hấp thu hồi Fe(III) cho 
hiệu quả tương đối cao. Hiệu suất giải hấp 
Fe(III) tương ứng với các nồng độ HNO3 0,5; 
1,0 và 1,5M lần lượt là 40,15; 51,32 và 
55,48%. Phần lớn lượng Fe(III) bị hấp phụ 
được giải hấp ở 2, 3 thể tích đầu tiên. Trong 
khoảng nồng độ HNO3 khảo sát: 0,5M; 1,0M 
và 1,5M khi nồng độ HNO3 càng lớn thì 
lượng Fe(III) giải hấp được càng nhiều do khả 
năng giải hấp ion kim loại trên bề mặt than 
sen tỉ lệ thuận với nồng độ chất rửa giải 
(trong khoảng nồng độ HNO3 đã khảo sát). 
4. Kết luận 
Sự hấp phụ Fe(III) của than sen đã được 
nghiên cứu dưới các điều kiện thí nghiệm 
khác nhau. 
Kết quả thu được theo phương pháp hấp phụ tĩnh: 
- pH tốt nhất cho sự hấp phụ của than sen đối 
với Fe(III) là pH = 2,5. 
- Thời gian đạt cân bằng hấp phụ của than sen 
đối với Fe(III) là 120 phút. 
- Khi tăng nhiệt độ từ 303÷323K thì hiệu suất 
và dung lượng hấp phụ giảm; các kết quả tính 
toán nhiệt động cho thấy quá trình hấp phụ 
Fe(III) trên than sen là quá trình tự xảy ra và 
tỏa nhiệt. 
- Quá trình hấp phụ Fe(III) trên than sen phù 
hợp với mô hình hấp phụ Langmuir hơn so 
với mô hình hấp phụ Freundlich. Dung lượng 
hấp phụ cực đại của than sen đối với Fe(III) 
theo mô hình hấp phụ đẳng nhiệt Langmuir là 
35,71 mg/g. 
Đã xử lý mẫu nước thải chứa Fe(III) theo 
phương pháp hấp phụ tĩnh. Sau khi tiến hành 
hấp phụ hai lần bằng than sen mới nồng độ 
sắt đã đạt tiêu chuẩn cho phép theo QCVN 
40: 2011/BTNMT. 
Kết quả thu được theo phương pháp hấp phụ động: 
- Khi tốc độ dòng chảy chậm, khả năng tách 
loại Fe(III) của than sen tốt hơn so với khi tốc 
độ dòng nhanh; xác định được dung lượng hấp 
phụ động ứng với 03 tốc độ dòng khác nhau. 
- Khi tăng nồng độ HNO3 thì lượng ion 
Fe(III) được giải hấp tăng. Hầu hết lượng ion 
bị hấp phụ được giải hấp ở 2,3 thể tích đầu. 
TÀI LIỆU THAM KHẢO 
[1]. Durali Mendil, Murat Karatas, Mustafa Tuzen, 
“Separation and preconcentration of Cu(II), Pb(II), 
Zn(II), Fe(III) and Cr(III) ions without carrier 
element and their determination in food and water 
sample”, Food Chemistry, 177, pp. 320-324, 2015. 
[2] F. Fu, L. Xie, B. Tang, “Application of a novel 
strategy – Advanced Fenton – chemical 
precipitation to the treatment of strong stability 
chelated heavy metal containing wastewater”, 
Chemical Engineering Journal, 189 - 190, pp. 283 
– 287, 2012. 
[3]. Javad Shabani Shayeh, “Advanced studies of 
coupled conductive polymer/metal oxide nano 
wire composite as an efficient supercapacitor by 
Vũ Thị Hậu Tạp chí KHOA HỌC & CÔNG NGHỆ ĐHTN 200(07): 25 - 32 
 Email: jst@tnu.edu.vn 32 
common and fast fourier electrochemical 
methods”, Journal of Molecular Liquids, 220, 
pp.489-494, 2016. 
[4]. Mu. Naushad, Z. A. ALOthman, "Separation 
of toxic Pb
2+
 metal from aqueous solution using 
strongly acidic cation – exchange resin: analytical 
applications for the removal of metal ions from 
pharmaceutical formulation", Desalin Water 
Treat, 53, pp.2158- 2166, 2015. 
[5]. Mu. Naushad, Z. A. ALOthman, G. Sharma, 
"Kinetics, isotherm and thermodyamic 
investigations for the adsorption of Co(II) ion onto 
crystal violet modified amberlite IR -120 resin", 
Ionics, 21, pp.1453- 1459, 2015. 
[6]. Cisem Kirbiyik, Ayse Eren Putun, Ersan 
Putun, “Equilibrium, kinetic, and thermodynamic 
studies of the adsorption of Fe(III) metal ion and 
2,4 – dichlorophenoxyacetic acid onto biomass – 
based activated carbon by ZnCl2 activation”, 
Surfaces and Enterfaces, 8, pp. 182 – 192, 2017. 
[7]. Vi Thị Linh, Vũ Thị Hậu, “Nghiên cứu khả 
năng hấp phụ Mn(II) của vật liệu chế tạo từ cây 
sen”, Tạp chí Khoa học & Công nghệ ĐHTN, Tập 
185, số 9, tr. 131-137, 2018. 
[8]. Lê Hữu Thiềng, Trần Thị Huế, Hoàng Thị 
Nhạn, “Nghiên cứu khả năng hấp phụ Fe(III), 
Ni(II) của than chế tạo từ bẹ chuối”, Tạp chí phân 
tích Hóa, Lý và Sinh học, 20(3), tr. 75-79, 2015. 
[9]. Ngô Thị Mai Việt, “Đánh giá khả năng hấp 
phụ Fe(III), Cr(VI) của các vật liệu đá ong biến 
tính”, Tạp chí Phân tích Hóa, Lý và Sinh học, 
19(2), tr. 23-32, 2014. 

File đính kèm:

  • pdfnghien_cuu_kha_nang_hap_phu_feiii_cua_than_che_tao_tu_cay_se.pdf