Nghiên cứu khả năng hấp phụ mn (II) trong nước bằng vật liệu chế tạo từ lõi ngô

Phương pháp sử dụng các vật liệu hấp phụ VLHP sinh học là phương pháp xử lý hóa lý có nhiều ưu việt hơn so với những phương pháp xử lý khác do có thể tách loại được đồng thời nhiều

SVTH: Nguyễn Thục Uyên Thanh

MỤC LỤC

LỜI CẢM ƠN i

TÓM TẮT ii

ABTRACT iii

MỤC LỤC iv

DANH MỤC BẢNG vii

DANH MỤC HÌNH viii

DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT x

MỞ ĐẦU 1

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN 4

1.1 TỔNG QUAN VỀ LÕI NGÔ 4

1.1.1 Nguồn gốc và thành phần cấu tạo 4

1.1.2 Hiện trạng lõi ngô tại Việt nam 6

1.1.3 Các ứng dụng của lõi ngô 6

1.2 THAN HOẠT TÍNH, CÁC NGUỒN, CÔNG NGHỆ VÀ QUY TRÌNH SẢN XUẤT THAN HOẠT TÍNH 7

1.2.1 Than hoạt tính 7

1.2.2 Các nguồn sản xuất than hoạt tính 7

1.2.3 Công nghệ và quy trình sản xuất than hoạt tính 8

1.2.4 Ứng dụng của than hoạt tính 9

1.3 TỔNG QUAN VỀ KIM LOẠI NẶNG MANGANESE 10

1.3.1 Sơ lược về kim loại nặng Manganese 10

1.3.2 Vai trò của Manganese 11

1.3.3 Vấn đề ô nhiễm Manganese trong nước ngầm 12

1.3.4 Hàm lượng Manganese cho phép trong nước 14

1.3.5 Các phương pháp xử lý Manganese trong nước 14

1.4 Tổng quan về phương pháp hấp phụ 15

1.4.1 Khái niệm hấp phụ (Lê Văn Cát, 2002 và Trần Văn Nhân, 1998) 15

1.4.2 Hấp phụ trong môi trường nước 16

1.4.3 Cân bằng hấp phụ - Các phương trình đẳng nhiệt hấp phụ 16

1.5 TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU XỬ LÝ Mn BẰNG PHƯƠNG PHÁP HẤP PHỤ 20

1.5.1 Tình hình nghiên cứu trên thế giới 20

1.5.2 Tình hình nghiên cứu tại Việt Nam 21

CHƯƠNG 2 NỘI DUNG NGHIÊN CỨU 22

2.1 THIẾT BỊ, HOÁ CHẤT VÀ DỤNG CỤ THÍ NGHIỆM 22

2.1.1 Thiết bị 22

2.1.2 Dụng cụ 22

2.1.3 Hóa chất 22

2.1.4 Pha chế hóa chất 22

2.2 QUY TRÌNH TẠO VẬT LIỆU TỪ LÕI NGÔ (PHÒNG THÍ NGHIỆM) 23

2.2.1 Chuẩn bị nguyên liệu 23

2.2.2 Biến tính vật liệu hấp phụ 23

2.3 PHƯƠNG PHÁP ĐỊNH LƯỢNG Mn(II) 23

2.4 MÔ HÌNH NGHIÊN CỨU 25

2.5 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU (PHÒNG THÍ NGHIỆM) 26

2.6 PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH MẪU 28

2.7 PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ SỐ LIỆU 28

CHƯƠNG 3 KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU 29

3.1 PHƯƠNG TRÌNH ĐƯỜNG CHUẨN Mn 29

3.2 KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN QUÁ TRÌNH XỬ LÝ Mn(II) 29

3.2.1 Khảo sát chiều cao cột lọc ảnh hưởng đến hiệu quả xử lý Mn(II) 29

SVTH: Nguyễn Thục Uyên Thanh

3.2.2 Khảo sát lượng nước qua cột lọc ảnh hưởng đến hiệu quả xử lý Mn(II) 31

3.2.3 So sánh với vật liệu hấp phụ khác (than hoạt tính chế tạo từ bã mía) 33

KẾT LUẬN – KIẾN NGHỊ 35

KẾT LUẬN 35

KIẾN NGHỊ 35

TÀI LIỆU THAM KHẢO 36

PHỤ LỤC 38

DANH MỤC BẢNG

Bảng 1.1 Thành phần của lõi ngô tự nhiên (Vaughan et al.,2001) 5

Bảng 1.2 Giới hạn cho phép của Manganese trong nước thải 14

Bảng 1.3 Một số đường hấp phụ đẳng nhiệt thông dụng 17

Bảng 1.4 Một số nghiên cứu trên thế giới về sự hấp phụ Mn(II) bằng sinh khối thực vật 20

Bảng 2.1 Các phương thức thí nghiệm 27

Bảng PL.1 Số liệu phương trình đường chuẩn 38

Bảng PL.2 Số liệu nồng độ Mn(II) đầu ra với cột lọc 1cm 38

Bảng PL.3 Số liệu nồng độ Mn(II) đầu ra với cột lọc 3cm 38

Bảng PL.4 Số liệu nồng độ Mn(II) đầu ra với cột lọc 5cm 39

Bảng PL.5 Số liệu nồng độ Mn(II) đầu ra với VLHP lõi ngô và bã mía 39

SVTH: Nguyễn Thục Uyên Thanh

DANH MỤC HÌNH

Hình 1.1 Cây ngô và lõi ngô 5

Hình 1.2 Hấp phụ các chất trên bề mặt than hoạt tính 7

Hình 1.3 Đường cong biểu diễn sự phụ thuộc q e theo C e 17

Hình 1.4 Đường biểu diễn C e /q e phụ thuộc vào C e 18

Hình 2.1 Lõi ngô trước và sau khi than hóa 23

Hình 2.3 Mô hình cột so sánh 25

Hình 2.2 Mô hình cột làm việc 25

Hình 3.1 Đồ thị liên hệ giữa nồng độ MnO 4 - và độ hấp thu A 29

Hình 3.2 Đồ thị ảnh hưởng của chiều cao cột lên khả năng hấp phụ Mn(II) của vật liệu với lưu lượng qua cột lọc là 1mL/phút 30

Hình 3.3 Đồ thị ảnh hưởng của chiều cao cột lên khả năng hấp phụ Mn(II) của vật liệu với lưu lượng qua cột lọc là 2mL/phút 30

Hình 3.4 Đồ thị ảnh hưởng của chiều cao cột lên khả năng hấp phụ Mn(II) của vật liệu với lưu lượng qua cột lọc là 4mL/phút 30

Hình 3.5 Đồ thị ảnh hưởng của lưu lượng qua cột lọc t lên khả năng hấp phụ Mn(II) của vật liệu với chiều cao cột lọc là 1 cm 32

Hình 3.6 Đồ thị ảnh hưởng của lưu lượng qua cột lọc t lên khả nănghấp phụ Mn(II) của vật liệu với chiều cao cột lọc là 3 cm 32

Hình 3.7 Đồ thị ảnh hưởng của lưu lượng qua cột lọc t lên khả năng hấp phụ Mn(II) của vật liệu với chiều cao cột lọc là 5 cm 33

Hình 3.8 Đồ thị so sánh hiệu suất xử lý Mn(II) giữa VLHP lõi ngô và bã mía 34

Hình PL.1 Dựng đường chuẩn Mn nồng độ từ 0 - 10 mg/L 40

Hình PL.2 Mô hình nghiên cứu 40

Hình PL.3 Chiều cao các cột lọc 41

Hình PL.4 Cột lọc giữa vật liệu hấp phụ là bã mía và lõi ngô 41

Hình PL.5 Mẫu đo độ hấp thu đầu ra 41

Hình PL.6 Bếp phá mẫu 42

Hình PL.7 Máy đo quang phổ UV-vis 42

Hình PL.8 Máy đo pH 42

Hình PL.9 Cân phân tích 42

SVTH: Nguyễn Thục Uyên Thanh

DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT

Q o (mg/g) : Khả năng hấp phụ cực đại của vật liệu

MỞ ĐẦU

1 Đặt vấn đề

Việc tái chế tận dụng chất thải không những đem lại các lợi ích kinh tế, xã hội mà còn có ý nghĩa quan trọng trong bảo vệ môi trường.Chiến lược bảo vệ môi trường quốc gia của Việt Nam định hướng đến năm 2020 đã xác định mục tiêu “Hình thành và phát triển ngành công nghiệp tái chế chất thải”

Ô nhiễm kim loại nặng đang là vấn đề đáng quan tâm hiện nay do những tác động xấu đến môi trường và sức khỏe con người Các kim loại gây ô nhiễm nước như Cd, Zn,

Cu, Ni, Pb, Hg, Mn và Cr thường được phát hiện trong nước thải công nghiệp, điển hình như nước thải ngành si mạ, hoạt động khai thác mỏ, luyện kim, sản xuất pin, thuộc da, lọc dầu, sản xuất sơn, thuốc trừ sâu, sản xuất chất màu, in ấn… vv Không giống như các chất thải hữu cơ, kim loại nặng là thành phần không thể phân hủy và chúng có thể được tích lũy trong các mô sống, gây ra các bệnh nguy hiểm cho con người, do đó cần phải loại bỏ chúng trước khi thải ra môi trường

Ngày nay, thế giới đang quan tâm nghiên cứu các phương pháp xử lý ô nhiễm môi trường vừa có hiệu suất xử lý cao vừa tiết kiệm được chi phí xử lý Các phương pháp như kết tủa hóa học, trao đổi ion, tách màng, thẩm thấu ngược, điện ly, chiết dung môi

……vv đang thu hút sự chú ý của các nhà khoa học trong việc xử lý nước thải nhưng chi phí khá cao và hiệu suấtxử lý thấp, dễ sinh ra sản phẩm phụ ảnh hưởng tới môi trường Phương pháp sử dụng các vật liệu hấp phụ (VLHP) sinh học là phương pháp xử

lý hóa lý có nhiều ưu việt hơn so với những phương pháp xử lý khác do có thể tách loại được đồng thời nhiều kim loại trong dung dịch, có khả năng tái sử dụng VLHP và thu hồi kim loại Hơn thế, phương pháp này sử dụng nguyên liệu rẻ tiền dễ kiếm

Tuy nhiên, việc sử dụng các phế phẩm nông nghiệp chưa qua xử lý làm chất hấp phụ có thể mang lại một số vấn đề như khả năng hấp phụ thấp, nhu cầu oxy hóa cao (COD) và nhu cầu sinh hóa (BOD) cũng như tổng carbon hữu cơ (TOC) sẽ tăng lên do một phần chất hấp phụ tan vào trong nước Sự gia tăng của COD, BOD và TOC có thể gây ra sự suy giảm của hàm lượng oxy trong nước và có thể đe dọa đến đời sống thủy sinh Do đó, phế phẩm nông nghiệp cần phải được biến tính hoặc xử lý trước khi sử dụng đểloại bỏ ô nhiễm kim loại nặng

Việt Nam là một nước nông nghiệp với đặc trưng trồng cây lương thực là cây ngô Tuy hạt ngô có giá trị thương phẩm cao, nhưng các thành phần khác của cây như lõi ngô chỉ

có một số công dụng có giá trị thấp như làm chất đốt, giá thể trồng nấm, hay vật liệu

xây dựng Một số chuyên gia trên thế giới đã tiến hành nghiên cứu sử dụng lõi ngô như vật liệu hấp phụ sinh học hấp phụ kim loại nặng trong nước thải

Ở Việt Nam có khá nhiều nghiên cứu tạo vật liệu hấp phụ từ một số phụ phẩm nông nghiệp khác như vỏ trấu, bã mía, bã đậu nành nhưng lại có rất ít đề tài nghiên cứu về vật liệu là lõi ngô

Vì vậy, đề tài: “Nghiên cứu khả năng hấp phụ Mn(II) trong nước bằng vật liệu chế tạo

từ lõi ngô” được tiến hành với mong muốn có thêm giải pháp mới cho vấn đề ô nhiễm

Mn(II) trong nước

2 Mục đích nghiên cứu

Biến tính lõi ngô thành vật liệu hấp phụ Mn(II)

Khoá luận được thực hiện nhằm mục đích tìm ra giải pháp mới cho vấn đề ô nhiễm Mn(II) trong nước

3 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu

- Đối tượng nghiên cứu:

+ Lõi ngô đã biến tính

+ Nước thải tự tạo chứa Mn(II)

- Phạm vi nghiên cứu: Khảo sát khả năng hấp phụ của vật liệu trong nước thải chứa

Mn(II) ở quy mô phòng thí nghiệm

4 Nội dung nghiên cứu

- Đọc tài liệu

Thu thập tài liệu có liên quan mật thiết đến các công trình đã nghiên cứu trong và ngoài nước, tìm hiểu những vấn đề còn tồn tại, những vấn đề cần tập trung nghiên cứu, tính toán thiết kế mô hình thí nghiệm

- Thiết lập mô hình thí nghiệm

Tiến hành lắp ráp và bố trí mô hình thí nghiệm dựa trên cơ sở lý thuyết đã tìm hiểu Thực hiện thí nghiệm, nghiên cứu thực tế xử lý quy mô phòng thí nghiệm

- Thực hiện thí nghiệm

Chạy mô hình thí nghiệm để hệ thống hoạt động ổn định và phát huy hiệu suất xử lý, đồng thời tìm ra nguyên nhân và điều chỉnh các sai sót trong quá trình thiết lập mô hình + Quá trình biến tính lõi ngô bằng H2SO4

+ Thí nghiệm khảo sát các yếu tố ảnh hưởng đến sự hấp phụ Mn(II) của vật liệu bằng phương pháp cột lọc: lưu lượng, nồng độ đầu vào, chiều cao cột lọc

- Thu mẫu phân tích

Chạy mô hình và lấy mẫu phân tích để có số liệu nhằm phân tích và đánh giá số liệu

- Đánh giá kết quả

Mẫu nước được phân tích và đánh giá kết quả để xác định phương pháp xử lý đạt hiệu suất

- Phân tích số liệu và viết báo cáo thí nghiệm

Số liệu sau khi được tổng hợp thì bắt đầu tiến hành phân tích, biễu diễn, so sánh bằng các phầm mềm phân tích, tính toán để người đọc có thể dễ dàng hiểu rõ đề tài nghiên cứu, thấy rõ hiệu suất của mô hình khi được chạy tại các điều kiện khác nhau cũng như điều kiện tối ưu khi áp dụng phương pháp vào mô hình thực tế

5 Thời gian và địa điểm thực hiện

Thời gian nghiên cứu: từ 11/2016 đến 04/2017 tại Trường Đại học Tài Nguyên và Môi Trường Thành phố Hồ Chí Minh

Địa điểm: phòng thí nghiệm Môi trường và phòng thực hành Cấp thoát nước Trường Đại học Tài nguyên và Môi trường, 263/1B Lê Văn Sỹ, Phường 1, Quận Tân Bình, TP

Hồ Chí Minh

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN 1.1 TỔNG QUAN VỀ LÕI NGÔ

1.1.1 Nguồn gốc và thành phần cấu tạo

Ngô (Zea Mays L.) là một trong năm loại cây lương thực chính của thế giới cùng với lúa, lúa mì, khoai mì, khoai tây.Ngô được gieo trồng rộng khắp thế giới và nhiều nhất ở Hoa Kì (sản lượng 270 triệu tấn mỗi năm) Thân cây ngô trông tương tự như thân của các loài tre thông thường cao khoảng 2-3 m, các bắp ngô là các cụm hoa cái hình bông, được bao bọc trong một số lớp lá Trên đỉnh của thân cây là cụm hoa đuôi sóc hình chùy chứa các hoa đực, được gọi là cờ ngô Các hạt ngô là các dạng quả thóc với

vỏ quả hợp nhất với lớp áo nhạt, kích thước cỡ hạt đậu Hà Lan và bám chặt thành các hàng tương đối đều xung quanh một lõi trắng để tạo ra bắp ngô Mỗi bắp ngô dài khoảng 10-25 cm (Lewis, 1894)

Thành phần chủ yếu của lõi ngô là cellulose (khoảng 38,4%) và lignin (khoảng 9,1%) (Vaughan et al.,2001), nên rất khó bị vi sinh vật phân hủy Lõi ngô được nghiên cứu cho thấy có khả năng tách các kim loại nặng hòa tan trong nước nhờ vào cấu trúc nhiều lỗ xốp và thành phần gồm các polyme như xenlulose, hemixenlulose, pectin, lignin và protein Các polymer này có thể hấp phụ nhiều chất tan đặc biệt là các ion kim loại hóa trị (II) Các hợp chất polyphenol như tanin, lignin trong gỗ được cho là những thành phần hoạt động có thể hấp phụ các kim loại nặng (Leyva-Ramos et al.,2012) Theo nghiên cứu của Reddad (2003), các vị trí anionic phenolic trong lignin có ái lực mạnh đối với kim loại nặng, các nhóm acid glacturonic trong peptin là vị trí liên kết mạnh với các cation (Reddad et al.,2003)

Các nhóm hydroxyl trên xenlulose cũng đóng một vai trò quan trọng trong trao đổi ion của các lignocellulose Bản thân các nhóm này có khả năng trao đổi yếu vì liên kết O-H

ở đây phân cực chưa đủ mạnh (Tan et al.,2010) Nhiều phương pháp biến tính đã được thực hiện như oxy hóa các nhóm hydroxyl thành các nhóm chức acid hoặc oxy hóa bằng acid sulfuric

Bảng 1.1 Thành phần của lõi ngô tự nhiên (Vaughan et al.,2001)

Thành phần Khối lượng g/100g khô

1.1.2 Hiện trạng lõi ngô tại Việt nam

Theo số liệu của Tổng cục Thống kê, hiện cả nước có khoảng 800.000 ha ngô.Năm 2010 nước ta có diện tích trồng ngô là 1126,9 ngàn ha Đắk lắk hiện là một trong những tỉnh

có diện tích, sản lượng ngô lai lớn nhất nước với tổng diện tích trồng ngô hàng năm khoảng 120 000 ha và sản lượng đạt trên 520 000 tấn ngô hạt.Quá trình chế biến nông sản đã thải ra môi trường khoảng 1 triệu tấn lõi ngô mỗi năm.Lượng lõi ngô này mới được người dân sử dụng một phần làm chất đốt, một phần rất nhỏ được dùng để trồng nấm, còn lại chủ yếu thải bỏ ra ngoài vệ đường, dòng suối gây ô nhiễm môi trường Do

đó việc tận dụng lõi ngô trong sản xuất mang ý nghĩa rất lớn cho cuộc sống vừa tăng giá trị kinh tế đồng thời giải quyết được vấn đề ô nhiễm môi trường

1.1.3 Các ứng dụng của lõi ngô

Lõi ngô là loại phụ phẩm nông nghiệp có nhiều công dụng hữu ích khác nhau ngoài việc đốt bỏ theo kiểu truyền thống như là:

- Sử dụng làm chất đốt: Nhằm tận dụng nguồn phế phẩm bị bỏ phí, đồng thời góp phần khắc phục tình trạng ô nhiễm môi trường ông Đặng Văn Công giảng viên khoa Nông-Lâm, trường Đại Học Tây Bắc đã nghiên cứu giải pháp dùng lõi ngô sản xuất than bánh và than nhiên liệu Đây là giải pháp mới tạo ra nguồn chất đốt có nhiệt lượng cao thay thế cho than đá được sử dụng tại các lò sấy nông sản, lò đốt gạch và nhu cầu đun nấu của người dân Quá trình đóng bánh và ép lõi ngô nghiền sẽ tạo ra một lực lớn, làm cho khối lượng riêng tăng lên, việc trộn thêm các phụ gia sẽ làm tăng độ cháy và làm cháy hoàn toàn, không tạo ra khí thải độc hại Ngoài khả năng cháy tốt, nhiệt lượng cao,

ít khói bụi, ít khí thải độc hại, sản xuất chất đốt từ lõi ngô còn góp phần giải quyết được vấn đề ô nhiễm môi trường, mức đầu tư lại không lớn, nguồn nguyên liệu luôn sẵn có với giá rẻ, máy móc và nhà xưởng đơn giản đầu tư một lần và sử dụng lâu dài (Trung tâm công nghệ thông tin, 2011)

- Làm thức ăn cho gia súc: Lõi ngô nghiền được trộn chung với các loại bột khác như cám gạo, cám ngô,… để sử dụng làm thức ăn cho bò, lợn, trâu… Vừa giải quyết được vấn đề thiếu thức ăn cho gia súc lại có thể xử lý hiệu suất phế phẩm nông nghiệp Tuy nhiên hàm lượng chất dinh dưỡng có trong lõi ngô không cao nên chỉ chiếm phần nhỏ trộn trong thức ăn sẵn của gia súc…

- Làm vật liệu xây dựng: Hiện nay có một số nghiên cứu sử dụng lõi ngô làm vật liệu xây dựng

1.2 THAN HOẠT TÍNH, CÁC NGUỒN, CÔNG NGHỆ VÀ QUY TRÌNH SẢN XUẤT THAN HOẠT TÍNH

1.2.1 Than hoạt tính

Than hoạt tính là vật liệu cacbon có độ xốp cao, không có cấu trúc hoặc công thức hóa học đặc trưng Thể tích lỗ xốp thường lớn hơn 0,2 mL/g, diện tích bề mặt riêng lớn hơn

400 m2/g, kích thước lỗ xốp phân bố rộng từ 3 đến vài ngàn anstrom

Với diện tích bề mặt lớn, than hoạt tính cung cấp bề mặt bám giữ các nguyên tử, ion, hợp chất… Hấp phụ này chủ yếu là hấp thụ vật lí do lực Van der Waals

Hình 1.2 Hấp phụ các chất trên bề mặt than hoạt tính

1.2.2 Các nguồn sản xuất than hoạt tính

Than Hoạt Tính được hoạt hóa từ nhiều nguyên liệu khác nhau như “than bùn, đá,

vỏ trấu, gỗ, gáo dừa, tre… tùy thuộc vào mục đích sử dụng và được chế biến thành nhiều

Coi vỏ trấu như một nguồn nguyên liệu trong sản xuất than hoạt tính là một hướng

đi mới hiện nay Việt Nam là một nước nông nghiệp với sản lượng lúa gạo hàng năm rất lớn Lượng trấu tạo ra hàng năm có tới gần chục triệu tấn Kết quả phân tích thành phần của vỏ trấu cho thấy, trong vỏ trấu có chứa từ 13 - 15% SiO2, 18 - 20% là cacbon cố định còn lại là ẩm và những chất bốc hữu cơ khác Do đó việc sản xuất than hoạt tính từ

vỏ trấu là hoàn toàn triển vọng Sản xuất than hoạt tính từ trấu không phải là đề tài mới

mẻ, nhưng làm với năng suất và hiệu suất cao đồng thời giảm thiểu ô nhiễm môi trường mới là điều đáng nói

c Gáo dừa già:

Gáo đừa già là nguồn nguyên liệu rất tốt trong sản xuất than hoạt tính Hiện nay than hoạt tính gáo dừa đang được sử dụng rất rộng rãi trong nhiều lĩnh vực trong nước

và kể cả xuất khẩu ra nước ngoài

d Lõi ngô:

Than hoạt tính chế tạo từ lõi ngô có cấu trúc dạng sợi, hệ thống xốp bao gồm hệ mao quản lớn có kích thước 10-50µm và hệ mao quản nhỏ Nhưng chưa được ứng dụng

và sử dụng phổ biến

1.2.3 Công nghệ và quy trình sản xuất than hoạt tính

a Công nghệ sản xuất than hoạt tính

Than hoạt tính được hoạt hóa bằng công nghệ lò xoay bên trong có cánh đảo Lò quay có thể được thiết kế than hóa và hoạt hóa gáo dừa thành than hoạt tính Nhiên liệu sử dụng được đốt ngoài trời, nhiệt độ hoạt hóa là 800-9000C và chất xúc tác hoạt hóa là hơi nước Cánh đảo có tác dụng múc than lên và dội xuống để tăng khả năng tiếp xúc với hơi nước và mở rộng đường đi của than trong lò

Lò xoay có ưu điểm là hoạt hóa nhanh chóng vì hơi nước và than đi theo hướng ngược nhau nên hai giai đoạn tiếp xúc hai pha khí rắn tốt Năng suất đạt cao hơn và sản xuất liên tục

b Quy trình sản xuất than hoạt tính (than hoạt tính gáo dừa)

Đầu tiên, gáo dừa thô được nung nóng từ từ trong môi trường chân không, sau đó được hoạt tính hóa bằng các khí có tính oxy hóa ở nhiệt độ cực cao Quá trình này tạo nên những lỗ nhỏ li ti có tác dụng hấp thụ và giữ các tạp chất

Khi đến nhiệt độ nhất định sẽ bị cắt nguồn cung cấp oxy và gáo dừa sẽ cháy

âm ỉ trong môi trường yếm khí trong thời gian từ 8 đến 12 ngày Quá trình này nhiệt độ được đẩy lên rất cao (Phụ thuộc vào công nghệ, chất lượng lò đốt) Cùng lúc đó, nước và các hợp chất hữu cơ từ gáo dừa được loại bỏ để lại thành phần chính là carbon

Sau đó, than gáo dừa được trải qua một bước hoạt hóa khác “kích hoạt” nhằm làm tăng diện tích bề mặt, thành phần carbon, thành phần hoạt hóa phát huy tác dụng Đến đây chúng ta đã có được sản phẩm gọi là Than hoạt tính

Khi được qua các công đoạn chế tạo thanh lọc Than hoạt tính không độc kể

cả ăn phải nó

Quy trình than hoá và hoạt hoá than hoạt tính có thể được phân tích một cách cụ thể như sau:

* Quy trình than hóa

 Gáo dừa thu hái phải là loại gáo dừa già, độ ẩm không quá 15%

 Đập gáo dừa thành mảnh nhỏ khoảng 3×5 mm Sàng thu cỡ hạt

 Chuẩn bị lò: Lò được gia nhiệt 400 – 5000C bằng cách đốt 1 bếp Dùng xẻng cho gáo dừa đã chọn vào lò qua đường hộp khói Một lò mỗi giờ vào ra 50kg Lò xoay 2-3 vòng/phút, than đi qua lò mất 50 – 60 phút Quá trình này gọi là quá trình than hóa

* Quy trình hoạt hóa

 Chuẩn bị lò: Đốt lò trước để đạt nhiệt độ, thấy nhiệt độ lên chậm phải tăng phun dầu Khi đạt 8000C có thể nạp than vào lò Trước đó lò hơi nước đã đốt sản đảm bảo áp suất quy định

 Sau khi kiểm tra thấy các điều kiện đạt mới cho than vào lò Phản ứng hoạt hóa xảy ra như sau:

Cn + H2O = Cn-1 + H2 + CO – O

 Phản ứng này thu nhiệt nên phải cấp nhiệt liên tục

 Phản ứng hoạt hóa xảy ra chậm Tăng nhiệt độ 900 – 9500C để quá hoạt hóa xảy

1.2.4 Ứng dụng của than hoạt tính

Than hoạt tính là tác nhân hấp phụ nhờ vào diện tích bề mặt lớn, cấu trúc xốp vi

mô, khả năng hấp phụ cao và sự tương tác trên bề mặt lớn Những ứng dụng quan trọng của than hoạt tính có liên quan đến những ứng dụng khử màu, mùi và những tạp chất

phi hữu cơ khác từ vòi nước, trong công trình nước nội ô, công nghiệp nước thải, thu hồi dung môi, lọc khí ở những nơi đông người như nhà hàng, công nghiệp chế biến thực phẩm, hóa chất để khử màu đường ăn, trong kiểm soát khí bị ô nhiễm, lọc trong công nghiệp hoá chất, y dược, thực phẩm và những ứng dụng lọc khí Than hoạt tính được tăng cường sử dụng trong lĩnh vực kim loại như thu hồi vàng, bạc và những chất phi hữu cơ khác và làm chất xúc tác, chất mang Những ứng dụng trong y dược chống lại vi khuẩn gây bệnh đặc biệt cũng được biết đến

a Than hoạt tính dùng trong mặt nạ phòng độc:

Có hai dạng mặt nạ phòng độc, trong đó đặc tính tự nhiên của than hoạt tính được yêu cầu khác nhau Mặt nạ phòng độc dùng trong công nghiệp hóa chất có chứa các chất hoá học độc tương đối thấp và thông thường có trọng lượng phân tử cao, những hoá chất này được than hoạt tính hấp phụ rất nhanh và mạnh Nhưng than hoạt tính được dùng trong quân đội yêu cầu có sự bảo vệ triệt để các chất hóa học và hơi độc mạnh Hơn nữa, một số hoá chất có liên quan đến quá trình hấp phụ vật lý, trong khi đó mật số chất khác được hấp phụ hóa tính (Chloropicrin, cyanogen, chloride) Do đó đối với trường hợp sau được quan tâm dùng than hoạt tính tẩm, với những tác nhân tẩm có tính tương tác đến những hóa chất khác nhau

b Than hoạt tính dùng trong y dược:

Một ứng dụng đặc biệt của than hoạt tính được dùng trong quá trình trị bệnh khó thở, trong hệ tiêu hóa khử vi khuẩn, rất dễ được hấp phụ và hấp phụ rất nhanh bằng than hoạt tính bởi vì trọng lượng phân tử cao

Ngoài ra than hoạt tính còn được dùng để trị bệnh dịch vị và viêm ruột, dùng làm thuốc giải độc trong những trường hợp ngộ độc từ nấm rơm, thực phẩm, chất hoá học có nguồn gốc từ thực vật, dùng làm thuốc, phospho, phenol… Than hoạt tính dùng để lọc thuốc lá khử nicotine và khí độc khác trong khói thuốc

1.3 TỔNG QUAN VỀ KIM LOẠI NẶNG MANGANESE

1.3.1 Sơ lược về kim loại nặng Manganese

Manganese(Mn), là nguyên tố hóa học trong bảng tuần hoàn có ký hiệu Mn và số nguyên tử 25 Mn là kim loại màu trắng xám, giống sắt Nó là kim loại cứng và rất giòn, khó nóng chảy nhưng lại bị oxy hóa dễ dàng Mn - kim loại chỉ có từ tính khi được xử

lý đặc biệt (Nguyễn Đức Vận, 2004)

Manganese được tìm thấy ở dạng tự do trong tự nhiên (đôi khi kết hợp với sắt) và trong một số loại khoáng vật Ở dạng nguyên tố tự do, Mn là kim loại quan trọng trong các hợp kim công nghiệp, đặc biệt là thép không gỉ (Nguyễn Đức Vận, 2004)

Mn chiếm khoảng 1000 mg/L (0,1%) trong vỏ Trái Đất, đứng hàng thứ 12 về mức

độ phổ biến của các nguyên tố ở đây Đất chứa 7–9000 mg/L Mn với hàm lượng trung bình 440 mg/L Nước biển chỉ chứa 10 mg/L Mn và trong khí quyển là 0,01 µg/m3 Mn

có mặt chủ yếu trong pyrolusite (MnO2), braunite, psilomelane (Ba,H2O)2Mn5O10 và ít hơn trong rhodochrosite (MnCO3) (Nguyễn Đức Vận, 2004)

1.3.2 Vai trò của Manganese

a Ứng dụng của Manganese trong công nghiệp sản xuất

Manganese có vai trò quan trọng trong sản xuất sắt thép vì có tác dụng khử lưu huỳnh, khử oxy, và mang những đặc tính của hợp kim Luyện thép, và cả luyện sắt, sử dụng nhiều Mn nhất (chiếm khoảng 85-90% tổng nhu cầu) Trong những mục đích khác,

Mn là thành phần chủ yếu trong việc sản xuất thép không rỉ với chi phí thấp, và có trong hợp kim nhôm Nó còn được thêm vào dầu hỏa để giảm tiếng nổ lọc xọc cho động cơ MnO2 được sử dụng trong pin khô, hoặc làm chất xúc tác Mn được dùng để tẩy màu thủy tinh (loại bỏ màu xanh lục do sắt tạo ra), hoặc tạo màu tím cho thủytinh MnO

là một chất nhuộm màu nâu, dùng để chế tạo sơn và là thành phần của màu nâu đen tự nhiên

Postassium permanganate là chất oxy hóa mạnh, dùng làm chất tẩy uế trong hóa học

và y khoa Phosphate hóa Manganese là phương pháp chống rỉ và ăn mòn cho thép Nó thường hay được dùng để sản xuất tiền xu Hiện nay, chưa có giải pháp công nghệ thực

tế nào có thể thay thế Manganese bằng chất liệu khác

b Ảnh hưởng của Manganese tới sức khỏe con người

Manganese là kim loại đầu tiên được Gabriel Bertrand xem như nguyên tố vi lượng

cơ bản đối với sự sống Mn có nhiều vai trò quan trọng trong cơ thể như: tác động đến

hô hấp tế bào, phát triển xương, chuyển hóa gluxide, hoạt động của não v.v (Lê Huy

Bá, 2008)

Mn có độc tính rất thấp và không gây ung thư Ở hàm lượng nhỏ dưới 0,1 mg/L thì

Mn có lợi cho sức khỏe Ở hàm lượng > 0,15 mg/L có thể tạo ra vị khó chịu, làm hoen

ố quần áo Nếu Mn có hàm lượng cao (từ 1-5 mg/L) sẽ ảnh hưởng đến một số cơ quan nội tạng của cơ thể.Tiêu chuẩn nước uống và nước sạch đều quy định hàm lượng Mn nhỏ hơn 0,5 mg/L(Lê Huy Bá, 2008)

Ngộ độc Mnđã được tìm thấy trong số người lao động trong ngành công nghiệp sản xuất ắc quy Triệu chứng ngộ độc tương tự như những người bệnh Parkinson (run, cơ bắp cứng) và lượng Mn quá mức có thể gây ra cao huyết áp ở bệnh nhân trên 40 tuổi Nồng độ Mn tăng đáng kể được tìm thấy ở những bệnh nhân bị viêm gan và xơ gan

nghiêm trọng, ở những bệnh nhân chạy thận và những bệnh nhân bị nhồi máu cơ tim (Lê Huy Bá, 2008)

Nhiễm độc Mn có thể gặp ở nhiều thể.Thể phổ biến nhất là thể thần kinh.Ngoài ra còn gặp các rối loại nội tiết, huyết học, tiêu hóa, các tổn thương gan, thận, phổi, mũi, họng (Lê Huy Bá, 2008)

1.3.3 Vấn đề ô nhiễm Manganese trong nước ngầm

a Ô nhiễm Manganese trong nước ngầm thế giới

Manganese có mặt trong hơn 100 loại khoáng khác nhau Thông qua quá trình rửa trôi, phong hoá đất đá và các hoạt động của con người, Manganese sẽ được tích tụ trong các nguồn nước khác nhau như ao, hồ, sông, suối rồi ngấm vào mạch nước trong lòng đất

Nồng độ Manganese trong nước ngầm chịu ảnh hưởng của 3 yếu tố chính: địa hoá của khoáng vật, điều kiện hoá học của nước và hoạt động của vi sinh vật

Sự có mặt của Mn ở nồng độ thấp trong nguồn nước tự nhiên là cần thiết cho sức khoẻ con người Tuy nhiên ở nồng độ cao, Manganese lại gây ra nhiều tác động tiêu cực

Tình trạng ô nhiễm Manganesetrong nước ngầm đang xảy ra tại nhiều quốc gia trên thế giới, trong đó đáng chú ý nhất là ở Bangladesh, Campuchia và đồng bằng sông Mekong

Ở Bangladesh, nồng độ Mn trong 3534 mẫu nước ngầm dao động trong khoảng từ

< 0,001 mg/L đến 9,98 mg/L 27% số mẫu có nồng độ nhỏ hơn tiêu chuẩn cho phép của Bangladesh (0,1 mg/L) 32% số mẫu có nồng độ Manganesetrong khoảng 0,1 -0,4 mg/L 25% số mẫu có nồng độ trong khoảng 0,4 - 1,0 mg/L 17% số mẫu có nồng độ Manganese> 1,0 mg/L và 10 mẫu có nồng độ Manganesevượt quá 5 mg/L (Hasan Samiul và cộng sự, 2010)

Vấn đề ô nhiễm nguồn nước hiện nay là một điểm nóng đối với đồng bằng châu thổ sông Mekong rộng lớn (diện tích khoảng 62000km2) Asenic trong nước ngầm được dùng làm nước uống có nồng độ dao động trong khoảng 0,1-1340 µg/L, với 37% số giếng nghiên cứu có nồng độ asenic >10 µg/L, 50% số giếng có nồng độ Manganese vượt quá tiêu chuẩn cho phép của WHO (0,4mg/L) Do đó, Manganese được đánh giá

là chất gây ô nhiễm quan trọng thứ hai trong nước ngầm sau asenic ở đồng bằng Mekong Khoảng 2 triệu người dân sinh sống ở đây đang chịu sự ô nhiễm từ những nguồn nước ngầm không qua xử lý Điều đáng lưu ý là các giếng có nồng độ asenic thấp lại có hàm lượng Manganese cao và ngược lại Vì vậy, nước ngầm có thể an toàn về nguyên tố này nhưng lại không an toàn đối với nguyên tố khác Nồng độ Manganese cao cũng được tìm thấy trong nước ngầm ở một số quốc gia khác như: Ghana, Thụy Điển, Newzealand,

Hà Lan…Như vậy, ô nhiễm nước ngầm nói chung và ô nhiễm Manganese nói riêng đang trở thành vấn đề mang tính thời sự, toàn cầu Con người không thể sống thiếu nước

Vì vậy, với việc sử dụng tài nguyên nước ngầm như hiện nay thì nguy cơ phơi nhiễm Manganese, gây ảnh hưởng tới sức khỏe con người là rất lớn Do đó, các các nhà khoa học trên thế giới khuyến cáo cần phải tiếp tục điều tra nghiên cứu về vấn đề ô nhiễm Manganese trong nước một cách sâu rộng hơn nữa (Trần Hoàng Mai, 2011)

b Ô nhiễm Manganese trong nước ngầm ở Việt Nam

Ở Việt Nam, các tầng nước ngầm của đồng bằng sông Hồng và sông Mê-kông đang được khai thác trên quy mô lớn để sử dụng làm nguồn nước sinh hoạt Hiện nay,

có khoảng 17 triệu người đang sống ở đồng bằng sông Mekong và khoảng 16,6 triệu người đang sống ở đồng bằng sông Hồng đang sử dụng nước ngầm Song nguồn nước ngầm ở các khu vực này đang đe dọa sức khỏe hàng triệu người do ô nhiễm mangan Tuy nhiên, những nghiên cứu về vấn đề ô nhiễm Manganese trong nước ngầm hoặc trong nước giếng khoan tại Việt Nam hiện nay còn khá hạn chế Agusa và cộng sự (2005)

đã tìm thấy nồng độ asenic, Manganese và bari cao khi phân tích 25 mẫu nước giếng khoan tại 2 huyện vùng ngoại ô Hà Nội là Gia Lâm và Thanh Trì Giá trị trung vị của nồng độ Manganese ở cả Gia Lâm và Thanh Trì đều lớn hơn 1 mg/L, 76% số mẫu nước ngầm có nồng độ Manganesecao hơn tiêu chuẩn cho phép của WHO (0,4 mg/L) Một tỉnh khác ở đồng bằng sông Hồng là Hà Nam cũng đã ghi nhận thấy sự ô nhiễm Manganese trong nước 66 mẫu nước ngầm được thu thập ở 4 xã Vĩnh Trụ, Nhân Đạo, Bồ Đề, Hòa Hậu Điều đáng nói ở đây là hơn 70% số mẫu nước ngầm có nồng độ Manganese vượt quá qui chuẩn cho phép trong nước ăn uống của Việt Nam (0,3 mg/L) Tình trạng ô nhiễm nước ngầm ở đồng bằng sông Mê-kông, miền nam Việt Nam có phần nặng nề hơn so với đồng bằng sông Hồng Một nghiên cứu đã được tiến hành vào năm 2007 - 2008 tại 4 tỉnh An Giang (n=107), Đồng Tháp (n=86), Kiên Giang (n=122)

và Long An (n=89) với tổng số mẫu thu thập được là 404 mẫu Khoảng nồng độ Manganesetrong nước thay đổi từ < 0,01 mg/L đến 14 mg/L Trong đó, khi xét chung toàn đồng bằng thì 74% số mẫu nước ngầm có nồng độ > 0,05mg/L Tình hình ô nhiễm

ở các tỉnh cũng rất khác nhau Hơn một nửa số mẫu ở An Giang và Đồng Tháp có nồng

độ Manganese> 0,05mg/L Phần trăm số mẫu không an toàn về asen hay Manganeseở

An Giang và Đồng Tháp lần lượt là 93% và 76% 5 Đây là những bằng chứng ban đầu

về tình trạng ô nhiễm Manganese trong nước giếng khoan tại Việt Nam (Hoàng Thị Hạnh, 2010)

1.3.4 Hàm lượng Manganese cho phép trong nước

Bảng 1.2 Giới hạn cho phép của Manganese trong nước thải

Văn bản Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia Manganese (mg/L) Giá trị giới hạn

QCVN 09 : 2008 /

QCVN 40 : 2011 /

Ghi chú: (A) Nguồn tiếp nhận được sử dụng cho mục đích cấp nước sinh hoạt (B) Nguồn tiếp nhận không dùng cho mục đích cấp nước sinh hoạt

1.3.5 Các phương pháp xử lý Manganese trong nước

a Phương pháp hóa học

Sử dụng các chất oxy hóa mạnh như clo, ozone, KMnO4 để oxy hóa Mn2+ thành

Mn4+, Clo oxy hóa Mn2+ ở pH = 7 trong 60 – 90 phút; ClO2 và O3 oxy hóa Mn2+ ở pH = 6,5÷ 7 trong 10 – 15 phút

Để xử lý 1 mg Mn2+ cần 1,35 mg ClO2 hay1,45 mg O3 KMnO4 oxy hóa Mn2+ ở mọi dạng tồn tại thành Mn(OH)4

b Phương pháp sinh học

Sử dụng vật liệu đã được cấy trên bề mặt một loại vi khuẩn có khả năng hấp thụ Manganese trong quá trình sinh trưởng Xác vi khuẩn chết sẽ tạo ra trên bề mặt hạt vật liệu lọc một màng Manganese oxide có tác dụng như chất xúc tác trong quá trình khử Manganese

c Phương pháp oxy hóa làm thoáng

Phương pháp khử Manganese này cũng giống như khử sắt, tức là cũng bao gồm các công đoạn làm thoáng, lắng, lọc Do phản ứng oxy hóa Manganese xảy ra chậm nên lớp cát Manganese phải dày hơn

Biện pháp tốt nhất để quá trình có thể đạt được hiệu suất và đảm bảo tạo ra được lớp màng Mn(OH)4 bảo vệ bao quanh các hạt vật liệu làm màng xúc tác cho chu kỳ lọc tiếp theo

d Phương pháp hấp phụ

Hấp phụ Mn là kết quả của sự di chuyển phân tử Mn từ nước vào bề mặt chất hấp phụ dưới tác dụng của trường lực bề mặt Quá trình hấp phụ là một quá trình thuận nghịch Nghĩa là sau khi những ion kim loại nặng đã được hấp phụ trên bề mặt chất hấp phụ đến khi bão hòa rồi thì có thể di chuyển ngược lại từ bề mặt chất hấp phụ trong dung dịch

Có 2 kiểu hấp phụ: hấp phụ trong điều kiện tĩnh và hấp phụ trong điều kiện động Những chất có thể hấp phụ là than hoạt tính, nhựa tổng hợp có khả năng trao đổi ion, than nâu, than bùn,…

1.4 Tổng quan về phương pháp hấp phụ

1.4.1 Khái niệm hấp phụ (Lê Văn Cát, 2002 và Trần Văn Nhân, 1998)

a Sự hấp phụ

Hấp phụ là sự tích lũy chất trên bề mặt phân cách các pha (khí - rắn, lỏng - rắn, khí

- lỏng, lỏng - lỏng) Chất có bề mặt, trên đó xảy ra sự hấp phụ được gọi là chất hấp phụ; còn chất được tích luỹ trên bề mặt chất hấp phụ gọi là chất bị hấp phụ

Bản chất của hiện tượng hấp phụ là sự tương tác giữa các phân tử chất hấp phụ và chất bị hấp phụ Tùy theo bản chất lực tương tác mà người ta phân loại hấp phụ thành hấp phụ vật lí và hấp phụ hóa học

* Hấp phụ vật lý

Các phân tử chất bị hấp phụ liên kết với những tiểu phân (nguyên tử, phân tử, các ion ) ở bềmặt phân chia pha bởi lực liên kết Van Der Walls yếu Đó là tổng hợp của nhiều loại lực hút khác nhau: tĩnh điện, tán xạ, cảm ứng và lực định hướng Lực liên kết này yếu nên dễ bị phá vỡ

Trong hấp phụ vật lý, các phân tử của chất bị hấp phụ và chất hấp phụ không tạo thành hợp chất hoá học (không hình thành các liên kết hoá học) mà chất bị hấp phụ chỉ

bị ngưng tụ trên bề mặt phân chia pha và bị giữ lại trên bề mặt chất hấp phụ Ở hấp phụ vật lý, nhiệt hấp phụ không lớn

* Hấp phụ hoá học

Hấp phụ hoá học xảy ra khi các phân tửchất hấp phụ tạo hợp chất hoá học với các phân tử chất bị hấp phụ Lực hấp phụ hoá học khi đó là lực liên kết hoá học thông thường (liên kết ion, liên kết cộng hoá trị, liên kết phối trí ) Lực liên kết này mạnh nên khó bị phá vỡ Nhiệt hấp phụ hoá học lớn, có thể đạt 800kJ/mol

b Giải hấp phụ

Giải hấp phụ là quá trình ngược với hấp phụ, tách chất bị hấp phụ trên bề mặt chất rắn ra ngoài dung dịch.Đây là quá trình tái sinh lại chất hấp phụ để có thể tiếp tục sử dụng lại nên nó mang đặc trưng về hiệu suất kinh tế

1.4.2 Hấp phụ trong môi trường nước

Trong nước, tương tác giữa một chất hấp phụ và chất bị hấp phụ phức tạp hơn rất nhiều vì trong hệ có ít nhất ba thành phần gây tương tác: nước, chất hấp phụ và chất bị hấp phụ Do sự có mặt của dung môi nên trong hệ sẽxảy ra quá trình hấp phụ cạnh tranh giữa chất bị hấp phụ và dung môi trên bề mặt chất hấp phụ Cặp nào có tương tác mạnh thì hấp phụ xảy ra cho cặp đó

Tính chọn lọc của cặp tương tác phụ thuộc vào các yếu tố: độ tan của chất bị hấp phụ trong nước, tính ưa nước hoặc kị nước của chất hấp phụ, mức độkịnước của các chất bị hấp phụ trong môi trường nước

So với hấp phụ trong pha khí, sự hấp phụ trong môi trường nước thường có tốc độ chậm hơn nhiều Đó là do tương tác giữa chất bị hấp phụ với dung môi nước và với bề mặt chất hấp phụ làm cho quá trình khuếch tán của các phân tử chất tan chậm.Sự hấp phụ trong môi trường nước chịu ảnh hưởng nhiều bởi pH của môi trường Sự thay đổi

pH không chỉ dẫn đến sự thay đổi về bản chất chất bịhấp phụ (các chất có tính acid yếu, base yếu hay trung tính phân li khác nhau ở các giá trị pH khác nhau) mà còn làm ảnh hưởng đến các nhóm chức trên bềmặt chất hấp phụ

1.4.3 Cân bằng hấp phụ - Các phương trình đẳng nhiệt hấp phụ

Quá trình hấp phụ là một quá trình thuận nghịch Các phân tử chất bị hấp phụ khi

đã hấp phụ trên bề mặt chất hấp phụ vẫn có thể di chuyển ngược lại pha mang Theo thời gian, lượng chất bị hấp phụ tích tụ trên bề mặt chất rắn càng nhiều thì tốc độ di chuyển ngược lại pha mang càng lớn Đến một thời điểm nào đó, tốc độ hấp phụ bằng tốc độ giải hấp thì quá trình hấp phụ đạt cân bằng

Một hệ hấp phụ khi đạt đến trạng thái cân bằng, lượng chất bị hấp phụlà một hàm của nhiệt độ, áp suất hoặc nồng độ của chất bị hấp phụ:

q = f (T,P hoặc C)

Ở nhiệt độ không đổi (T=const), đường biểu diễn sự phụ thuộc của q vào P hoặc C (q= fT (P hoặc C)) được gọi là đường đẳng nhiệt hấp phụ

Đường đẳng nhiệt hấp phụ có thể xây dựng trên cơ sở lý thuyết, kinh nghiệm hoặc bán kinh nghiệm tuỳ thuộc vào tiền đề, giả thiết, bản chất và kinh nghiệm xử lý số liệu thực nghiêm

Bảng 1.3 Một số đường hấp phụ đẳng nhiệt thông dụng Đường đẳng nhiệt hấp phụ Phương trình Bản chất sự hấp phụ

Để đánh giá khả năng hấp phụ của một hệ hấp phụ, đặc biệt là hấp phụ trong môi trường nước, các nghiên cứu thường áp dụng phương trình đẳng nhiệt Freundlich với giả thiết nhiệt hấp phụ vi phân không thay đổi khi độ che phủ thay đổi và khoảng nồng

độ chất bị hấp phụ nhỏ, hoặc phương trình đẳng nhiệt Langmuir với giả thiết bề mặt chất hấp phụ đồng nhất về mặt năng lượng do các phương trình này có ý nghĩa vật lý cao và liên quan trực tiếp tới các thông số cấu trúc xốp của chất hấp phụ

Hình 1.3 Đường cong biểu diễn sự phụ thuộc q e theo C e