Nghiên cứu động học hấp phụ Phenol trong pha lỏng trên vật liệu Si-MCM-41 tổng hợp từ vỏ trấu

The adsorption of phenol over MCM-41 prepared from rice husk silica was investigated. MCM-41 material (RH-MCM-41) was synthesized using sodium silicate prepared from rice husk as a silica source and cetyltrimetylammoniumbromide (CTAB) as a surfactant with the following gel composition: 1SiO2: 0.106CTAB: 0.03NaOH: 150H2O. The obtained material was characterized by XRD and BET. RH-MCM-41 exhibits high surface area and highly ordered hexagonal mesoporous structures. The adsorption of phenol over RH-MCM-41 fit well to both Langmuir and Freundlich isothermers. A comparison of kinetic models describing the sorption of phenol has been carried out. The results show that the pseudo-second-order equation may be applied for chemisorptions processes.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Nghiên cứu động học hấp phụ Phenol trong pha lỏng trên vật liệu Si-MCM-41 tổng hợp từ vỏ trấuT¹p chÝ Hãa häc, T. 45 (6A), Tr. 76 - 82, 2007 NGHI£N CøU §éNG HäC HÊP PHô PHENOL TRONG PHA LáNG TR£N VËT LIÖU Si-MCM-41 TæNG HîP Tõ Vá TRÊU §Õn Tßa so¹n 15-11-2007 Hå V¨n Th nh1, Vò Anh TuÊn2, NguyÔn H÷u Phó2 1 Tr!êng Cao ®¼ng S! ph¹m TT HuÕ 2 ViÖn Ho¸ häc, ViÖn Khoa häc v0 C«ng nghÖ ViÖt Nam Summary The adsorption of phenol over MCM-41 prepared from rice husk silica was investigated. MCM-41 material (RH-MCM-41) was synthesized using sodium silicate prepared from rice husk as a silica source and cetyltrimetylammoniumbromide (CTAB) as a surfactant with the following gel composition: 1SiO2: 0.106CTAB: 0.03NaOH: 150H2O. The obtained material was characterized by XRD and BET. RH-MCM-41 exhibits high surface area and highly ordered hexagonal mesoporous structures. The adsorption of phenol over RH-MCM-41 fit well to both Langmuir and Freundlich isothermers. A comparison of kinetic models describing the sorption of phenol has been carried out. The results show that the pseudo-second-order equation may be applied for chemisorptions processes. I - Më §ÇU Cacbon ho¹t tÝnh l chÊt hÊp phô ® îc sö dông réng rUi nhÊt, cã lîi thÕ l hÊp phô kh¸ tèt c¸c Phenol l mét trong nh÷ng chÊt g©y « nhiÔm hîp chÊt h÷u c¬ nh ng sù sö dông carbon ho¹tphæ biÕn cã trong n íc th¶i tõ c¸c nh m¸y s¶n tÝnh th êng bÞ h¹n chÕ do bëi khã ho n nguyªnxuÊt v chÕ biÕn c«ng nghiÖp x¨ng dÇu, than ®¸, ®Ó t¸i sö dông [3].giÊy, dÖt t¬ sîi, dÇu má, ho¸ dÇu, d îc Kh¸c víi zeolit, MCM-41 l vËt liÖu maophÈm…Chóng ® îc xem nh l mét trong qu¶n trung b×nh cã cÊu tróc mao qu¶n trËt tùnh÷ng chÊt g©y « nhiÔm h ng ®Çu cã trong (VLMQTBTT) d¹ng oxit silic nªn kh«ng cãnguån n íc th¶i, bëi v× chóng cã h¹i ®èi víi c¸c ho¹t tÝnh xóc t¸c trong nhiÒu hÖ ph¶n øng. Tuysinh vËt ngay c¶ ë nång ®é thÊp. NhiÒu lo¹i nhiªn, MCM-41 l chÊt mang lý t ëng do cÊuphenol ® îc c«ng bè l c¸c chÊt nguy hiÓm do tróc mao qu¶n ®ång ®Òu, bÒ mÆt riªng lín v domøc ®é ®éc h¹i tiÒm Èn cña chóng ®èi víi søc ®ã cã tiÒm n¨ng øng dông cao trong lÜnh vùckhoÎ con ng êi. Do ®ã, tæ chøc b¶o vÖ m«i xóc t¸c v hÊp phô [4].tr êng yªu cÇu ®iÒu chØnh h m l îng phenolcho phÐp cã trong n íc th¶i h¹ xuèng thÊp h¬n Trong b i b¸o n y, nguån silic ®Ó tæng hîp1mg/l [1, 2]. Cã nhiÒu ph ¬ng ph¸p nh hÊp MCM-41 ® îc lÊy tõ vá trÊu (kÝ hiÖu l : RH-phô, ph©n huû vi sinh, oxi ho¸, kÕt tña, trao ®æi MCM-41), mét sè m« h×nh ®éng häc còng nhion v chiÕt dung m«i ®Ó lo¹i bá phenol khái nghiªn cøu ®¼ng nhiÖt hÊp phô Langmuir v Freundlich ¸p dông cho qu¸ tr×nh hÊp phôdung dÞch n íc. Sù hÊp phô l mét qu¸ tr×nh phenol lªn vËt liÖu tæng hîp còng ® îc tr×nht¸ch cã hiÖu qu¶ ®èi víi c«ng nghÖ xö lý c¸cnguån n íc th¶i ra s«ng tõ c¸c khu c«ng nghiÖp. b y.76 II - THùC NGHIÖM performance liquid chromatography: HPLC) ®o dung l îng hÊp phô cña phenol trªn vËt liÖu1. Tæng hîp vËt liÖu RH-MCM-41 ® îc thùc hiÖn trªn m¸y HPLC Shimadzu cña NhËt B¶n. RH-MCM-41 ® îc tæng hîp b»ng ph ¬ngph¸p thñy nhiÖt víi viÖc sö dông Dung l îng hÊp phô ® îc tÝnh theo c«ngcetyltrimetylammoniumbromide (CTAB) l m thøc: qt = (C0-Ct).V/m, trong ®ã C0 l nång ®échÊt t¹o cÊu tróc. Th nh phÇn gel (mol) nh sau: ban ®Çu cña phenol; Ct l nång ®é cña phenol1SiO2: 0,106CTAB: 0,03NaOH: 150H2O. cßn l¹i t¹i thêi ®iÓm t (mg/l); qt l dung l îngNguån silica tõ vá trÊu ® îc chiÕt b»ng dung hÊp phô t¹i thêi ®iÓm t trªn mét ®¬n vÞ khèidÞch NaOH 0,3 M, ® îc dïng ®Ó thay thÕ cho l îng (mg/g); m l l îng chÊt hÊp phô (g)TEOS. Qu¸ tr×nh tæng hîp: Ho tan CTAB ho n III - KÕT QU¶ V TH¶O LUËNto n trong dung dÞch NaOH, nguån silica ® îccho v o hçn hîp trªn trong ®iÒu kiÖn khuÊy 1. Nghiªn cøu cÊu tróc RH-MCM-41 b»ngm¹nh. ChÊt r¾n thu ® îc sau khi kÕt tinh ë XRD v ®¼ng nhiÖt hÊp phô100oC trong 24 giê ® îc läc, röa s¹ch b»ng n íc Tõ h×nh 1 ta thÊy c¸c pic ®Æc tr ng cho cÊucÊt, sÊy kh« v nung ë 550oC ®Ó lo¹i bá chÊt t¹o tróc lôc l¨ng nh (100) cña pha MQTB, c¸c piccÊu tróc. (110), (200), (210) ®Æc tr ng cho møc ®é trËt tù2. §Æc tr ng cÊu tróc v tÝnh chÊt hÊp phô cao cña vËt liÖu. §iÒu n y kh¼ng ®Þnh r»ng vËt liÖu RH-MCM-41 ® îc tæng ...