Nghiên cứu hấp phụ ion Amoni sử dụng vật liệu Graphite hoạt hóa KOH

Các graphit biến đổi KOH (GK) được sử dụng làm chất hấp phụ để loại bỏ hiệu quả ion amoni từ dung dịch nước. Hình ảnh kính hiển vi quét vi điện tử (SEM) của GK cho thấy một cấu trúc bề mặt có độ xốp rất cao của chất hấp phụ. Sự hấp thụtài sản cho ion ammonium của GK được điều tra bằng phương pháp lô.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Nghiên cứu hấp phụ ion Amoni sử dụng vật liệu Graphite hoạt hóa KOHTạp chí phân tích Hóa, Lý và Sinh học - Tập 22, Số 2/2017NGHIÊN CỨU HẤP PHỤ ION AMONI SỬ DỤNGVẬT LIỆU GRAPHITE HOẠT HÓA KOHĐến tòa soạn 3-3-2017Đỗ Trà Hương, Nguyễn Thị Thùy DungTrường Đại học Sư phạm - Đại học Thái NguyênĐặng Văn ThànhTrường Đại học Y dược - Đại học Thái NguyênSUMMARYADSORPTION AMMONIUM FROM AQUEOUS SOLUTION BYGRAPHITE ACTIVATED KOHThe KOH -modified graphite (GK) was used as a adsorbent to remove efficientlyammonium ion from aqueous solution. Scanning electron microscopy (SEM) imagesof GK reveal a highly porous surface structure of the adsopbent. The adsorptionproperties for ammonium ion of GK were investigated by batch method. The influenceof pH (2- 12), contact time (10-240min), and the amount of adsorbent (0.01-0.08g) onammonium ion removal efficiency by the GK were also determined. The results showthat the time to reach adsorption equilibrium, the optimal pH value, and mass ofadsopbent are 150 min, 8.0, and 0.05g, respectively. The maximum monolayeradsorption capacity of GK is 87,72 mg/g. GK acts as a promising adsorbent for theremoval of ammonium ion from aqueous solution.Keywords: Adsorption; graphite, The KOH -modified graphite; Langmuir isotherm;ammonium ion.dàng chuyển hoá thành chất độc hại, lạikhó xử lý. Amoni là chất ảnh hưởngđến sức khỏe con người, khi vào trongcơ thể sẽ chiếm mất oxy khiến cho trẻbị xanh xao, ốm yếu, thiếu máu, khó thởdo thiếu oxi trong máu. Đến một giaiđoạn nào đó khi nhiễm amoni nặng sẽgây ngộp thở và tử vong nếu không cấpcứu kịp thời. Do đó việc tìm ra phương1. MỞ ĐẦUBản thân amoni không quá độc với cơthể, nhưng nếu tồn tại trong nước vớihàm lượng vượt quá tiêu chuẩn chophép rất dễ sinh nitrit (NO2). Trong cơthể động vật, nitrit và nitrat có thể biếnthành N - nitroso, là chất tiền ung thư.Nước nhiễm amoni còn nghiêm trọnghơn nhiễm asen rất nhiều vì amoni dễ99pháp nhằm loại bỏ chúng ra khỏi môitrường nước có ý nghĩa hết sức to lớn.Hiện nay có nhiều phương pháp khácnhau đã được nghiên cứu và áp dụng đểxử lý môi trường nước bị ô nhiễm, cóthể sử dụng một số phương pháp sau:Phương pháp kết tủa, phương pháp traođổi ion, phương pháp hấp phụ…[1-6].Trong đó hấp phụ là một trong nhữngphương pháp có nhiều ưu điểm so vớicác phương pháp vì các vật liệu sử dụnglàm chất hấp phụ tương đối phong phú,dễ điều chế, không đắt tiền, thân thiệnvới môi trường. Bài báo này trình bàykết quả nghiên cứu sự hấp phụ ionamoni trong môi trường nước của vật liệuhấp phụ chế tạo từ graphite hoạt hóa KOH.2. THỰC NGHIỆM2.1. Hóa chấtNước cất hai lần, dung dịch KOH, NaOH,HNO3, NaCl, ion amoni, graphite. Tất cảhóa chất đều có độ tinh khiết PA.2.2. Phương pháp nghiên cứuĐặc điểm bề mặt, hình thái học của vậtliệu hấp phụ được xác định qua phươngpháp kính hiển vi điện tử quét SEM,phương pháp phổ Raman, giản đồ nhiễuxạ tia X (XRD) để xác định cấu trúc vậtliệu. Phép đo trên được thực hiện tạikhoa Khoa học và Kĩ thuật Vật liệu, Đạihọc Giao thông Quốc gia Đài Loan. Xácđịnh nồng độ trước và sau khi hấp phụcủa ion amoni bằng phương pháp đoquang.2.3. Chế tạo tạo vật liệu hấp phụgraphite hoạt hóa KOH (VLHP)Graphite được nghiền nhỏ. Sau đó đượctrộn với KOH theo tỉ lệ khối lượnggraphite : KOH = 1 : 3 rồi đem nung ởnhiệt độ 700 - 1000oC trong 3 giờ. Lọcvà rửa bằng nước cất nhiều lần để loạibỏ KOH hoàn toàn rồi đem sấy khô ở95oC trong 24 giờ. Vật liệu sau khi sấykhô được bảo vệ trong bình hút ẩm.2.4. Phương pháp nghiên cứu thựcnghiệm* Nghiên cứu khả năng hấp phụ ionamoni của VLHP- Thể tích ion amoni là 50 ml với nồngđộ và pH xác định (dung dung dịchHNO3 loãng và dung dịch NaOH đểđiều chỉnh pH).- Lượng vật liệu hấp phụ là 0,05 g- Các thí nghiệm được tiến hành ở nhiệtđộ phòng (25±1OC), hỗn hợp hấp phụđược lắc bằng máy lắc với tốc độ 200vòng/phút.+ Khảo sát thời gian đạt cân bằng hấpphụ.+ Khảo sát ảnh hưởng của pH+ Khảo sát ảnh hưởng của khối lượng vậtliệu.+ Xác định dung lượng hấp phụ cực đạicủa VLHP.- Dung lượng hấp phụ tính theo công(C0  C )Vcbthức: q mTrong đó: V là thể tích dung dịch (l), mlà khối lượng chất hấp phụ (g), C0 lànồng độ dung dịch ban đầu (mg/l), Ccblà nồng độ dung dịch khi đạt cân bằnghấp phụ (mg/l), q là dung lượng hấpphụ tại thời điểm cân bằng (mg/g).- Dung lượng hấp phụ cực đại được xácđịnh theo phương trình hấp phụLangmuir dạng tuyến tính:Ccb11.Ccb q qmaxqmax .bTrong đó: qmax là dung lượng hấp phụcực đại (mg/g), b là hằng số Langmuir.3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN3.1. Kết quả khảo sát đặc điểm bềmặt của (VLHP)Hình 1 đến hình 4 là giản đồ nhiễu xạXRD và phổ Raman của graphite vàgraphite hoạt hóa bởi KOH (VLHP). Từcác hình nhận thấy rằng graphite cóđỉnh nhiễu xạ đặc trưng sắc nét, hẹp,cường độ cao tại góc 2 ~ 26,60 và cácđỉnh nhỏ hơn tại 2 ~ 42.8; 21,6 và34,60; tương ứng các mặt phản xạ 100,101 và 004 của cấu trúc graphite. Tuynhiên, sau khi ho ...