Nghiên cứu tách Ion Cu2+ trong dung dịch nước bằng vật liệu hấp thụ Bentonit Thuận Hải

Ảnh hưởng của các yếu tố như thời gian khuấy, pH dung dịch, nồng độ bentonit, nồng độ Cu2+, nhiệt độ đến khả năng hấp phụ Cu2+ trên bentonit Thuận Hải đã được khảo sát. Hiệu suất hấp phụ tối ưu đạt 99,86% ở điều kiện: thời gian khuấy 80 phút, nồng độ bentonit 0,5 g/ 100 ml dung dịch, nồng độ Cu2+ 150 mg/l, pH = 5,0. Các thông số nhiệt động của quá trình hấp phụ được xác định ở nhiệt độ 30, 40, 50, 60oC. Kết quả cho thấy quá trình hấp phụ Cu2+ trên bentonit là thu nhiệt và tự xảy ra (Ho = 27,60Kj/mol, Go < 0). Quá trình hấp phụ Cu2+ tuân theo phương trình hấp phụ đẳng nhiệt Freundlich.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Nghiên cứu tách Ion Cu2+ trong dung dịch nước bằng vật liệu hấp thụ Bentonit Thuận Hải NGHIÊN CỨU TÁCH ION Cu2+ TRONG DUNG DỊCH NƯỚC BẰNG VẬT LIỆU HẤP PHỤ BENTONIT THUẬN HẢI A STUDY ON THE REMOVAL OF Cu2+ IONS IN AQUEOUS SOLUTIONS USING THUANHAI BENTONITE LÊ TỰ HẢI Trường Đại học Sư phạm, Đại học Đà Nẵng TÓM TẮT Ảnh hưởng của các yếu tố như thời gian khuấy, pH dung dịch, nồng độ bentonit, nồng độ 2+ 2+ Cu , nhiệt độ đến khả năng hấp phụ Cu trên bentonit Thuận Hải đã được khảo sát. Hiệu suất hấp phụ tối ưu đạt 99,86% ở điều kiện: thời gian khuấy 80 phút, nồng độ bentonit 0,5 g/ 2+ 100 ml dung dịch, nồng độ Cu 150 mg/l, pH = 5,0. Các thông số nhiệt động của quá trình o 2+ hấp phụ được xác định ở nhiệt độ 30, 40, 50, 60 C. Kết quả cho thấy quá trình hấp phụ Cu trên bentonit là thu nhiệt và tự xảy ra (H = 27,60Kj/mol, G < 0). Quá trình hấp phụ Cu o o 2+ tuân theo phương trình hấp phụ đẳng nhiệt Freundlich. ABSTRACT The influence of different factors such as shaking time, pH of aqueous solution, amount of 2+ 2+ adsorbent, Cu concentration and temperature on the absorption ability of Cu on the Thuanhai bentonite have been also investigated. Maximum absorption of 99,86% was achieved under optimized conditions of 80 min of shaking time, pH 5.0, amount of bentonite 2+ 3 0.5g and Cu concentration of 150 mg in 100 cm solution. Thermodynamic parameters for o o o o the sorption system have been determined at 30 C, 40 C, 50 C and 60 C. The results show 2+ o that the sorption of Cu on bentonite is an endothermic and spontaneous process (H 27.16Kj/mol, G < 0). The absorption of Cu on bentonite followed the Freundlich isotherm. o 2+ 1. ĐẶT VẤN ĐỀ Đồng là nguyên tố vi lượng cần thiết cho cây trồng và động vật. Tuy nhiên, khi hàm lượng đồng trong cơ thể người đạt từ 60 – 100 mg/1kg thể trọng thì gây ngộ độc buồn nôn. Với loài vi khuẩn lam, khi nồng độ đồng trong nước 0,01 mg/l sẽ làm chúng chết. Ngoài ra, ion Cu2+ còn liên kết với màng tế bào, ngăn cản quá trình vận chuyển vật chất qua màng gây ảnh hưởng tới quá trình trao đổi chất [1]. Sự ô nhiễm Cu2+ trong môi trường nước được gây ra bởi các nhà máy luyện kim, công nghệ mạ, các mỏ khoáng sản ... Một số phương pháp đã được sử dụng để tách Cu2+ như điện phân, thẩm thấu ngược, xử lý hoá học hay hấp phụ [2,3,4]. Trong công trình này, chúng tôi trình bày kết quả nghiên cứu quá trình tách Cu2+ trong dung dịch nước bằng vật liệu hấp phụ bentonit Thuận Hải. 2. VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU Vật liệu hấp phụ bentonit được tinh chế từ nguồn bentonit Thuận Hải thô như [5] với thành phần hoá học (% khối lượng): SiO2 = 59,80, Fe2O3 = 1,28, CaO = 13,90, MgO = 0,30, MKN (mất khi nung) = 11,80; diện tích bề mặt là 22,14 m2/g và đường kính mao quản trung bình là 51,16Ao.  Quá trình hấp phụ được tiến hành bằng kỹ thuật bể ở tốc độ khuấy 300 vòng/phút với 100 ml dung dịch Cu2+ có nồng độ xác định được pha từ dung dịch gốc Cu(NO3)2 1000 mg/l. pH dung dịch được điều chỉnh bằng dung dịch NaOH, HNO3. Các hoá chất đều có mức độ tinh khiết phân tích và được pha chế trong nước cất hai lần. Ảnh hưởng của các yếu tố như thời gian khuấy, pH dung dịch, nồng độ bentonit, nồng 2+ độ Cu , nhiệt độ đến quá trình hấp phụ đã được khảo sát. Sau khi hấp phụ tại các khoảng thời gian xác định, huyền phù được ly tâm trong 30 phút (tốc độ 4000 vòng/phút) và phân tích nồng độ Cu2+ trong dung dịch thu được bằng phương pháp quang phổ hấp thụ nguyên tử trên máy AAS – 100 PE. HiÖu suÊt qu¸ tr×nh hÊp phô (%A) vµ h»ng sè ph©n bè Kd ®-îc tÝnh nh- sau [4]: C  Ce %A  o .100 (1) Co C  Ce V Kd  o (cm 3 / g ) (2) Ce m Trong ®ã Co: nång ®é Pb2+ tr-íc xö lý, Ce: nång ®é Pb2+ c©n b»ng sau xö lý, V: thÓ tÝch dung dÞch, m: khèi l-îng bentonit. 3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 3 ...