ĐẶng thị quỳnh lan nghiên cứu tổng hợp và Ứng dụng của một số VẬt liệu khung kim loại-hữu cơ. Chuyên ngành: Hóa lý thuyết và hóa lý


Khảo sát đường đẳng nhiệt hấp phụ



tải về 8.99 Mb.
trang48/51
Chuyển đổi dữ liệu08.06.2018
Kích8.99 Mb.
#39698
1   ...   43   44   45   46   47   48   49   50   51

Khảo sát đường đẳng nhiệt hấp phụ


Dựa vào số liệu thực nghiệm trên, ta có thể tính toán các thông số đẳng nhiệt hấp phụ theo mô hình hấp phụ đẳng nhiệt Langmuir và mô hình đẳng nhiệt hấp phụ Freundlich.

  1. Mô hình hấp phụ đẳng nhiệt Langmuir

Phương trình đẳng nhiệt hấp phụ Langmuir:

qe và RL được tính theo công thức: và

Trong đó: qe: Dung lượng hấp phụ tại thời điểm cân bằng (mg/g)



Ce : Nồng độ cân bằng của chất bị hấp phụ còn lại trong dung dịch (mg/l)

qmax: dung lượng hấp phụ cực đại (mg/g)

Co: nồng độ chất bị hấp phụ ban đầu (mg/l)

b: hằng số năng lượng hấp phụ theo mô hình đẳng nhiệt hấp phụ Langmuir (L.mg-1)

V : Thể tích dung dịch trong mỗi thí nghiệm (V = 0,1 lít )

W : Khối lượng chất hấp phụ (tương ứng với thể tích V = 0.1 lít),W = 0,1g.

RL: hệ số tách không thứ nguyên (nêu lên bản chất của quá trình hấp phụ) [103]

Khi RL > 1: Không phù hợp mô hình đẳng nhiệt



RL= 1: Tuyến tính

0< RL< 1: Phù hợp mô hình đẳng nhiệt



RL= 0: Không thuận nghịch

Các giá trị Ce, qe, và Ce/qe của MIL-53(Fe) và MIL-88B khi thay đổi nồng độ của As(V) được trình bày ở Bảng 3.8.



Bảng 3.8. Các giá trị Ce , qe, và Ce/qe, theo các nồng độ khác nhau của MIL-53(Fe) và MIL-88B

Nồng độ dung dịch As(V) (mg/l)

MIL-53(Fe)

Ce (mg/l)

qe (mg/g)

Ce/qe

5

0,0561

4,94

0,011

10

0,302

9,7

0,031

15

1,699

13,301

0,128

30

9,74

20,26

0,481







MIL-88B

Nồng độ dung dịch As(V) (mg/l)

Ce (mg/l)

qe (mg/g)

Ce/qe

5

0,0134

4,987

0,0027

10

0,0408

9,956

0,0041

15

0,0894

14,910

0,006

20

0,7527

19,247

0,0391

30

4,87

25,13

0,1938

Cân bằng hấp phụ của As(V) trên MIL-53(Fe) và MIL-88B được mô phỏng theo mô hình Langmuir ở dạng tuyến tính. Hình 3.52 trình bày đường đẳng nhiệt hấp phụ Langmuir với qmax (dung lượng hấp phụ cực đại ứng với một đơn lớp bề mặt) và RL phản ánh ái lực liên kết giữa As(V) với bề mặt của vật liệu, đặc trưng cho năng lượng của các tâm hấp phụ và liên quan đến nhiệt hấp phụ.



Hình 3.52. Đường hấp phụ đẳng nhiệt Langmuir của As(V) trên (a )MIL-53(Fe), (b) MIL-88B



Kết quả Hình 3.52 cho thấy, giá trị của R2 của MIL-53(Fe) và MIL-88B gần bằng nhau và đều nhỏ hơn 1 điều đó cho thấy, MIL-53(Fe) và MIL-88B đều có khả năng hấp phụ tốt As(V) với dung lượng hấp phụ cao.

  1. Mô hình đẳng nhiệt hấp phụ Freundlich

Phương trình hấp phụ đẳng nhiệt Freundlich:

Trong đó:



qe: Dung lượng hấp phụ tại thời điểm cân bằng (mg/g);

Ce : Nồng độ cân bằng của chất bị hấp phụ còn lại trong dung dịch (mg/l);

Kf: Hằng số đẳng nhiệt hấp phụ Freundlich có quan hệ đến dung lượng hấp phụ (mg.g-1)(mg.L-1)n;

n: Hằng số đẳng nhiệt Freundlich có quan hệ đến cường độ hấp phụ.

Bảng 3.9. Các giá trị, logqe và logCe theo các nồng độ khác nhau của MIL-53(Fe) và MIL-88B

Nồng độ dung dịch As(V) (mg/l)

MIL-53(Fe)

LogCe

Logqe

5

-1,251

0,694

10

-0,52

0,987

15

0,231

1,124

30

0,988

1,307




Nồng độ dung dịch As(V) (mg/l)

MIL-88B

LogCe

Logqe

5

-1,874

0,698

10

-1,389

0,998

15

-1,049

1,1735

20

-0,1234

1,284

30

0,687

1,400

Cân bằng hấp phụ của As(V) trên MIL-53(Fe) và MIL-88B được mô phỏng theo mô hình Freundlich ở dạng tuyến tính. Hình 3.53 biểu diễn phương trình Freundlich với KF và n là các hằng số Freundlich



Hình 3.53. Đường hấp phụ đẳng nhiệt Freundlich của As(V) trên (a) MIL-53(Fe), (b) MIL-88B

Từ Hình 3.52 và 3.53 ta có thể tính toán được các thông số đẳng nhiệt hấp phụ Langmuir và Freundlich. Các thông số đẳng nhiệt hấp phụ Langmuir và Freundlich được trình bày trong Bảng 3.10 và 3.11.

Bảng 3.10. Các thông số của phương trình đẳng nhiệt Langmuir và Freundlich của MIL-53(Fe)



Các thông số đẳng nhiệt Freundlich

Các thông số đẳng nhiệt Langmuir

KF [(mgg−1)(mg−1L)n]

R2

1/n

RL

R2

qo (mg.g−1)

b (L.mg−1)

11,57

0,972

0,264

0,08

0,994

21,27

2,13


Bảng 3. 11. Các thông số của phương trình đẳng nhiệt Langmuir và Freundlich của MIL-88B

Các thông số đẳng nhiệt Freundlich

Các thông số đẳng nhiệt Langmuir

KF [(mgg−1)(mg−1L)n]

R2

1/n

RL

R2

qo (mg.g−1)

b (L.mg−1)

19,72

0,855

0,246

0,01

0,998

25,64

9,75

Từ nghiên cứu mô hình đẳng nhiệt hấp phụ Langmuir và Freundlich ta có thể nhận thấy, các số liệu thực nghiệm phù hợp hơn với mô hình đẳng nhiệt Langmuir. Trường hợp vật liệu MIL-53(Fe), giá trị hằng số tương quan Langmuir R2 =0,994 lớn hơn so với hằng số tương quan Freundlich R2 = 0,972, Đối với vật liệu MIL-88B, giá trị hằng số tương quan Langmuir R2 =0,998 lớn hơn nhiều so với hằng số tương quan Freundlich R2 = 0,855. Giá trị của RL tìm thấy của MIL-53(Fe) là 0,08 và MIL-88B là 0,01 cho thấy rằng, vật liệu tổng hợp được thuận lợi cho việc hấp phụ của As(V) tại điều kiện được áp dụng trong nghiên cứu này.


  1. tải về 8.99 Mb.

    Chia sẻ với bạn bè của bạn:
1   ...   43   44   45   46   47   48   49   50   51



Cơ sở dữ liệu được bảo vệ bởi bản quyền ©hocday.com 2024
được sử dụng cho việc quản lý
    Quê hương
BÁO CÁO
Tài liệu