Tải bản đầy đủ - 0 (trang)
* Xây dựng các đẳng nhiệt hấp phụ

* Xây dựng các đẳng nhiệt hấp phụ

Tải bản đầy đủ - 0trang

Đối với chất hấp phụ là chất rắn, chất bị hấp phụ là chất lỏng, khí thì đường

hấp phụ đẳng nhiệt được mơ tả qua các phương trình đẳng nhiệt hấp phụ như:

phương trình hấp phụ đẳng nhiệt Langmuir, Freundlich .

- Đẳng nhiệt hấp phụ Langmuir

Phương trình đẳng nhiệt hấp phụ Langmuir cho sự hấp phụ chất tan

trong dung dịch trên chất hấp phụ rắn có dạng sau:

(2.3)

Trong đó:

Qmax: lượng chất bị hấp phụ cực đại đơn lớp trên một đơn vị khối lượng

chất hấp phụ (mg/g)

KL: hằng số hấp phụ Langmuir (L/mg)

Ce: nồng độ cân bằng của dung dịch (mg/L)

Qe: dung lượng cân bằng hấp phụ của chất bị hấp phụ (mg/g)

Dạng phương trình có thể viết lại như sau:

(2.4)

Các tham số Qmax và KL có thể xác định bằng phương pháp hồi quy tuyến

tính các số liệu thực nghiệm dựa vào đồ thị tương quan giữa C/Qe và Ce.

- Đẳng nhiệt hấp phụ Freundlich

Phương trình đẳng nhiệt hấp phụ Freundlich là phương trình thực nghiệm

mơ tả sự hấp phụ khí hoặc chất tan lên vật hấp phụ rắn trong phạm vi một lớp.

(2.5)

Trong đó:

x: khối lượng chất bị hấp phụ (mg)

m: khối lượng chất hấp phụ (g)

Ce: nồng độ cân bằng của dung dịch (mg/L)

Qe: dung lượng cân bằng hấp phụ của chất bị hấp phụ (mg/g)

KF: hằng số Freundlich (mg/g)(L/mg)1/n

n: hệ số dị thể



Đường đẳng nhiệt hấp phụ Freundlich có thể được viết lại như

sau:

(2.6)

Giá trị KF và n có thể được tính theo giản đồ sự phụ thuộc giữa LnQe và LnCe

hoặc LogQe và LogCe bằng phương pháp hồi quy tuyến tính từ các số liệu thực

nghiệm.

Tính tốn động học hấp phụ

Các tham số động học hấp phụ rất quan trọng trong nghiên cứu ứng dụng

các chất hấp phụ. Hiện nay người ta thường ứng dụng các phương trình động học

hình thức để xác định các hằng số tốc độ biểu kiến.

- Phương trình động học hấp phụ biểu kiến bậc nhất Lagergren: Theo đó, tốc

độ của quá trình hấp phụ phụ thuộc bậc nhất vào dung lượng chất hấp phụ

theo phương trình:

(2.7)

Dạng tích phân của phương trình trên là Ln(Qe – Qt) = LnQe – k1t

- Phương trình động hoc hấp phụ biểu kiên bậc hai: Theo đó, tốc độ của q

trình hấp phụ phụ thuộc bậc hai vào dung lượng của chất hấp phụ theo phương

trình:

(2.8)



Dạng tích phân của phương trình trên là:

Trong đó:



(2.9)



Qe: dung lượng hấp phụ ở thời điểm cân bằng (mg/g)

Qt: dung lượng hấp phụ ở thời điểm t (mg/g)

k1: hằng số tốc độ hấp phụ bậc nhất biểu kiến (h-1)

k2: hằng số tốc độ hấp phụ bậc hai biểu kiến (g/mg.h)

Dựa vào các phương trình đó, xác định thực nghiệm Qt theo t, chúng ta có

thể xác định được k1 và k2.



Chương 3

KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN

3.1. Chế tạo và xác định đặc trưng cấu trúc, hình thái, kích thước của vật liệu

hấp phụ

3.1.1. Chế tạo vật liệu hấp phụ

Dung dịch điện ly là hỗn hợp của bùn đỏ ướt (150 ml) và (NH4)2SO4 (50 ml;

5%) pH của dung dịch được điều chỉnh bằng cách thêm vào dung dịch KOH 7.5%

cho đến khi pH đạt giá trị 14. Một thanh graphite có độ tinh khiết 99,99% (HG),

đường kính 6mm, chiều dài 100mm được vót nhọn ở đầu đóng vai trò là catot.

Một thanh HG khác (đường kính: 6 mm; Chiều dài: 100mm) được sử dụng làm

anot cho quá trình điện hóa bóc tách graphite thành graphene. Cả hai điện cực

được nối với nguồn điện một chiều bên ngoài, với điện áp được tăng dần đến giá

trị 10V với giá trị dòng điện trong khoảng 1,5 đến 1,7A. Dưới tác động của dòng

điện, điện cực anot bị bóc tách ra và đi vào dung dịch. Sau khi phản ứng, dung

dịch điện ly chứa vật liệu được tách ra thông qua q trình lọc hỗ trợ bởi bơm

chân khơng. Các mẫu graphene/bùn đỏ trên (kí hiệu là RMGC) được bảo quản

trong tủ hút ẩm cho đến khi dùng. Hình 3.1 là quá trình chế tạo vật liệu tổ hợp

của graphene và bùn đỏ. Để so sánh hiệu quả của vật liệu tổ hợp graphene/bùn

đỏ, vật liệu graphene cũng được chế tạo với cùng điện thế phân cực và thời gian

nhưng thay thế chất điện ly trên bằng hỗn hợp của (NH4)2SO4 (50 ml; 5%) với

dung dịch KOH (200 ml;7.5%). Graphene chế tạo theo cách trên được gọi là

graphene điện hóa, kí hiệu là EEG.



Hình 3.1: Dung dịch điện ly (a) Bóc tách graphit (b) Sau điện ly (c) Lọc hút chân



Tài liệu bạn tìm kiếm đã sẵn sàng tải về

* Xây dựng các đẳng nhiệt hấp phụ

Tải bản đầy đủ ngay(0 tr)

×