Luận văn Thạc sĩ Khoa học: Nghiên cứu động học quá trình hấp phụ

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:98

Thêm vào BST

Báo xấu

33
lượt xem 6
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Phương pháp hấp phụ có nhiều ứng dụng khác nhau trong công nghiệp từ làm sạch khí, tách các hỗn hợp bay hơi thành các cấu tử, thực hiện quá trình xúc tác không đồng thể trên bề mặt phân chia pha…. cho đến việc tách các chất tan ra khỏi dung dịch, làm sạch triệt để nước thải sau khi đã xử lý bằng các phương pháp khác. Hiện nay các chất hấp phụ còn được ứng dụng nhiều trong xử lý nước và khí thải làm sạch môi trường.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Luận văn Thạc sĩ Khoa học: Nghiên cứu động học quá trình hấp phụ

-1- Bé gi¸o dôc vµ ®µo t¹o Trêng ®¹i häc b¸ch khoa hµ néi ------------------------------------------- LuËn v¨n th¹c sÜ khoa häc Nghiªn cøu ®éng häc qóa tr×nh HÊp phô ngµnh: ho¸ lý thuyÕt vµ ho¸ lý M· Sè: Bïi §Æng Thanh Ngêi híng dÉn khoa häc: GS.TSKH. NguyÔn Minh TuyÓn Hµ Néi - 2005
-2- LêI C¶M ¥N Em xin ch©n thµnh c¶m ¬n GS.TSKH. NguyÔn Minh TuyÓn, thÇy ®· nhiÖt t×nh híng dÉn em hoµn thµnh b¶n luËn v¨n nµy. Em còng xin c¶m ¬n ban l·nh ®¹o, c¸c thÇy c« trong Khoa C«ng nghÖ Hãa häc vµ bé m«n Hãa lý trêng §¹i häc B¸ch Khoa Hµ Néi ®· t¹o mäi ®iÒu kiÖn gióp em hoµn thµnh khãa häc Cao häc 2003-2005. C¶m ¬n c¸c ®ång nghiÖp, b¹n bÌ vµ gia ®×nh ®· ñng hé, ®éng viªn t«i hoµn thµnh khãa häc. Hµ néi th¸ng 10 n¨m 2005 Häc Viªn Bïi §Æng Thanh
-3- Môc lôc Néi dung Trang Môc lôc 3 Danh môc c¸c b¶ng 4 Danh môc c¸c h×nh vÏ, ®å thÞ 5 Më ®Çu 6 Ch¬ng 1. Tæng quan 8 1.1 Kh¸i niÖm hÊp phô 8 1.2 Mét sè th«ng sè kü thuËt c¬ b¶n vÒ chÊt hÊp phô 12 1.3 C©n b»ng vµ c¬ chÕ hÊp phô 13 1.4 §éng häc qóa tr×nh hÊp phô 17 1.5 C¸c yÕu tè ¶nh hëng ®Õn qóa tr×nh hÊp phô 20 1.6 Than ho¹t tÝnh 26 Ch¬ng 2. Ph¬ng ph¸p nghiªn cøu 36 2.1 M« h×nh thèng kª trong hãa häc vµ c«ng nghÖ 36 2.2 Nghiªn cøu ho¹t ®é, tèc ®é hÊp phô cña than ho¹t tÝnh 42 Ch¬ng 3. Thùc nghiÖm 46 3.1 ChuÈn bÞ 46 3.2 Ph¬ng ph¸p tiÕn hµnh thùc nghiÖm 47 Ch¬ng 4. KÕt qña vµ th¶o luËn 49 4.1 Hµm môc tiªu phô thuéc lîng than ho¹t tÝnh, nång ®é metyl da 49 cam, nhiÖt ®é vµ pH 4.2 Hµm môc tiªu phô thuéc lîng than ho¹t tÝnh, nång ®é metyl dacam, 60 tèc ®é khuÊy KÕt luËn vµ KiÕn nghÞ 69 Tµi liÖu tham kh¶o 71 Phô lôc 73
-4- Danh môc c¸c b¶ng Trang B¶ng 1.1: C¸c pha hÊp phô vµ kiÓu t¬ng t¸c hÊp phô t¬ng øng 9 B¶ng 1.2: Mét sè lo¹i h¹t trao ®æi ion 12 B¶ng 1.3: ChÊt hÊp phô trao ®æi ion vµ t¬ng t¸c chÝnh cña nã 24 B¶ng 1.4: KÝch thíc tinh thÓ than ho¹t tÝnh vµ graphit theo A0 27 B¶ng 1.5: Mét sè lo¹i than ho¹t tÝnh vµ chØ sè kü thuËt cña chóng 31 B¶ng 1.6: Thµnh phÇn nguyªn tè hãa häc cña than (%) 32 B¶ng 1.7: Mét sè lo¹i than ho¹t tÝnh, nguyªn liÖu, ph¬ng ph¸p tæng 35 hîp vµ c«ng dông cña chóng trong c«ng nghiÖp B¶ng 2.1: Sù phô thuéc cña α vµo sè yÕu tè ®éc lËp k 42 B¶ng 4.1: §é hÊp thô metyl dacam t¹i nh÷ng nång ®é chuÈn kh¸c 52 nhau trong dung dÞch cã pH = 2 B¶ng 4.2: §é hÊp thô metyl dacam t¹i nh÷ng nång ®é chuÈn kh¸c 53 nhau trong dung dÞch cã pH = 6 B¶ng 4.3: §é hÊp thô metyl dacam t¹i nh÷ng nång ®é chuÈn kh¸c 54 nhau trong dung dÞch cã pH = 10 B¶ng 4.4: C¸c kÕt qña thùc nghiÖm ( y1 ) vµ kÕt qña tÝnh to¸n b»ng m« 57 h×nh ( yˆ1 ) cho môc tiªu ho¹t ®é hÊp phô cña kÕ ho¹ch bËc mét 24 B¶ng 4.5: C¸c kÕt qña thùc nghiÖm ( y2 ) vµ kÕt qña tÝnh to¸n b»ng m« 59 h×nh ( yˆ 2 ) cho môc tiªu tèc ®é hÊp phô cña kÕ ho¹ch bËc mét 24 B¶ng 4.6: §é hÊp thô cña metyl dacam trong níc cÊt t¹i nh÷ng nång 61 ®é chuÈn kh¸c nhau B¶ng 4.7: C¸c kÕt qña thùc nghiÖm ( y1 ) vµ kÕt qña tÝnh to¸n b»ng m« 63 h×nh ( yˆ1 ) cho môc tiªu ho¹t ®é hÊp phô cña kÕ ho¹ch bËc mét 23 B¶ng 4.8: C¸c kÕt qña thùc nghiÖm ( y2 ) vµ kÕt qña tÝnh to¸n b»ng m« 68 h×nh ( yˆ 2 ) cho môc tiªu tèc ®é hÊp phô cña kÕ ho¹ch trùc giao bËc hai
-5- Danh môc c¸c H×nh vÏ, ®å thÞ Trang H×nh 1.1: C¸c lo¹i ®êng ®¼ng nhiÖt hÊp phô 13 H×nh 1.2: CÊu tróc tinh thÓ cña than ho¹t tÝnh hoÆc graphit 26 H×nh 4.1: Phæ UV-VIS cña dung dÞch metyl dacam 12,5mg/L t¹i pH = 2 51 H×nh 4.2: §êng chuÈn ®é metyl dacam t¹i pH = 2 52 H×nh 4.3: Phæ UV-Vis cña dung dÞch metyl dacam 10,5 mg/L t¹i pH = 6 53 H×nh 4.4: §êng chuÈn ®é metyl dacam t¹i pH= 6 53 H×nh 4.5: Phæ UV-VIS cña dung dÞch metyl dacam 10,5 mg/L t¹i pH = 10 54 H×nh 4.6: §êng chuÈn ®é metyl dacam t¹i pH = 10 54 H×nh 4.7: Phæ UV-VIS cña dung dÞch metyl dacam 4 mg/L trong níc cÊt 60 H×nh 4.8: §êng chuÈn ®é metyl dacam trong níc cÊt 61
-6- Më ®Çu Ph¬ng ph¸p hÊp phô cã nhiÒu øng dông kh¸c nhau trong c«ng nghiÖp tõ lµm s¹ch khÝ, t¸ch c¸c hçn hîp bay h¬i thµnh c¸c cÊu tö, thùc hiÖn qóa tr×nh xóc t¸c kh«ng ®ång thÓ trªn bÒ mÆt ph©n chia pha…. cho ®Õn viÖc t¸ch c¸c chÊt tan ra khái dung dÞch, lµm s¹ch triÖt ®Ó níc th¶i sau khi ®· xö lý b»ng c¸c ph¬ng ph¸p kh¸c. HiÖn nay c¸c chÊt hÊp phô cßn ®îc øng dông nhiÒu trong xö lý níc vµ khÝ th¶i lµm s¹ch m«i trêng. C¸c th«ng sè kü thuËt vÒ hiÖu qña còng nh kh¶ n¨ng øng dông cña chÊt hÊp phô phô thuéc vµo nhiÒu yÕu tè. Tríc hÕt lµ nguån gèc vµ c«ng nghÖ s¶n xuÊt ra chÊt hÊp phô, ®èi tîng chÊt bÞ hÊp phô vµ nhÊt lµ kü thuËt tiÕn hµnh hÊp phô. Mét lo¹t c¸c yÕu tè nh nhiÖt ®é, pH, nång ®é chÊt tan, chÕ ®é khuÊy trén, qóa tr×nh chuÈn bÞ chÊt hÊp phô…®Òu cã thÓ cã ¶nh hëng lªn hiÖu qña hÊp phô. Môc tiªu cña luËn v¨n lµ sö dông c«ng cô to¸n häc, cô thÓ lµ ph¬ng ph¸p Quy ho¹ch thùc nghiÖm ®Ó thiÕt lËp mèi quan hÖ gi÷a mét sè môc tiªu hiÖu qña thÓ hiÖn ®éng häc cña qóa tr×nh hÊp phô cña mét lo¹i chÊt hÊp phô rÊt phæ biÕn lµ than ho¹t tÝnh phô thuéc vµo mét sè yÕu tè t¸c ®éng nh lîng chÊt hÊp phô, nång ®é chÊt bÞ hÊp phô, nhiÖt ®é, pH, tèc ®é khuÊy trén ®èi víi chÊt bÞ hÊp phô h÷u c¬ mang mÇu metyl dacam. KÕt qña thu ®îc sÏ lµ hµm to¸n m« t¶ mµ th«ng qua nã biÕt ®îc nh÷ng yÕu tè nµo cã t¸c ®éng ®Õn môc tiªu hiÖu qña, møc ®é t¸c ®éng nh thÕ nµo, cã thÓ dù ®o¸n tríc gÝa trÞ cña môc tiªu hiÖu qña khi thay ®æi c¸c ®iÒu kiÖn tiÕn hµnh hÊp phô. Ngoµi ra trªn c¬ së hµm to¸n m« t¶ thu ®îc cã thÓ tiÕn hµnh tèi u c¸c ®iÒu kiÖn thùc nghiÖm ®Ó thu ®îc kÕt qña tèt nhÊt. LuËn v¨n ®îc chia thµnh 4 ch¬ng: Ch¬ng 1 tãm t¾t c¬ së lý thuyÕt vÒ chÊt hÊp phô, qóa tr×nh hÊp phô, ®éng häc hÊp phô, c¸c yÕu tè ¶nh hëng ®Õn qóa tr×nh hÊp phô vµ mét sè th«ng tin liªn quan ®Õn than ho¹t tÝnh.
-7- Ch¬ng 2 tr×nh bµy ph¬ng ph¸p nghiªn cøu. Néi dung ch¬ng nµy nãi lªn vai trß cña m« h×nh thèng kª trong hãa häc vµ c«ng nghÖ, øng dông quy ho¹ch thùc nghiÖm trong hãa häc vµ c«ng nghÖ cïng víi viÖc m« t¶ thèng kª nh thÕ nµo, cô thÓ hãa viÖc øng dông quy ho¹ch thùc nghiÖm vµo nghiªn cøu ®éng häc hÊp phô cña than ho¹t tÝnh ®èi víi chÊt bÞ hÊp phô metyl dacam. Ch¬ng 3 m« t¶ c¬ së vµ c¸ch thøc tiÕn hµnh c¸c thÝ nghiÖm. Ch¬ng 4 lµ c¸c kÕt qña thÝ nghiÖm thu ®îc còng nh kÕt qña xö lý tÝnh to¸n thèng kª ®a ra m« h×nh. PhÇn kÕt luËn tæng kÕt nh÷ng nhËn xÐt ®¸nh gÝa tõ c¸c kÕt qña nghiªn cøu.
-8- Ch¬ng 1 Tæng quan 1.1 Kh¸i niÖm hÊp phô HÊp phô lµ qóa tr×nh hót b¸m c¸c chÊt bÞ hÊp phô lªn bÒ mÆt chÊt hÊp phô. ChÊt bÞ hÊp phô cã thÓ lµ chÊt khÝ hoÆc h¬i trong hçn hîp kh«ng khÝ vµ theo ®ã lµ qóa tr×nh hÊp phô ®¬n gi¶n h¬n so víi chÊt bÞ hÊp phô lµ chÊt tan trong dung dÞch. Nh×n chung cã thÓ chia hÊp phô ra 3 lo¹i, ®ã lµ hÊp phô vËt lý, hÊp phô hãa häc vµ trao ®æi ion: - HÊp phô vËt lý cã lùc hÊp phô lµ lùc hót t¬ng hç Van Der Waals' gi÷a c¸c ph©n tö. Qóa tr×nh hÊp phô kh«ng kÌm theo ph¶n øng hãa häc, chÊt bÞ hÊp phô di chuyÓn tù do trªn bÒ mÆt chÊt hÊp phô vµ cã thÓ ngng tô thµnh nhiÒu líp. HÊp phô vËt lý lµ qóa tr×nh thuËn nghÞch hoµn toµn. HÊp phô vËt lý mét chÊt khÝ cã nhiÖt hÊp phô cì b»ng nhiÖt ngng tô. - HÊp phô hãa häc lµ qóa tr×nh hÊp phô cã kÌm theo ph¶n øng hãa häc gi÷a chÊt bÞ hÊp phô vµ chÊt hÊp phô. Th«ng thêng chÊt bÞ hÊp phô t¹o thµnh mét ®¬n líp trªn bÒ mÆt chÊt hÊp phô, c¸c ph©n tö chÊt bÞ hÊp phô di chuyÓn tù do. Kh¶ n¨ng cña chÊt hÊp phô vÒ c¬ b¶n lµ c¹n kiÖt khi bÒ mÆt ®îc phñ kÝn bëi ®¬n líp nµy. HÊp phô hãa häc cã nhiÖt hÊp phô lín h¬n hoÆc b»ng nhiÖt ph¶n øng. - HÊp phô trao ®æi ion cã c¬ chÕ hÊp phô chÝnh phô thuéc vµo c¸c t¬ng t¸c ion. C¸c t¬ng t¸c ion xuÊt hiÖn gi÷a ph©n tö chÊt bÞ hÊp phô mang ®iÖn tÝch d¬ng hoÆc ©m vµ chÊt hÊp phô mang ®iÖn tÝch tr¸i dÊu. ChÊt hÊp phô trao ®æi cation gi÷ l¹i chÊt bÞ hÊp phô tÝch ®iÖn d¬ng hay cßn gäi lµ "cationic". ChÊt hÊp phô trao ®æi anion gi÷ l¹i chÊt bÞ hÊp phô tÝch ®iÖn ©m hay cßn gäi lµ "anionic".
-9- Nh÷ng yÕu tè chÝnh t¸c ®éng lªn qóa tr×nh hÊp phô trao ®æi ion lµ: pH, cêng ®é ion vµ ®é chän läc ion. C¸c ion cã ®iÖn tÝch cµng lín (nh ion hãa trÞ ba) vµ kÝch thíc cña ion (b¸n kÝnh hydrat) cµng nhá th× qóa tr×nh hÊp phô cµng m¹nh. Qóa tr×nh chuyÓn chÊt trong hÊp phô ®îc xem gåm cã 3 giai ®o¹n: - KhuyÕch t¸n tõ trong m«i trêng ®Õn bÒ mÆt chÊt hÊp phô. - KhuyÕch t¸n theo c¸c pore ®Õn bÒ mÆt. - Vµ cuèi cïng lµ t¬ng t¸c hÊp phô. Hai giai ®o¹n sau phô thuéc vµo tÝnh chÊt vµ cÊu tróc chÊt hÊp phô. Tèc ®é vµ ph¹m vi hÊp phô phô thuéc nhiÒu vµo b¶n chÊt vïng bÒ mÆt chÊt hÊp phô. B¶n chÊt vµ vïng bÒ mÆt chÊt hÊp phô quyÕt ®Þnh ®Õn kiÓu chÊt cã thÓ hÊp phô ®îc còng nh quyÕt ®Þnh ®Õn t¬ng t¸c nµo gi÷a chÊt bÞ hÊp phô vµ bÒ mÆt ®ãng vai trß chÝnh yÕu. LÊy vÝ dô c¸c chÊt hÊp phô kh«ng ph©n cùc t¬ng t¸c víi chÊt bÞ hÊp phô theo t¬ng t¸c yÕu Van der Waals hay t¬ng t¸c ph©n t¸n, t¬ng t¸c nµy h×nh thµnh do sù xen phñ c¸c ®¸m m©y ®iÖn tö líp ngoµi gi÷a chÊt bÞ hÊp phô vµ pha liªn kÕt cña chÊt hÊp phô. ChÊt hÊp phô cã m¹ch alkyl cha bÞ biÕn tÝnh nh C18, C8 vµ C4 chØ cã mçi t¬ng t¸c theo c¬ chÕ nµy. Tuy nhiªn c¸c chÊt hÊp phô kh«ng ph©n cùc kh¸c trªn nÒn silica biÕn tÝnh cã chøa c¸c nhãm chøc nh cyano, phenyl, cacbon cã thÓ cã nh÷ng kiÓu t¬ng t¸c kh¸c víi mét sè lo¹i chÊt bÞ hÊp phô nµo ®ã. B¶ng 1.1 liÖt kª mét sè pha chÊt hÊp phô kh«ng ph©n cùc vµ c¸c kiÓu t¬ng t¸c cña chóng [11]. B¶ng 1.1: C¸c pha hÊp phô vµ kiÓu t¬ng t¸c hÊp phô t¬ng øng Pha chÊt hÊp phô KiÓu t¬ng t¸c C18, C8, C4 Van der Waals (ph©n t¸n) Cyano Van der Waals (ph©n t¸n), liªn kÕt hydro, t¬ng t¸c lìng cùc-lìng cùc Phenyl Van der Waals (ph©n t¸n), t¬ng t¸c π-π Cacbon Van der Waals (ph©n t¸n), tÝch ®iÖn cã lìng cùc, t¬ng t¸c π-π
-10- §· cã rÊt nhiÒu chÊt r¾n ®îc sö dông cho môc ®Ých hÊp phô nh silicagel, chÊt dÎo xèp zeolit, oxit nh«m ho¹t tÝnh, than ho¹t tÝnh, chÊt hÊp phô trao ®æi ion…. Silicagel (silicic acid) lµ mét chÊt hÊp phô t¸i sinh cña silica víi thuéc tÝnh axit yÕu. §é xèp cña silicagel cã thÓ ®¹t tõ 50 - 60%, tæng diÖn tÝch bÒ mÆt cña mét sè lo¹i cã thÓ ®¹t tíi 800 m2/g. Nguyªn liÖu tæng hîp silicagel lµ axit silic H4SiO4 (®©y lµ mét axit rÊt yÕu pK1 = 9,9 vµ pK2 = 12,4), khi nång ®é axit vît qóa ®é tan nã kh«ng kÕt tña mµ th«ng qua ph¶n øng trïng ngng t¹o thµnh polyme, ph¶n øng trïng ngng ph¸t triÓn vµ t¹o ra c¸c ph©n tö polyme lín cho ®Õn khi ph©n tö polyme ph¸t triÓn ®Õn kÝch thíc h¹t keo. C¸c h¹t keo tiÕp tôc kÕt hîp l¹i víi nhau t¹o thµnh d¹ng gel. Trong thùc tÕ silicagel thêng ®îc tæng hîp b»ng c¸ch kÕt tña SiO2 tõ dung dÞch thñy tinh láng víi axit (thñy tinh láng: lµ lo¹i silicat kiÒm cã c«ng thøc hãa häc tæng qu¸t Me0,5On.SiO2). Silica gel cã thÓ ®îc sö dông ®Ó hÊp phô c¸c chÊt dùa trªn trªn ®é ph©n cùc hãa häc. Nã cã thÓ ®îc sö dông ë d¹ng ho¹t ®éng sau khi ®îc ®èt nãng ë 1500C ®Õn 1600C, hoÆc ë d¹ng khö ho¹t tÝnh víi lîng níc lªn ®Õn 10% [4,5,16]. Silicagel th¬ng phÈm cã trªn thÞ trêng chia ra hai lo¹i: lo¹i mao qu¶n lín vµ lo¹i mao qu¶n nhá cã dung lîng hÊp phô cao h¬n. Silicagel lo¹i mao qu¶n lín thêng ®îc biÕn tÝnh bÒ mÆt (®a vµo c¸c nhãm chøc ho¹t ®éng kh¸c nhau nh phenyl, cyano….) ®Ó dïng lµm chÊt hÊp phô cho mét sè môc ®Ých ®Æc biÖt nh trong ph©n tÝch s¾c ký. Silica gel ®îc sö dông chñ yÕu ®Ó lµm kh«, ®iÒu hßa kh«ng khÝ, ®ãng gãi lµm c«ng cô b¶o vÖ… Alumina lµ mét d¹ng cÊu tróc h¹t vµ xèp cña oxit nh«m. Nã cã ho¹t tÝnh hÊp phô kh¸c nhau trong 3 d¶i pH (baz¬, trung tÝnh vµ axit). Nã ®îc sö dông ®Ó hÊp phô c¸c chÊt dùa trªn ®é ph©n cùc hãa häc kh¸c nhau. Mçi mét trong 3 d¶i pH cña alumina cã mang l¹i kh¶ n¨ng hÊp phô víi nh÷ng nhãm chÊt kh¸c nhau. Alumina ®îc sö dông ®Ó khö níc trong khÝ vµ trong c¸c
-11- dung dÞch, lµm kh« kh«ng khÝ, t¸ch s¾c ký, xö lý ph©n ®o¹n dÇu má, khö mïi, hÊp phô mét sè chÊt ®Æc thï nh florua, asen… - Alumina baz¬ cã pH 9-10. C¸c hîp chÊt h÷u c¬ nhãm nitrosamin cã thÓ ®îc hÊp phô bëi lo¹i alumina nµy: N-nitroso-di-n-propylamin; N-nitrosodimethylamin; diphenylamin [16]. - Alumina trung tÝnh cã pH 6-8. Nã thÓ hÊp phô ®îc c¸c chÊt nhãm phthalat ester [16]: Bis(2-ethylhexyl) phthalat Diethyl phthalat Butyl benzyl phthalat Dimethyl phthalat Di-n-butyl phthalat Di-n-octyl phthalat - Alumina axit cã pH 4-5. Lo¹i alumina nµy cha cã nhiÒu th«ng tin cô thÓ vÒ kh¶ n¨ng hÊp phô cña nã còng nh nh÷ng øng dông trong thùc tÕ [16]. Alumina baz¬, trung tÝnh vµ axit cã thÓ ®îc chuÈn bÞ thµnh c¸c d¹ng ho¹t tÝnh kh¸c nhau. Lo¹i tèt nhÊt, cã ho¹t tÝnh cao nhÊt ®îc chuÈn bÞ nhê nung alumina cho ®Õn khan hoµn toµn (tiªu biÓu nung qua ®ªm t¹i 400-4500C, nhng nh÷ng quan hÖ thêi gian-nhiÖt ®é kh¸c cã thÓ ®îc sö dông). C¸c d¹ng cßn l¹i ®îc chuÈn bÞ nhê thªm níc vµo lo¹i trªn ®Ó gi¶m bít ho¹t tÝnh nã, lîng níc thªm vµo cã thÓ lªn ®Õn 15% [16]. C¶ lo¹i h¹t nÒn silica vµ nÒn polyme ®Òu cã thÓ ®îc sö dông lµm vËt liÖu hÊp phô trao ®æi ion. H¹t nÒn polyme cã lîi thÕ vÒ d¶i pH lµm viÖc më réng (æn ®Þnh hãa häc), trong khi h¹t nÒn silica cã hiÖu qña cao h¬n vµ ®é bÒn c¬ häc tèt h¬n. Tuy nhiªn lo¹i h¹t lai ghÐp gi÷a hai lo¹i h¹t trªn mang l¹i lîi Ých tõ c¶ hai phÝa. Mét vÝ dô vÒ lo¹i h¹t nµy cã trªn thÞ trêng lµ vËt liÖu h¹t trao ®æi ion BioBasic, nã lµ s¶n phÈm kÕt hîp gi÷a silica víi mét líp phñ polyme (b¶ng 1.2). Líp phñ polyme më réng d¶i pH lµm viÖc [11].
-12- B¶ng 1.2: Mét sè lo¹i h¹t trao ®æi ion VËt liÖu hÊp phô KiÓu trao ®æi H¹t Ligand trao ®æi ion BioBasic SCX Cation m¹nh Silica phñ polyme, Axit sulfonic h×nh cÇu, xèp BioBasic AX Anion yÕu Silica phñ polyme, PEI (polyetylenimin) h×nh cÇu, xèp ChÊt hÊp phô trao ®æi ion ®îc söa dông lµm mÒm níc, khö ion, lo¹i tro khái dung dÞch ®êng…. 1.2 Mét sè th«ng sè kü thuËt c¬ b¶n vÒ chÊt hÊp phô + Ph©n bè kÝch thíc mao qu¶n Dùa trªn c¬ së c¬ chÕ hÊp phô chÊt khÝ mao qu¶n ®Ó x¸c ®Þnh kÝch thíc mao qu¶n, mao qu¶n cã thÓ ®îc chia ra 3 lo¹i: - Mao qu¶n ®êng kÝnh nhá d = 5÷15A0 (Micropor) - Mao qu¶n ®êng kÝnh trung b×nh d = 15÷1000A0 (Mesopor) - Mao qu¶n ®êng kÝnh lín d > 1000A0 (Macropor). + BÒ mÆt riªng Tæng diÖn tÝch bÒ mÆt bªn trong vµ bÒ mÆt riªng bªn ngoµi chÊt hÊp phô tÝnh theo m2/g. + ThÓ tÝch lç xèp Tæng thÓ tÝch tÊt c¶ c¸c mao qu¶n cã trong ®¬n vÞ khèi lîng chÊt r¾n xèp (cm3/g). + §é xèp h¹t r¾n Tû sè gi÷a tæng thÓ tÝch tÊt c¶ c¸c mao qu¶n trªn tæng thÓ tÝch tÊt c¶ c¸c mao qu¶n vµ phÇn chÊt r¾n chøa nã. + §é xèp líp h¹t Tû sè gi÷a thÓ tÝch phÇn rçng cña líp h¹t víi tæng thÓ tÝch phÇn rçng cña líp vµ thÓ tÝch c¸c h¹t trong líp.
-13- 1.3 C©n b»ng vµ c¬ chÕ hÊp phô 1.3.1 Ho¹t ®é hÊp phô Ho¹t ®é hÊp phô lµ lîng tèi ®a chÊt bÞ hÊp phô ®îc hÊp phô trªn mét ®¬n vÞ chÊt hÊp phô ë tr¹ng th¸i c©n b»ng, vµ cã ®¬n vÞ lµ g/g, kg/kg, mol/g…. B¶n chÊt chÊt bÞ hÊp phô vµ chÊt hÊp phô, cÊu tróc chÊt hÊp phô, nång ®é chÊt hÊp phô, c¸c ®iÒu kiÖn vÒ ¸p suÊt, nhiÖt ®é…. lµ nh÷ng yÕu tè t¸c ®éng lªn gÝa trÞ ho¹t ®é hÊp phô. §Ó m« t¶ qóa tr×nh c©n b»ng hÊp phô vµ nh÷ng yÕu tè ¶nh hëng lªn ho¹t ®é hÊp phô, xem xÐt lý thuyÕt vÒ mét sè ®êng ®¼ng nhiÖt hÊp phô. 1.3.2 C¸c lo¹i ®êng ®¼ng nhiÖt hÊp phô Cã 5 lo¹i ®êng ®¼ng nhiÖt tr×nh bµy nh trong h×nh 1.1. Lo¹i I xuÊt hiÖn ®èi víi chÊt hÊp phô mao qu¶n ®êng kÝnh nhá (kÝch thíc mao qu¶n micropor). Lo¹i II vµ III ®Æc trng cho qóa tr×nh hÊp phô lªn vËt r¾n kh«ng xèp. Trêng hîp lùc t¬ng t¸c gi÷a c¸c ph©n tö chÊt bÞ hÊp phô m¹nh h¬n t¸c dông cña lùc hÊp phô cã thÓ ®óng víi mét trong hai lo¹i ®êng ®¼ng nhiÖt hÊp phô III, IV. Lo¹i IV cã hai ®o¹n cong låi ®îc xen vµo gi÷a b»ng mét ®o¹n cong lâm, ®o¹n låi phÝa díi t¬ng øng víi hÊp phô mét líp, ®o¹n cong lâm t¬ng øng víi vïng hÊp phô nhiÒu líp, ®o¹n cong låi phÝa trªn biÓu thÞ cho hiÖn tîng ngng tô mao qu¶n trong nh÷ng mao qu¶n cã ®êng kÝnh trung b×nh (medopor). Lo¹i V ®Æc trng cho c¸c chÊt hÊp phô xèp. H×nh 1.1: C¸c lo¹i ®êng ®¼ng nhiÖt hÊp phô
-14- 1.3.3 Ph¬ng tr×nh Freundlich Sö dông ph¬ng tr×nh nµy ®èi víi qóa tr×nh hÊp phô trong dung dÞch lo·ng. Ho¹t ®é hÊp phô a quan hÖ víi nång ®é chÊt bÞ hÊp phô C trong dung dÞch níc theo c«ng thøc: a = K.Cn (1.1) trong ®ã K vµ n ®Òu lµ c¸c h»ng sè phô thuéc nhiÖt ®é, ph¬ng tr×nh nµy ®îc sö dông ®Ó ®¸nh gÝa vµ so s¸nh chÊt lîng chÊt hÊp phô. Më réng cho qóa tr×nh hÊp phô khÝ, ph¬ng tr×nh cã d¹ng: a = k.pn (1.2) trong ®ã p lµ ¸p suÊt riªng phÇn cña khÝ bÞ hÊp phô. 1.3.4 §¼ng nhiÖt hÊp phô Langmur ThuyÕt hÊp phô Langmur quan niÖm hÊp phô gåm hai qóa tr×nh diÔn ra ®ång thêi: qóa tr×nh hÊp phô tû lÖ víi nång ®é chÊt hÊp phô thÓ khÝ vµ phÇn bÒ mÆt trèng cña chÊt hÊp phô; c¸c ph©n tö cã n¨ng lîng lín h¬n nhiÖt hÊp phô thùc hiÖn qóa tr×nh khö hÊp phô vµ qóa tr×nh nµy tû lÖ víi phÇn bÒ mÆt ®· bÞ hÊp phô. Qóa tr×nh hÊp phô x¶y ra t¹i c¸c trung t©m ho¹t ®éng cña bÒ mÆt chÊt hÊp phô, n¬i cã trêng lùc cha b·o hßa. Lùc hÊp phô cã b¶n chÊt gÇn víi lùc hÊp phô hãa häc, mçi trung t©m hÊp phô mét ph©n tö khÝ t¹o thµnh trªn bÒ mÆt mét líp hÊp phô ®¬n ph©n tö. Gi÷a c¸c ph©n tö tù do vµ c¸c ph©n tö ®· bÞ hÊp phô tån t¹i mét c©n b»ng gièng nh trong mét ph¶n øng hãa häc thuËn nghÞch. NÕu gäi θ, 1-θ t¬ng øng lµ phÇn bÒ mÆt bÞ hÊp phô vµ phÇn bÒ mÆt trèng th× tèc ®é qóa tr×nh hÊp phô tû lÖ víi 1-θ vµ nång ®é chÊt bÞ hÊp phô C, tèc ®é qóa tr×nh khö hÊp phô tû lÖ víi θ. Khi qóa tr×nh hÊp phô ®¹t ®Õn c©n b»ng ta cã: K(1-θ)C = K'θ (1.3) BC Tõ ®©y tÝnh ®îc θ: θ= (1.4) 1 + BC
-15- víi B = K/K'; K vµ K' lµ h»ng sè tèc ®é hÊp phô vµ khö hÊp phô. PhÇn bÒ mÆt bÞ hÊp phô θ chÝnh lµ tû lÖ lîng chÊt bÞ hÊp phô (lµ ho¹t ®é a) trªn lîng chÊt hÊp phô tèi ®a am ®¹t ®îc khi toµn bé bÒ mÆt chÊt hÊp phô ®îc bao phñ hÕt, vµ v× thÕ ta cã: BC a = am (1.5) 1 + BC 1.3.5 ThuyÕt hÊp phô Polanyi Xem qóa tr×nh hÊp phô do c¸c lùc vËt lý thuÇn tóy g©y ra. Trªn bÒ mÆt chÊt hÊp phô cã mét trêng lùc liªn tôc, kh«ng cã c¸c trung t©m ho¹t ®éng. Lùc hÊp phô ph¸t huy t¸c dông c¶ ë kho¶ng c¸ch lín h¬n so víi kÝch thíc c¸c ph©n tö chÊt bÞ hÊp phô. Khi chÊt cßn n»m trong lßng m«i trêng (chÊt khÝ, chÊt láng) c¸ch xa bÒ mÆt hÊp phô, nã kh«ng chÞu t¸c ®éng cña lùc hÊp phô. Nhê c¸c qóa tr×nh khuyÕch t¸n, chuyÓn ®éng ®èi lu, chÊt ®îc vËn chuyÓn ®Õn bÒ mÆt chÊt hÊp phô. Khi tiÕp cËn ®Õn bÒ mÆt hÊp phô ë mét kho¶ng c¸ch nhÊt ®Þnh, lùc hÊp phô b¾t ®Çu ph¸t huy t¸c dông. Vïng kh«ng gian xung quanh bÒ mÆt hÊp phô mµ trong ®ã lùc hÊp phô ph¸t huy t¸c dông ®îc gäi lµ kh«ng gian hÊp phô. Trong vïng kh«ng gian hÊp phô chøa nhiÒu mÆt ®¼ng thÕ, mçi mÆt ®¼ng thÕ cã mét thÕ n¨ng hÊp phô kh¸c nhau. §ã lµ nh÷ng mÆt mµ mçi ®iÓm trªn nã cã cïng thÕ n¨ng hÊp phô. ThÕ n¨ng hÊp phô ®îc tÝnh b»ng c«ng do lùc hÊp phô ®a chÊt tõ trong lßng m«i trêng ®Õn mÆt ®¼ng thÕ. ThÕ n¨ng hÊp phô gi¶m dÇn khi ra xa khái bÒ mÆt hÊp phô vµ ®Õn mét kho¶ng c¸ch nµo ®ã nã triÖt tiªu. §èi víi hÊp phô khÝ lý tëng thÕ n¨ng ®îc tÝnh nh sau. p ξ = RT . ln (1.6) p0 trong ®ã p lµ ¸p suÊt khÝ bÞ hÊp phô vµ p0 lµ ¸p suÊt h¬i b·o hßa cña chÊt bÞ hÊp phô ë d¹ng láng.
-16- ThÕ hÊp phô cã thÓ biÓu diÔn thµnh hµm cña thÓ tÝch pha ®· bÞ hÊp phô n»m trong kh«ng gian thÕ n¨ng hÊp phô V vµ kh«ng phô thuéc nhiÖt ®é. ζ = f (V ) (1.7) KÕt hîp hai ph¬ng tr×nh trªn ta cã: p RT . ln = f (V ) (1.8) p0 §êng cong biÓu diÔn mèi quan hÖ nµy ®îc gäi lµ ®êng ®Æc trng cho cÆp chÊt hÊp phô - chÊt bÞ hÊp phô ®ang nghiªn cøu. Cïng mét chÊt hÊp phô, ®èi víi c¸c chÊt bÞ hÊp phô kh¸c nhau th× trêng thÕ n¨ng t¸c ®éng lªn chÊt bÞ hÊp phô lµ kh«ng gièng nhau nhng cã tÝnh ®ång d¹ng. Do ®ã tõ ®êng ®Æc trng ®èi víi chÊt bÞ hÊp phô nµy cã thÓ suy ra ®êng ®Æc trng ®èi víi chÊt bÞ hÊp phô kh¸c khi biÕt hÖ sè tû lÖ β. ξ' = ξ.β = β.f(V) (1.9) HÖ sè β tû lÖ víi thÓ tÝch mol cña chÊt bÞ hÊp phô láng. 1.3.6 ThuyÕt hÊp phô B.E.T Ph¬ng tr×nh BET ¸p dông cho qóa tr×nh hÊp phô ®a líp, qóa tr×nh hÊp phô ë vïng nång ®é hoÆc ¸p suÊt cao. M« h×nh hÊp phô BET ®a ra mét sè quan ®iÓm nh sau: - Líp hÊp phô ®Çu tiªn tu©n theo ®¼ng nhiÖt hÊp phô Langmuir, nghÜa lµ chÊt hÊp phô lªn bÒ mÆt nhê vµo lùc hÊp phô cña c¸c hãa trÞ d t¹i c¸c trung t©m hÊp phô trªn bÒ mÆt chÊt hÊp phô t¬ng t¸c víi chÊt bÞ hÊp phô ë kho¶ng c¸ch kÝch thíc ph©n tö. C¸c ph©n tö ®· hÊp phô ë líp ®Çu tiªn nµy kh«ng t¬ng t¸c víi nhau. - Cã sù h×nh thµnh c¸c líp hÊp phô thø 2, thø 3… t¹i nh÷ng phÇn kh¸c nhau trªn bÒ mÆt do t¬ng t¸c gi÷a c¸c ph©n tö chÊt bÞ hÊp phô. - Sè líp hÊp phô cã thÓ lµ v« tËn vµ ®îc x¸c ®Þnh bëi thÓ tÝch chÊt bÞ hÊp phô. Ph¬ng tr×nh BET (Brunauer, Emmett, Teller) cã d¹ng:
-17- P 1 C −1  P  = +   (1.10) V (Ps − P ) Vmin .C Vmin .C  Ps  trong ®ã P, Ps lµ ¸p suÊt riªng phÇn vµ ¸p suÊt h¬i b·o hßa cña chÊt bÞ hÊp phô. §¹i lîng P/Ps ®îc gäi lµ ¸p suÊt t¬ng ®èi ®èi víi c©n b»ng hÊp phô. V lµ thÓ tÝch chÊt hÊp phô ë ¸p suÊt c©n b»ng P t¬ng øng. Vmin lµ thÓ tÝch hÊp phô ®¬n líp cña chÊt khÝ trªn 1g chÊt r¾n. C lµ h»ng sè hÊp phô BET cã liªn quan ®Õn nhiÖt hãa láng vµ nhiÖt hÊp phô cña chÊt bÞ hÊp phô. Ph¬ng tr×nh BET cã thÓ ®îc sö dông ®Ó tÝnh Vmin vµ C. §¹i lîng P/V(Ps-P) phô thuéc tuyÕn tÝnh vµo P/Ps trong kho¶ng ¸p suÊt t¬ng ®èi tõ 0,05 ®Õn 0,35. Tuy nhiªn ph¬ng tr×nh BET chØ phï hîp khi ¸p dông cho chÊt hÊp phô r¾n kh«ng xèp hoÆc lµ cã ®é xèp lín, cßn ®èi víi than ho¹t tÝnh lµ chÊt hÊp phô kh«ng ®ång nhÊt vÒ mÆt n¨ng lîng vµ cÊu tróc th× nã kh«ng phï hîp. Nguyªn nh©n lµ thÓ tÝch lç trong cña than ho¹t tÝnh nhá dÉn ®Õn x¶y ra hiÖn tîng n¹p ®Çy mao qu¶n ngay trong giai ®o¹n ®Çu qóa tr×nh hÊp phô. DiÖn tÝch bÒ mÆt riªng cña vËt xèp ®îc x¸c ®Þnh theo ph¬ng tr×nh BET SBET = Vmin.am.N.ω (1.11) trong ®ã: SBET - DiÖn tÝch bÒ mÆt riªng. Vmin - ThÓ tÝch hÊp phô ®¬n líp cña chÊt khÝ trªn 1 gam chÊt r¾n ω - TiÕt diÖn ngang cña ph©n tö chÊt bÞ hÊp phô. N - Sè Avagadro am - Sè mol chÊt bÞ hÊp phô. 1.4 §éng häc qóa tr×nh hÊp phô Qóa tr×nh hÊp phô chÊt tan trong lßng chÊt láng lªn chÊt hÊp phô cã thÓ ®îc chia ra 3 giai ®o¹n tæng qu¸t: 1.4.1 ChuyÓn chÊt trong pha láng §©y lµ giai ®o¹n chÊt tan ®îc vËn chuyÓn tõ trong lßng pha láng ®Õn bÒ mÆt chÊt hÊp phô nhê vµo ®èi lu. Vïng chuyÓn chÊt trong pha láng cßn
-18- gäi lµ vïng khuyÕch t¸n ngoµi, tèc ®é chuyÓn khèi chñ yÕu phô thuéc vµo tÝnh chÊt vËt lý vµ chÕ ®é thñy ®éng lùc. GÇn s¸t víi bÒ mÆt chÊt hÊp phô lu«n lu«n cã mét líp giíi h¹n mµ t¹i ®©y qóa tr×nh truyÒn chÊt vµ nhiÖt bÞ chËm l¹i do bÞ c¬ chÕ dÉn chi phèi. Lîng chÊt vËn chuyÓn ®Õn bÒ mÆt h¹t trªn mét ®¬n vÞ thêi gian tû lÖ víi chªnh lÖch nång ®é gi÷a nång ®é chÊt tan trong lßng dung dÞch vµ nång ®é chÊt tan ngay s¸t bÒ mÆt h¹t. Song song víi qóa tr×nh chuyÓn chÊt qua líp giíi h¹n lu«n cã qóa tr×nh truyÒn nhiÖt hÊp phô ra khái bÒ mÆt h¹t. Lîng nhiÖt nµy tû lÖ víi lîng chÊt. §èi víi hÊp phô khÝ, lîng nhiÖt táa ra lín ngay c¶ khi nång ®é (lîng) chÊt khÝ bÞ hÊp phô nhá. KhuyÕch t¸n trong m«i trêng láng chÞu t¬ng t¸c rÊt lín cña chÊt khuyÕch t¸n víi dung m«i vµ møc ®é kh¸c biÖt kÝch thíc ph©n tö gi÷a dung m«i vµ chÊt khuyÕch t¸n. KÝch thíc cã thÓ rÊt gÇn nhau nh níc, ion kim lo¹i, khÝ tan, chÊt h÷u c¬ ph©n tö lîng thÊp nhng còng cã kÝch thíc kh¸c biÖt lín nh polyme, protein. T¬ng t¸c gi÷a chÊt tan víi níc ®ãng mét vai trß quan träng ®èi víi qóa tr×nh khuyÕch t¸n diÔn ra trong ®ã, t¬ng t¸c nµy trong m«i trêng láng lín h¬n nhiÒu so víi trong m«i trêng khÝ do kho¶ng c¸ch gi÷a chóng gÇn nhau trong giíi h¹n ph¸t huy t¸c dông cña c¸c lo¹i lùc cã trong hÖ. QuyÕt ®Þnh ®Õn kh¶ n¨ng t¬ng t¸c ®Çu tiªn ph¶i kÓ ®Õn tÝnh t¬ng ®ång vÒ b¶n chÊt ph©n tö: ChÊt tan cã ®é ph©n cùc cao, cã cÇu liªn kÕt hydro (rîu, amin….) cã kh¶ n¨ng khuyÕch t¸n chËm h¬n so víi c¸c chÊt Ýt ph©n cùc. B¶n th©n gi÷a c¸c ph©n tö chÊt tan còng cã t¬ng t¸c víi nhau, t¬ng t¸c nµy kh«ng ®¸ng kÓ trong vïng nång ®é thÊp nhng lín lªn trong vïng nång ®é cao ®ång thêi víi sù gi¶m hÖ sè khuyÕch t¸n.
-19- 1.4.2 ChuyÓn chÊt trong lßng h¹t ChÊt tan vËn chuyÓn tõ bÒ mÆt ngoµi cña h¹t vµo bªn trong theo c¬ chÕ nµo phô thuéc vµo lo¹i, kÝch thíc vµ cÊu tróc mao qu¶n cña chÊt hÊp phô, h×nh d¹ng vµ kÝch thíc h¹t, kÝch thíc ph©n tö chÊt tan. §èi víi nh÷ng mao qu¶n cã ®êng kÝnh lín h¬n qu·ng ®êng tù do trung b×nh cña ph©n tö, qóa tr×nh chuyÓn chÊt diÔn ra theo c¬ chÕ khuyÕch t¸n ph©n tö. KhuyÕch t¸n Knudsen chiÕm u thÕ ë nh÷ng mao qu¶n ®êng kÝnh nhá. Ngoµi ra chÊt tan cßn cã thÓ di chuyÓn däc theo bÒ mÆt pore vµo trong lßng h¹t. Giai ®o¹n chuyÓn chÊt trong lßng h¹t cßn gäi lµ giai ®o¹n khuyÕch t¸n trong. 1.4.3 Giai ®o¹n hÊp phô chÊt Giai ®o¹n nµy lµ bíc cuèi cïng cña qóa tr×nh hÊp phô vµ nã lµm b·o hßa dÇn tõng phÇn kh«ng gian hÊp phô. HÊp phô lµm gi¶m ®é tù do cña ph©n tö chÊt tan nªn lu«n kÌm theo sù to¶ nhiÖt. X¶y ra hÊp phô lµ do t¬ng t¸c gi÷a bÒ mÆt chÊt hÊp phô vµ chÊt bÞ hÊp phô vµ nh×n chung ®ã lµ c¸c lùc vËt lý. Trong c¶ 3 giai ®o¹n nãi trªn, mçi giai ®o¹n ®Òu cã trë lùc cña riªng nã. VÝ dô ®èi víi giai ®o¹n hÊp phô, t¬ng t¸c cña bÒ mÆt chÊt hÊp phô víi chÊt bÞ hÊp phô lµ kh¸c nhau ®èi víi nh÷ng ph©n tö kh¸c nhau, ®iÒu ®ã t¹o ra mét tËp hîp c¸c ph©n tö n»m ngay trªn bÒ mÆt vµ nhiÒu líp kh¸c n»m gÇn s¸t víi bÒ mÆt kiÓu nh mét mµng chÊt láng, vµ ®©y lµ trë lùc cña giai ®o¹n nµy. C¸c bíc ®éng häc trªn x¶y ra theo tr×nh tù kÕ tiÕp nhau, bíc cã tèc ®é chËm nhÊt quyÕt ®Þnh tèc ®é toµn bé qóa tr×nh. Giai ®o¹n quyÕt ®Þnh tèc ®é qóa tr×nh ë ®©y cã thÓ lµ giai ®o¹n khuyÕch t¸n ngoµi hoÆc giai ®o¹n khuyÕch t¸n trong, vµ ®«i khi cßn cã thÓ bÞ khèng chÕ bëi c¶ hai giai ®o¹n nµy. NÕu tèc ®é qóa tr×nh quyÕt ®Þnh bëi giai ®o¹n khuyÕch t¸n ngoµi th× nã b»ng chÝnh tèc ®é cÊp khèi. §èi víi chÊt hÊp phô kh«ng xèp, tèc ®é hÊp phô vËt lý cña giai ®o¹n hÊp phô thêng rÊt lín, vµ v× thÕ viÖc x¸c ®Þnh gÆp khã kh¨n. NhiÒu trêng hîp chØ sau 1÷2 gi©y ®· cã ®Õn 90÷95% chÊt bÞ hÊp phô liªn kÕt víi chÊt hÊp
-20- phô vµ ®¹t ®îc c©n b»ng hÊp phô sau 10÷20 gi©y. Tuy nhiªn chÊt hÊp phô thêng xèp vµ cÇn cã thêi gian ®Ó cho ph©n tö chÊt bÞ hÊp phô th©m nhËp vµo lç xèp, ngoµi ra bªn c¹nh hÊp phô vËt lý cßn cã thÓ cã hÊp phô hãa häc vµ ®iÒu ®ã còng kÐo dµi thêi gian hÊp phô. 1.5 C¸c yÕu tè ¶nh hëng ®Õn qóa tr×nh hÊp phô Trong qóa tr×nh hÊp phô tõ dung dÞch, cã nhiÒu yÕu tè t¸c ®éng ®Õn ®é chän läc còng nh kh¶ n¨ng hÊp phô. B¶n chÊt chÊt hÊp phô, chÊt bÞ hÊp phô vµ m«i trêng lµ nh÷ng yÕu c¬ b¶n. Ngoµi ra cßn rÊt nhiÒu c¸c yÕu tè vËt lý vµ hãa häc kh¸c cã ¶nh hëng ®Õn kh¶ n¨ng hÊp phô nh: sù ph©n bè kÝch thíc mao qu¶n, bÒ mÆt riªng, thÓ tÝch lç xèp, ®é xèp cña h¹t r¾n, nång ®é chÊt hÊp phô, nång ®é chÊt bÞ hÊp phô, chÕ ®é khuÊy trén, nhiÖt ®é, ®é pH…. 1.5.1 ¶nh hëng cña kÝch thíc §é xèp vµ t¬ng quan kÝch thíc lç cña chÊt bÞ hÊp phô vµ chÊt hÊp phô cã ¶nh hëng lín tíi kh¶ n¨ng hÊp phô. §èi víi c¸c ph©n tö nhá cã kh¶ n¨ng ®i s©u vµo c¸c mao qu¶n th× khi ®é xèp cña chÊt hÊp phô t¨ng, ®é hÊp phô t¨ng. C¸c ph©n tö lín kh«ng thÓ ®i vµo lç xèp hÑp cña chÊt hÊp phô, sù hÊp phô cña c¸c ph©n tö lín lªn c¸c chÊt hÊp phô cã lç mao qu¶n hÑp diÔn ra rÊt chËm vµ khi kÝch thíc ph©n tö chÊt bÞ hÊp phô t¨ng th× ®é hÊp phô gi¶m. C©n b»ng hÊp phô thiÕt lËp ®îc hoÆc rÊt chËm hoÆc kh«ng ®¹t ®îc. 1.5.2 ¶nh hëng cña chÕ ®é khuÊy trén Tèc ®é khuÊy trén ®îc tÝnh theo chuÈn sè Reynold vµ qóa tr×nh hÊp phô trªn bÒ mÆt r¾n dung dÞch phô thuéc vµo chuÈn sè nµy. ChuÈn sè ®îc tÝnh theo c«ng thøc: d 2 .n.ρ Re = (1.12) µ trong ®ã: d lµ ®êng kÝnh c¸nh khuÊy (m) n lµ tèc ®é khuÊy (v/s)