Nghiên cứu động học hấp phụ Phenol trong pha lỏng trên vật liệu Si-MCM-41 tổng hợp từ vỏ trấu

T¹p chÝ Hãa häc, T. 45 (6A), Tr. 76 - 82, 2007<br /> <br /> <br /> NGHI£N CøU §éNG HäC HÊP PHô PHENOL TRONG PHA LáNG<br /> TR£N VËT LIÖU Si-MCM-41 TæNG HîP Tõ Vá TRÊU<br /> §Õn Tßa so¹n 15-11-2007<br /> Hå V¨n Th nh1, Vò Anh TuÊn2, NguyÔn H÷u Phó2<br /> 1<br /> Tr!êng Cao ®¼ng S! ph¹m TT HuÕ<br /> 2<br /> ViÖn Ho¸ häc, ViÖn Khoa häc v0 C«ng nghÖ ViÖt Nam<br /> <br /> <br /> Summary<br /> The adsorption of phenol over MCM-41 prepared from rice husk silica was investigated.<br /> MCM-41 material (RH-MCM-41) was synthesized using sodium silicate prepared from rice husk<br /> as a silica source and cetyltrimetylammoniumbromide (CTAB) as a surfactant with the following<br /> gel composition: 1SiO2: 0.106CTAB: 0.03NaOH: 150H2O. The obtained material was<br /> characterized by XRD and BET. RH-MCM-41 exhibits high surface area and highly ordered<br /> hexagonal mesoporous structures. The adsorption of phenol over RH-MCM-41 fit well to both<br /> Langmuir and Freundlich isothermers. A comparison of kinetic models describing the sorption of<br /> phenol has been carried out. The results show that the pseudo-second-order equation may be<br /> applied for chemisorptions processes.<br /> <br /> <br /> I - Më §ÇU Cacbon ho¹t tÝnh l chÊt hÊp phô ® îc sö dông<br /> réng rUi nhÊt, cã lîi thÕ l hÊp phô kh¸ tèt c¸c<br /> Phenol l mét trong nh÷ng chÊt g©y « nhiÔm hîp chÊt h÷u c¬ nh ng sù sö dông carbon ho¹t<br /> phæ biÕn cã trong n íc th¶i tõ c¸c nh m¸y s¶n tÝnh th êng bÞ h¹n chÕ do bëi khã ho n nguyªn<br /> xuÊt v chÕ biÕn c«ng nghiÖp x¨ng dÇu, than ®¸, ®Ó t¸i sö dông [3].<br /> giÊy, dÖt t¬ sîi, dÇu má, ho¸ dÇu, d îc Kh¸c víi zeolit, MCM-41 l vËt liÖu mao<br /> phÈm…Chóng ® îc xem nh l mét trong qu¶n trung b×nh cã cÊu tróc mao qu¶n trËt tù<br /> nh÷ng chÊt g©y « nhiÔm h ng ®Çu cã trong (VLMQTBTT) d¹ng oxit silic nªn kh«ng cã<br /> nguån n íc th¶i, bëi v× chóng cã h¹i ®èi víi c¸c ho¹t tÝnh xóc t¸c trong nhiÒu hÖ ph¶n øng. Tuy<br /> sinh vËt ngay c¶ ë nång ®é thÊp. NhiÒu lo¹i nhiªn, MCM-41 l chÊt mang lý t ëng do cÊu<br /> phenol ® îc c«ng bè l c¸c chÊt nguy hiÓm do tróc mao qu¶n ®ång ®Òu, bÒ mÆt riªng lín v do<br /> møc ®é ®éc h¹i tiÒm Èn cña chóng ®èi víi søc ®ã cã tiÒm n¨ng øng dông cao trong lÜnh vùc<br /> khoÎ con ng êi. Do ®ã, tæ chøc b¶o vÖ m«i xóc t¸c v hÊp phô [4].<br /> tr êng yªu cÇu ®iÒu chØnh h m l îng phenol<br /> cho phÐp cã trong n íc th¶i h¹ xuèng thÊp h¬n Trong b i b¸o n y, nguån silic ®Ó tæng hîp<br /> 1mg/l [1, 2]. Cã nhiÒu ph ¬ng ph¸p nh hÊp MCM-41 ® îc lÊy tõ vá trÊu (kÝ hiÖu l : RH-<br /> phô, ph©n huû vi sinh, oxi ho¸, kÕt tña, trao ®æi MCM-41), mét sè m« h×nh ®éng häc còng nh<br /> ion v chiÕt dung m«i ®Ó lo¹i bá phenol khái nghiªn cøu ®¼ng nhiÖt hÊp phô Langmuir v<br /> Freundlich ¸p dông cho qu¸ tr×nh hÊp phô<br /> dung dÞch n íc. Sù hÊp phô l mét qu¸ tr×nh<br /> phenol lªn vËt liÖu tæng hîp còng ® îc tr×nh<br /> t¸ch cã hiÖu qu¶ ®èi víi c«ng nghÖ xö lý c¸c<br /> nguån n íc th¶i ra s«ng tõ c¸c khu c«ng nghiÖp. b y.<br /> <br /> 76<br />  II - THùC NGHIÖM performance liquid chromatography: HPLC) ®o<br /> dung l îng hÊp phô cña phenol trªn vËt liÖu<br /> 1. Tæng hîp vËt liÖu RH-MCM-41 ® îc thùc hiÖn trªn m¸y HPLC<br /> Shimadzu cña NhËt B¶n.<br /> RH-MCM-41 ® îc tæng hîp b»ng ph ¬ng<br /> ph¸p thñy nhiÖt víi viÖc sö dông Dung l îng hÊp phô ® îc tÝnh theo c«ng<br /> cetyltrimetylammoniumbromide (CTAB) l m thøc: qt = (C0-Ct).V/m, trong ®ã C0 l nång ®é<br /> chÊt t¹o cÊu tróc. Th nh phÇn gel (mol) nh sau: ban ®Çu cña phenol; Ct l nång ®é cña phenol<br /> 1SiO2: 0,106CTAB: 0,03NaOH: 150H2O. cßn l¹i t¹i thêi ®iÓm t (mg/l); qt l dung l îng<br /> Nguån silica tõ vá trÊu ® îc chiÕt b»ng dung hÊp phô t¹i thêi ®iÓm t trªn mét ®¬n vÞ khèi<br /> dÞch NaOH 0,3 M, ® îc dïng ®Ó thay thÕ cho l îng (mg/g); m l l îng chÊt hÊp phô (g)<br /> TEOS.<br /> Qu¸ tr×nh tæng hîp: Ho tan CTAB ho n III - KÕT QU¶ V TH¶O LUËN<br /> to n trong dung dÞch NaOH, nguån silica ® îc<br /> cho v o hçn hîp trªn trong ®iÒu kiÖn khuÊy 1. Nghiªn cøu cÊu tróc RH-MCM-41 b»ng<br /> m¹nh. ChÊt r¾n thu ® îc sau khi kÕt tinh ë XRD v ®¼ng nhiÖt hÊp phô<br /> 100oC trong 24 giê ® îc läc, röa s¹ch b»ng n íc Tõ h×nh 1 ta thÊy c¸c pic ®Æc tr ng cho cÊu<br /> cÊt, sÊy kh« v nung ë 550oC ®Ó lo¹i bá chÊt t¹o tróc lôc l¨ng nh (100) cña pha MQTB, c¸c pic<br /> cÊu tróc. (110), (200), (210) ®Æc tr ng cho møc ®é trËt tù<br /> 2. §Æc tr ng cÊu tróc v tÝnh chÊt hÊp phô cao cña vËt liÖu. §iÒu n y kh¼ng ®Þnh r»ng vËt<br /> liÖu RH-MCM-41 ® îc tæng hîp víi cÊu tróc<br /> CÊu tróc vËt liÖu RH-MCM-41 ® îc x¸c MQTB trËt tù cao.<br /> ®Þnh b»ng ph ¬ng ph¸p nhiÔu x¹ tia X thùc hiÖn<br /> Trong h×nh 2 ®¼ng nhiÖt hÊp phô-khö hÊp<br /> trªn m¸y Siemens D500 (§øc), èng ph¸t tia<br /> phô cña RH-MCM-41 ® îc ®iÒu chÕ tõ vá trÊu<br /> R¬nghen b»ng CuK víi b íc sãng = 1,5406 thuéc lo¹i IV theo ph©n lo¹i cña IUPAC v cã<br /> Å, gãc quÐt 2 thay ®æi tõ 0,5÷5o. Ph ¬ng ph¸p ® êng trÔ ®Æc tr ng cho vËt liÖu MCM-41. Khi<br /> ®¼ng nhiÖt hÊp phô-khö hÊp phô nit¬ ® îc thùc ¸p suÊt t ¬ng ®èi P/P0 t¨ng (> 0,27) th× ® êng<br /> hiÖn trªn m¸y ChemBET-3000 (Mü). Ph ¬ng ®¼ng nhiÖt hÊp phô cã ®iÓm uèn ®Æc tr ng cho<br /> ph¸p s¾c ký láng hiÖu n¨ng cao (high- sù ng ng tô mao qu¶n bªn trong MQTB.<br /> <br /> <br /> <br /> 5000<br /> d=39,096<br /> <br /> <br /> <br /> <br /> 600<br /> 4000<br /> <br /> <br /> 500<br /> ThÓ tÝch hÊp phô (cm /g)<br /> <br /> <br /> <br /> <br /> 3000<br /> C êng ®é (cps)<br /> <br /> <br /> <br /> <br /> 3<br /> <br /> <br /> <br /> <br /> 400<br /> <br /> 2000<br /> 300<br /> d=22,566<br /> d=19,592<br /> <br /> <br /> <br /> <br /> 1000<br /> d=14,798<br /> <br /> <br /> <br /> <br /> 200<br /> <br /> <br /> <br /> 0 100<br /> 2 4 6 8 10 0.0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0<br /> <br /> Gãc nhiÔu x¹ 2-Theta (®é) ¸p suÊt t ¬ng ®èi (P/P0)<br /> <br /> <br /> <br /> <br /> H×nh 1: Gi¶n ®å XRD cña mÉu H×nh 2: § êng ®¼ng nhiÖt hÊp phô-khö hÊp phô<br /> RH-MCM-41 N2, 77 K cña RH-MCM-41<br /> 77<br />  B¶ng 1 tr×nh b y c¸c th«ng sè liªn quan tÝnh chÊt bÒ mÆt cña RH-MCM-41 bao gåm diÖn<br /> tÝch bÒ mÆt, SBET; kho¶ng c¸ch 2 t©m mao qu¶n, a0; ® êng kÝnh mao qu¶n, Dpore, thÓ tÝch mao qu¶n…<br /> cña vËt liÖu còng ® îc tr×nh b y.<br /> <br /> B¶ng 1: Mét sè tÝnh chÊt cña vËt liÖu tæng hîp<br /> MÉu d100 (Å) *a0 (Å) Dpore (Å) V (cm3/g) SBET (m2/g) tw (Å)<br /> RH-MCM41 39,1 45,1 27,7 0,95 1061,8 17,4<br /> 2d100<br /> *ao= .<br /> 3<br /> <br /> 2. Nghiªn cøu dung l îng hÊp phô phenol cña RH-MCM-41<br /> H×nh 3 tr×nh b y dung l îng hÊp phô phenol theo thêi gian ë c¸c nång ®é phenol kh¸c nhau<br /> tõ 0,5 ®Õn 3,0 g/l, qua h×nh 3 ta thÊy thêi gian bUo ho hÊp phô øng víi c¸c nång ®é phenol ban ®Çu<br /> kh¸c nhau v o kho¶ng 180 phót, sau thêi gian trªn dung l îng hÊp phô Ýt thay ®æi.<br /> H×nh 4 tr×nh b y dung l îng hÊp phô phenol theo thêi gian ë c¸c nhiÖt ®é kh¸c nhau. ë h×nh<br /> 2 ta thÊy kh¶ n¨ng hÊp phô c ng t¨ng khi t¨ng nhiÖt ®é cho thÊy sù hÊp phô trªn l mét qu¸ tr×nh<br /> hÊp phô ho¸ häc. Thùc vËy, v× hÊp phô vËt lý to¶ nhiÖt ( Hhp < 0) nªn khi nhiÖt ®é t¨ng th× dung<br /> l îng hÊp phô gi¶m.<br /> 180<br /> 110 170 o<br /> 40 C<br /> 3,0 g/l 160<br /> 100<br /> 150<br /> 90<br /> 2,5 g/l<br /> 140<br /> D u n g l î n g h Ê p p h ô , q t (m g /g )<br /> <br /> <br /> <br /> <br /> 2,0 g/l<br /> D u n g l î n g h Ê p p h ô , q t (m g /g )<br /> <br /> <br /> <br /> <br /> 130<br /> 80<br /> 1,5 g/l 120<br /> 70 110 o<br /> 1,0 g/l 30 C<br /> 100<br /> 60<br /> 90<br /> o<br /> 50 80 20 C<br /> 70 o<br /> 10 C<br /> 40 60<br /> 30 50<br /> 0,7 g/l<br /> 40<br /> 20 30<br /> 20<br /> 10<br /> 0,5 g/l 10<br /> 0 0<br /> 0 50 100 150 200 250 300 0 50 100 150 200 250 300<br /> Thêi gan (phót) Thêi gian (phót)<br /> <br /> <br /> H×nh 3: HÊp phô phenol trªn vËt liÖu H×nh 4: HÊp phô phenol trªn vËt liÖu<br /> RH-MCM-41 ë c¸c nång ®é phenol kh¸c nhau RH-MCM-41 ë c¸c nhiÖt ®é kh¸c nhau<br /> <br /> 3. Nghiªn cøu m« h×nh ®¼ng nhiÖt hÊp phô ®Ó nghiªn cøu ®¼ng nhiÖt hÊp phô, trong nghiªn<br /> cøu n y, chóng t«i chØ nghiªn cøu hai m« h×nh<br /> C©n b»ng hÊp phô ® îc x¸c lËp theo c¸c d÷<br /> ®¼ng nhiÖt hÊp phô Langmuir v Freundlich.<br /> liÖu vÒ kh¶ n¨ng hÊp phô. Mét ®¼ng nhiÖt hÊp<br /> phô ® îc ®Æc tr ng bëi c¸c h»ng sè liªn quan Ph ¬ng tr×nh ®¼ng nhiÖt ® îc sö dông réng<br /> ®Õn b¶n chÊt bÒ mÆt v ¸i lùc cña chÊt hÊp phô. rUi nhÊt cho c¸c qu¸ tr×nh hÊp phô l ph ¬ng<br /> Dùa v o c¸c h»ng sè ®ã, ng êi ta cã thÓ so s¸nh tr×nh Langmuir, nã phï hîp víi sù hÊp phô ®¬n<br /> kh¶ n¨ng hÊp phô cña chÊt hÊp phô víi nh÷ng líp theo ph ¬ng tr×nh sau:<br /> chÊt g©y « nhiÔm kh¸c nhau. Cã nhiÒu m« h×nh<br /> 78<br />  q0 K L Ce thùc nghiÖm ¸p dông cho sù hÊp phô trªn bÒ mÆt<br /> qe = (1) kh«ng ®ång nhÊt.<br /> 1 + K L Ce<br /> Trong ®ã q0 l l îng chÊt bÞ hÊp phô cùc ®¹i ®¬n qe = K F Ce1/ n (3)<br /> líp trªn mét ®¬n vÞ khèi l îng chÊt hÊp phô; KL Trong ®ã KF v n l c¸c h»ng sè Freundlich ®Æc<br /> l h»ng sè hÊp phô Langmuir (phô thuéc v o tr ng dung l îng hÊp phô v c êng ®é (lùc) hÊp<br /> nhiÖt ®é). Ce l nång ®é c©n b»ng cña dung dÞch phô. D¹ng ® êng ®¼ng nhiÖt hÊp phô Freundlich<br /> v qe l dung l îng c©n b»ng hÊp phô cña chÊt cã thÓ ® îc viÕt l¹i nh sau:<br /> bÞ hÊp phô.<br /> 1<br /> D¹ng ph ¬ng tr×nh (1) cã thÓ viÕt l¹i nh ln qe = ln K F + ln Ce (4)<br /> sau: n<br /> 1 1 1 1 Gi¸ trÞ cña KF v n cã thÓ ® îc tÝnh theo<br /> = + . (2) gi¶n ®å sù phô thuéc gi÷a lnqe v lnCe.<br /> qe q0 q0 K L Ce<br /> H×nh 5 v h×nh 6 biÓu diÔn ® êng ®¼ng nhiÖt<br /> Gi¸ trÞ cña q0 v KL cã thÓ tÝnh to¸n dùa v o Langmuir v ®¼ng nhiÖt Freundlich ®èi víi qu¸<br /> quan hÖ gi÷a 1/qe v 1/Ce. tr×nh hÊp phô phenol lªn vËt liÖu RH-MCM-41 ë<br /> M« h×nh Freundlich l mét ph ¬ng tr×nh 20oC.<br /> <br /> 0.0145 4.55<br /> y = 2,65946 + 0,23869x<br /> 0.0140 2<br /> y = 0,00917 + 4,25009x 4.50 R = 0,9905<br /> 2<br /> 0.0135 R = 0,9936<br /> 4.45<br /> 0.0130<br /> <br /> <br /> 0.0125 4.40<br /> lnq e<br /> 1/q e<br /> <br /> <br /> <br /> <br /> 0.0120<br /> 4.35<br /> <br /> 0.0115<br /> 4.30<br /> 0.0110<br /> <br /> 4.25<br /> 0.0105<br /> <br /> 0.0002 0.0004 0.0006 0.0008 0.0010 0.0012 0.0014 6.6 6.8 7.0 7.2 7.4 7.6 7.8 8.0<br /> <br /> 1/Ce lnCe<br /> <br /> H×nh 5: §å thÞ ®¼ng nhiÖt Langmuir ®èi víi H×nh 6: §å thÞ ®¼ng nhiÖt Freundlich ®èi víi<br /> sù hÊp phô phenol cña RH-MCM-41 sù hÊp phô phenol cña RH-MCM-41<br /> <br /> B¶ng 2: Mét sè tham sè theo m« h×nh hÊp phô theo Langmuir v Freundlich<br /> C¸c th«ng sè ®¼ng nhiÖt Langmuir C¸c th«ng sè ®¼ng nhiÖt Freundlich<br /> 2<br /> KL R q0 (mg/g) KF R2 n<br /> 0,00216 0,9936 109,051 14,2886 0,9905 4,19<br /> <br /> Tõ h×nh 5 v h×nh 6 v c¸c h»ng sè ®¼ng kh¶ n¨ng hÊp phô phenol cña vËt liÖu RH-<br /> nhiÖt, hÖ sè t ¬ng quan ® îc ghi ë b¶ng 2 ta MCM-41 nh sau:<br /> thÊy c¸c d÷ liÖu c©n b»ng l phï hîp víi ph ¬ng<br /> tr×nh ®¼ng nhiÖt Langmuir v ®¼ng nhiÖt 0, 002Ce<br /> Freundlich. Nh vËy, dùa v o c¸c kÕt qu¶ q e = 109 (m« h×nh Langmuir)<br /> nghiªn cøu nhËn ® îc chóng ta cã thÓ biÓu diÔn<br /> 1 + 0, 002Ce<br /> 79<br />  1 m« h×nh Freundlich v Langmuir l mét.<br /> v q e = 14,3Ce (m« h×nh Freundlich)<br /> n<br /> 4. §éng häc hÊp phô<br /> Dùa v o 2 m« h×nh ®ã, chóng ta cã thÓ x¸c<br /> a) Ph!¬ng tr×nh bËc nhÊt biÓu kiÕn (pseudo-<br /> ®Þnh ® îc c¸c gi¸ trÞ q0 (Langmuir) v KF<br /> first-order equation) cña Lagergren d¹ng tæng<br /> (Freundlich) ®Ó so s¸nh kh¶ n¨ng hÊp phô cña<br /> qu¸t ® îc m« t¶ nh sau: [1]<br /> c¸c chÊt hÊp phô kh¸c nhau ®èi víi phenol. VÝ<br /> dô, t i liÖu [11] cho biÕt KF v n cña than ho¹t dqt<br /> tÝnh ®èi víi phenol lÇn l ît l 21 v 2, ®iÒu ®ã = k1 ( qe qt ) (5)<br /> dt<br /> chøng tá r»ng than ho¹t tÝnh hÊp phô phenol tèt<br /> h¬n RH-MCM-41 kho¶ng 1,5 lÇn (21/14,3) v ë ®©y qe v qt (mg.g-1) l dung l îng hÊp phô ë<br /> ¸i lùc cña phenol víi RH-MCM-41 m¹nh h¬n (n thêi ®iÓm c©n b»ng v thêi ®iÓm t n o ®ã v k1<br /> = 4,19 > n = 2) so víi than ho¹t tÝnh. §iÒu thó l h»ng sè tèc ®é cña sù hÊp phô bËc nhÊt biÓu<br /> vÞ l , sù hÊp phô phenol trªn RH-MCM-41 ®Òu kiÕn (l.phót-1). Sau khi lÊy tÝch ph©n v øng<br /> tu©n theo c¶ hai m« h×nh Langmuir v dông c¸c ®iÒu kiÖn biªn t = 0 ®Õn t v qt = 0 ®Õn<br /> Freundlich. KÕt qu¶ thùc nghiÖm nhËn ® îc qt. D¹ng tÝch ph©n cña ph ¬ng tr×nh n y l :<br /> chøng tá r»ng RH-MCM-41 l vËt liÖu hÊp phô k1<br /> cã bÒ mÆt kh¸ ®ång nhÊt, c¸c t©m hÊp phô cã log(qe qt ) = log(qe ) t (6)<br /> cÊu tróc h×nh häc v n¨ng l îng bÒ mÆt nh 2,303<br /> nhau (nhiÖt hÊp phô Qhf = const( i); i, ®é hÊp BiÓu diÔn log(qe-qt) phô thuéc t ta cã ®å thÞ m«<br /> phô). Bëi v×, m« h×nh Freundlich ® îc x©y dùng t¶ ®éng häc hÊp phô bËc nhÊt biÓu kiÕn cña<br /> víi gi¶ thiÕt Qhf = f( i). Khi Qhf = const( i) th× phenol trªn RH-MCM-41 ë h×nh 7.<br /> <br /> B¶ng 3: Mét sè tham sè cña ph ¬ng tr×nh ®éng häc bËc nhÊt biÓu kiÕn<br /> <br /> Nång ®é D¹ng ph ¬ng tr×nh ®éng häc R12 k1 qe, exp qe, cal<br /> (g/l) (min-1) (mg/g) (mg/g)<br /> 1,5 y = 2,16198-0,01277x 0,9190 0,0294 77,3 145,20<br /> 2,0 y = 2,16156-0,01289x 0,9261 0,0297 82,9 146,07<br /> 2,5 y = 1,97492-0,00396x 0,9385 0,0091 91,9 94,38<br /> qe, cal: gi¸ trÞ dung l îng hÊp phô tÝnh to¸n theo ph ¬ng tr×nh y = ax + b; qe, exp: gi¸ trÞ dung l îng hÊp phô theo<br /> thùc nghiÖm.<br /> <br /> Tõ b¶ng 3 nhËn thÊy r»ng, ph ¬ng tr×nh ë ®©y qe v qt l dung l îng hÊp phô t¹i thêi<br /> ®éng häc bËc nhÊt biÓu kiÕn kh«ng cho kÕt qu¶ ®iÓm c©n b»ng v thêi gian t (mg.g-1) v k2 l<br /> tèt (qe, exp kh¸c nhiÒu so víi qe, cal). Do ®ã, cã thÓ h»ng sè tèc ®é cña sù hÊp phô bËc hai biÓu kiÕn<br /> kÕt luËn r»ng, sù hÊp phô cña phenol trªn RH- (g.mg-1.phót-1). Víi ®iÒu kiÖn biªn t = 0 ®Õn t v<br /> MCM-41 kh«ng x¶y ra theo m« h×nh ®éng häc qt = 0 ®Õn qt. TiÕn h nh lÊy tÝch ph©n (7) v biÕn<br /> ph¶n øng bËc nhÊt. ®æi ta ® îc:<br /> b) Ph!¬ng tr×nh bËc hai biÓu kiÕn (pseudo- t<br /> qt = (8)<br /> second-order Equation) 1 t<br /> 2<br /> +<br /> NÕu tèc ®é hÊp phô tu©n theo quy luËt ®éng k2 qe qe<br /> häc bËc hai, ph ¬ng tr×nh ®éng häc hÊp phô bËc<br /> D¹ng tuyÕn tÝnh cña nã l :<br /> hai biÓu kiÕn ® îc m« t¶ bëi ph ¬ng tr×nh:<br /> t 1 1<br /> dqt = + t (9)<br /> = k2 (qe qt ) 2 (7) 2<br /> qt k2 qe qe<br /> dt<br /> <br /> 80<br />  qt t<br /> Gäi h l tèc ®é hÊp phô ban ®Çu 0 BiÓu diÔn theo t, chóng ta nhËn ® îc ®å<br /> t qt<br /> thÕ th×: h = k2 qe2 thÞ m« t¶ ®éng häc hÊp phô bËc hai biÓu kiÕn<br /> Ph ¬ng tr×nh (9) cã thÓ viÕt l¹i: cña phenol trªn RH-MCM-41 ë h×nh 6.<br /> NÕu ®éng häc bËc hai biÓu kiÕn ® îc ¸p<br /> t 1 1<br /> = + t (10) dông, th× ®å thÞ t/qt víi t cña ph ¬ng tr×nh (9) l<br /> qt h qe tuyÕn tÝnh nh tr×nh b y ë h×nh 8.<br /> <br /> 2.0<br /> 4.0<br /> 1,5g/l<br /> 1.8<br /> 1,5 g/l<br /> 3.5 2,0g/l<br /> 1.6 2,0 g/l<br /> 2,5 g/l<br /> 1.4 3.0 2,5g/l<br /> <br /> <br /> <br /> t/qt(min.g/mg)<br /> 1.2<br /> 2.5<br /> log(qe-qt)<br /> <br /> <br /> <br /> <br /> 1.0<br /> <br /> 0.8 2.0<br /> <br /> <br /> 0.6<br /> 1.5<br /> <br /> 0.4<br /> 1.0<br /> 0.2<br /> <br /> 0.0 0.5<br /> 0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 50 100 150 200 250 300<br /> t, min t (min)<br /> <br /> H×nh 7: §å thÞ ®éng häc hÊp phô bËc nhÊt H×nh 8: §å thÞ ®éng häc hÊp phô bËc hai<br /> biÓu kiÕn cña phenol trªn RH-MCM-41 biÓu kiÕn cña phenol trªn RH-MCM-41<br /> <br /> B¶ng 4 chØ ra c¸c tham sè ®éng häc cña RH-MCM-41 kh¸ phï hîp víi quy luËt ®éng<br /> ph ¬ng tr×nh bËc hai biÓu kiÕn, khi so s¸nh víi häc bËc hai, gi¸ trÞ hÖ sè tin cËy R2 t ¬ng quan<br /> c¸c tham sè ®éng häc cña ph ¬ng tr×nh bËc nhÊt gi÷a ph ¬ng tr×nh bËc nhÊt v ph ¬ng tr×nh bËc<br /> ta thÊy qu¸ tr×nh hÊp phô phenol trªn vËt liÖu hai biÓu kiÕn l 0,9385 v 0,9982.<br /> <br /> B¶ng 4: Mét sè tham sè cña ph ¬ng tr×nh ®éng häc bËc hai biÓu kiÕn<br /> Nång ®é qe, exp qe, cal<br /> D¹ng ph ¬ng tr×nh ®éng häc R22 k2 (g/mg.min)<br /> (g/l) (mg/g) (mg/g)<br /> 1,5 y = 0,39418+0,0112x 0,9972 3,18.10-4 77,3 89,3<br /> -4<br /> 2,0 y = 0,31075+0,0106x 0,9982 3,63.10 82,9 94,1<br /> -4<br /> 2,5 y = 0,46101+0,0075x 0,9788 1,21.10 91,9 134,2<br /> <br /> IV - KÕT LUËN C¸c tÝnh chÊt cña vËt liÖu tæng hîp ® îc ë<br /> trªn qua ®Æc tr ng b»ng c¸c ph ¬ng ph¸p ho¸ lý<br /> §U tæng hîp v ®Æc tr ng vËt liÖu RH- XRD, BET cho phÐp chóng ta cã thÓ dïng<br /> MCM41 víi nguån oxit silic ® îc chiÕt tõ vá nguån oxit silic lÊy tõ vá trÊu ®Ó thay thÕ TEOS<br /> trÊu thay thÕ TEOS. trong qu¸ tr×nh tæng hîp vËt liÖu MQTBTT.<br /> 81<br />  §U nghiªn cøu sù hÊp phô phenol trªn vËt Water Air Soil Pollut. Vol. 29, P. 273 - 288<br /> liÖu RH-MCM-41, kÕt qu¶ cho thÊy r»ng kh¶ (1986).<br /> n¨ng hÊp phô cña chÊt hÊp phô bÞ ¶nh h ëng bëi 4. J. J. W. Stevens, M. Mertens, S. Mullens, I.<br /> nång ®é ban ®Çu cña phenol, thêi gian v nhiÖt Thijs, V. G. Tendeloo, P. Cool, F. E.<br /> ®é cña qu¸ tr×nh hÊp phô. Vansant. Microporous and mesoporous<br /> §U nghiªn cøu m« h×nh ®¼ng nhiÖt hÊp phô materials, 119 (2006).<br /> cña phenol lªn RH-MCM-41 kÕt qu¶ cho thÊy 5. A. Vinu, D.P. Sawant, K. Ariga, K. Z.<br /> qu¸ tr×nh hÊp phô phï hîp víi c¶ hai m« h×nh Hossain, S. B. Halligudi, M. Hartmann, and<br /> ®¼ng nhiÖt hÊp phô Langmuir v Freundlich, M. Nomuna Chem. Mater., 17, 5339 - 5345<br /> chøng tá r»ng RH-MCM-41 l vËt liÖu cã bÒ (2005).<br /> mÆt hÊp phô kh¸ ®ång nhÊt.<br /> 6. Y. S. HO and G. Mckay. Trans IChemE.,<br /> Nghiªn cøu m« h×nh ®éng häc bËc nhÊt biÓu Vol. 76, Part B., 332 - 228 (1998).<br /> kiÕn v bËc hai biÓu kiÕn ®èi víi qu¸ tr×nh hÊp<br /> phô phenol trªn vËt liÖu RH-MCM-41 cho thÊy 7. H Izanloo and S Nasseri. Iranian J Env<br /> qu¸ tr×nh hÊp phô phenol x¶y ra theo quy luËt Health Sci. Eng., Vol. 2, No. 1, P. 33 - 42<br /> ®éng häc bËc hai tèt h¬n so víi m« h×nh ®éng (2005).<br /> häc bËc nhÊt. 8. Siriluk Chiarakorn, Nurak Grisdanurak, and<br /> Dung l îng hÊp phô phenol lªn vËt liÖu RH- R. C. Miller. Environment & Hazardous<br /> MCM-41v o kho¶ng 91,9 mg/g cho phÐp chóng Management, Vol. 26, 37 - 44 (2004).<br /> ta cã thÓ dïng vËt liÖu RH-MCM-41 trong xö lý 9. A. A. M. Daifullah, B. S. Girgis, H. M. H.<br /> m«i tr êng. Gad. Utilization of argo-residues (rice husk)<br /> in small waste water treatment plans,<br /> T I LIÖU THAM KH¶O Material letters, Vol. 57, 1723 - 1731<br /> (2003).<br /> 1. M. R. Mostafa, S. E. Sarma, A. M. and 10. M. T. Uddin, M. S. Islam, and M. Z. Abedin.<br /> Yousef. Idian Journal of Chem. Vol. 28A, Asian research publishing network (ARPN).<br /> P. 946 - 948 (1989). Vol. 2, No. 2, Apr. 2007, P. 11 - 17.<br /> 2. N. N. Dutta, G. S. Patil, and S. Brothakur. 11. V. L. Snoeyink. Adsorption of organic<br /> Separation Sci. and Tech. Vol. 27, P. 1435 compounds. In “water quality and<br /> (1992). treatment” AWWA, 4th ed, Mc Graw-Hill,<br /> 3. G. McKay, G. R. Prasad, P. R. Mowli. Inc (1990).<br /> <br /> <br /> <br /> <br /> 82<br />