- Than hoạt tính và cấu trúc bề mặt. - 1.1.1 Than hoạt tính. - 1.1.2 Cấu trúc xốp của bề mặt than hoạt tính. - 1.1.3 Cấu trúc hóa học của bề mặt. - 1.2 Nhóm Cacbon-oxy trên bề mặt than hoạt tính. - 1.3 Ảnh hưởng của nhóm bề mặt cacbon-oxi lên tính chất hấp phụ. - 1.3.1 Tính axit bề mặt của cacbon. - 1.3.3 Sự hấp phụ hơi phân cực. - 1.3.4 Sự hấp phụ từ các dung dịch. - 1.3.5 Sự hấp phụ ưu tiên. - Tâm hoạt động trên bề mặt than. - 1.5 Biến tính bề mặt than hoạt tính. - 1.5.2 Biến tính bề mặt than bằng halogen. - 1.5.3 Biến tính bề mặt than bằng sự lưu huỳnh hóa. - 3.1.1 Khảo sát khả năng hấp phụ amoni của than hoạt tính. - 3.1.2 Khảo sát khả năng hấp phụ của than hoạt tính được oxi hóa trong các khoảng thời gian khác nhau. - 3.1.4 Khảo sát khả năng hấp phụ của than hoạt tính biến tính với các nồng độ axit khác nhau. - 3.2 Khảo sát khả năng hấp phụ amoni của than được biến tính ở nhiệt độ 70 0 C. - 3.3 Khảo sát khả năng hấp phụ của than oxi hóa bằng HNO 3 ở nhiệt độ 100 0 C. - 3.4 Khảo sát khả năng hấp phụ một số kim loại nặng của than biến tính. - 3.4.1.Khả năng hấp phụ Mangan. - Khả năng hấp phụ cadimi (Cd 2. - 3.5.1 Xác định diện tích bề mặt riêng của than. - 3.5.2 Xác định các nhóm chức có thể có trên bề mặt các loại than. - 3.5.3 Xác định tổng số tâm axit trên bề mặt than. - 3.5.5 Bước đầu nghiên cứu cơ chế hấp phụ amoni của than biến tính. - Than hoạt tính và cấu trúc bề mặt của than hoạt tính 1.1.1 Than hoạt tính. - Diện tích bề mặt than hoạt tính chủ yếu là do lỗ nhỏ có bán kính nhỏ hơn 2nm.. - 1.1.2 Cấu trúc xốp của bề mặt than hoạt tính[5]. - Diện tích bề mặt. - riêng của lỗ nhỏ chiếm 95% tổng diện tích bề mặt của than hoạt tính. - Cấu trúc vi lỗ của than hoạt tính được xác định rõ hơn bằng hấp phụ khí và hơi và công nghệ tia X.. - Lỗ lớn (Macropore) không có nhiều ý nghĩa trong quá trình hấp phụ của than hoạt tính bởi vì chúng có diện tích bề mặt rất nhỏ và không vượt quá 0.5m 2 /g. - 1.1.3 Cấu trúc hóa học của bề mặt[5]. - các nhóm bề mặt hoặc các phức bề mặt. - 1.2 Nhóm Cacbon-oxy trên bề mặt than hoạt tính[5]. - Một dạng của bề mặt than hoạt tính đã được oxy hóa được công bố bởi Tarkovskya ở hình dưới đây.. - sử dụng để xác định bản chất và lượng nhóm có tính axit trên bề mặt của than. - 1.3 Ảnh hưởng của nhóm bề mặt cacbon-oxi lên tính chất hấp phụ[5, 13]. - 1.3.1 Tính axit bề mặt của than.. - Nhiều nghiên cứu đã công bố ảnh hưởng của nhóm bề mặt cacbon-oxi lên khả năng hấp phụ hơi nước. - Tương tự, sự hấp phụ của các amin bởi than hoạt tính được xác định bằng lượng nhóm bề mặt cacbon-oxy mang tính axit. - hiện diện của các oxit có tính axit trên bề mặt. - 1.3.5 Sự hấp phụ ưu tiên.. - Tâm hoạt động trên bề mặt than[5, 13]. - Nồng độ của những tâm hoạt động trên bề mặt than hoạt tính được đo theo ngôn ngữ diện tích mặt phẳng họat động (ASA). - 1.5 Biến tính bề mặt than hoạt tính[5, 13, 24]. - Sự biến tính bề mặt than hoạt tính có thể được thực hiện bằng sự tạo thành các dạng nhóm chức bề mặt khác nhau. - Nhóm chức bề mặt cacbon – hydro tạo thành bằng quá trình xử lý than hoạt tính với khí hydro ở nhiệt độ cao. - Than thu được thể hiện khả năng hấp phụ tăng đối với axit. - Đặc điểm bề mặt của than, than hoạt tính và muội được biến tính bằng một số phương pháp xử lý với halogen. - Sự có mặt của nhóm amin đã làm bề mặt than có tính chất kiềm, điều này làm tăng đáng kể khả năng hấp phụ axit.. - 1.5.3 Biến tính bề mặt than bằng sự lưu huỳnh hóa.. - Tính chất hấp phụ của than hoạt tính đã được làm thay đổi khi mang lên nó 5 pyridin. - so sánh trạng thái hấp phụ của than hoạt tính BPL trước và sau khi tẩm với Cu(II), CrO 4. - Biến tính than hoạt tính từ bản chất bề mặt không phân cực thành bề mặt phân cực, có khả năng hấp phụ các cation trong nước.. - 2 NaOH Trung hòa bề mặt vật liệu. - Phương pháp khảo sát các đặc trưng của than biến tính 2.4.2.1 Xác định diện tích bề mặt của than. - A m – diện tích mà một phân tử chất bị hấp phụ chiếm trên bề mặt. - Xác định các nhóm chức có thể có trên bề mặt than.. - Có thể dự đoán sự tồn tại của các nhóm chức trên bề mặt than bằng phương pháp phổ hồng ngoại.. - 2.4.2.3 Xác định tổng số tâm axit trên bề mặt than.. - Do đó việc xác định lượng nhóm chức có tính axit trên bề mặt than có ý nghĩa trong việc đánh giá khả năng hấp phụ ion của than thu được.. - Điện tích bề mặt của than phụ thuộc vào pH của dung dịch. - 3.1.1 Khảo sát khả năng hấp phụ amoni của than hoạt tính nguyên liệu Lấy 0.5g than hoạt tính cho vào 50ml dung dịch NH 4. - Tải trọng hấp phụ của than hoạt tính đối với amoni được tính qua đồ thị sau.. - Kết quả cho thấy khả năng hấp phụ amoni của than hoạt tính là tương đối kém, do bề mặt than hoạt tính có bản chất không phân cực, có ái lực kém đối với các ion trong nước. - Vì thế để tăng khả năng hấp phụ các ion trong nước của than hoạt tính, việc biến tính bề mặt than hoạt tính thành bề mặt phân cực là cần thiết.. - Tải trọng hấp phụ (mg/g). - Khảo sát khả năng hấp phụ NH 4. - trong dung dịch với ion H + trên bề mặt than là kém. - than hoạt tính mạnh hơn do đó tạo ra trên bề mặt than hoạt tính nhiều nhóm chức có tính axit hơn. - Kết quả là than thu được có khả năng hấp phụ tốt hơn.. - 3.1.4.3 Khảo sát khả năng hấp phụ amoni của than biến tính trong HNO 3 đặc. - 3.2 Khảo sát khả năng hấp phụ amoni của than được biến tính ở nhiệt độ 70 0 C.. - 3.3 Khảo sát khả năng hấp phụ của than oxi hóa bằng HNO 3 ở nhiệt độ 100 0 C Than hoạt tính được đun cách thủy với HNO 3 trong các khoảng thời gian khác nhau. - Khảo sát khả năng hấp phụ amoni của than biến tính thu được, ta có các kết quả như dưới đây.. - a, Xác định thời gian cân bằng hấp phụ Mangan. - b, Khảo sát tải trọng hấp phụ cực đại Mn 2+ của than biến tính. - Đồ thị phương trình hấp phụ Langmuir của than biến tính hấp phụ Mn 2+. - Khả năng hấp phụ cadimi (Cd 2+. - a, Khảo sát thời gian cân bằng hấp phụ. - Xác định lại các nồng độ sau hấp phụ. - Đồ thị phương trình hấp phụ Langmuir của than biến tính hấp phụ Cd 2+. - Diện tích bề mặt của than được xác định bằng sự hấp phụ khí N 2 . - Đồ thị đường hấp phụ đẳng nhiệt BET của N 2 trên than hoạt tính.. - Đồ thị biểu diễn theo tọa độ BET của than hoạt tính hấp phụ N 2. - Đồ thị đường hấp phụ đẳng nhiệt BET của của N 2 than oxi hóa. - Đồ thị biểu diễn theo tọa độ BET của than oxi hóa hấp phụ N 2. - Diện tích bề mặt than oxi hóa thu được nhỏ hơn nhiều so với diện tích bề mặt than hoạt tính ban đầu. - Điều này đã làm giảm khả năng hấp phụ vật lý của than hoạt tính biến tính so với than hoạt tính.. - Tổng số tâm axit trên bề mặt than oxi hóa được xác định bằng phương pháp trung hòa với dung dịch NaOH. - Điều đó cho thấy bản chất bề mặt của than biến tính đã có sự thay đổi so với bề mặt than hoạt. - Khi thế các ion H + trên bề mặt than oxi hóa bằng ion Na. - bề mặt than biến tính đã mang tính trung tính. - pH trên 2,35 than oxi hóa có khả năng hấp phụ các cation. - Thực tế cho thấy khi hấp phụ amoni từ dung dịch (pH ~ 6), khả năng hấp phụ của than oxi hóa rất kém.. - Số mmol amoni bị giữ lại trên bề mặt. - được hấp phụ lên bề mặt than biến tính thì sẽ có một ion Na + đi ra khỏi bề mặt than biến tính. - Nghiên cứu bề mặt bằng phổ hồng ngoại, cho thấy trên bề mặt than biến tính có chứa nhóm chức cacboxylic