Nghiên cứu khả năng hấp phụ Fe(III) của than chế tạo từ cây sen hoạt hóa bằng Axit Sunfuric

ISSN: 1859-2171 TNU Journal of Science and Technology 200(07): 25 - 32 
 Email: jst@tnu.edu.vn 25 
NGHIÊN CỨU KHẢ NĂNG HẤP PHỤ Fe(III) CỦA THAN CHẾ TẠO TỪ CÂY 
SEN HOẠT HÓA BẰNG AXIT SUNFURIC 
Vũ Thị Hậu 
Trường Đại học Sư phạm - ĐH Thái Nguyên 
TÓM TẮT 
Bài báo này trình bày các kết quả nghiên cứu về khả năng hấp phụ Fe(III) của than chế tạo từ cây 
sen (than sen) hoạt hóa bằng H2SO4. Các thí nghiệm hấp phụ tĩnh được tiến hành với các thông số 
sau: khối lượng than sen: 0,05g; thể tích dung dịch Fe(III): 50mL; pH ~2,5; tốc độ lắc 250 
vòng/phút; thời gian đạt cân bằng hấp phụ là 120 phút ở nhiệt độ phòng (25±1oC). Trong khoảng 
nhiệt độ khảo sát từ 303 ÷ 323K, xác định được các giá trị ΔGo < 0; ΔHo = - 6,65 kJ/mol chứng tỏ 
quá trình là tự xảy ra và tỏa nhiệt. Mô tả quá trình hấp phụ theo mô hình đẳng nhiệt Langmuir và 
Freundlich cho thấy quá trình hấp phụ Fe(III) trên than sen phù hợp với mô hình Langmuir. Dung 
lượng hấp phụ cực đại ở 298K theo mô hình đẳng nhiệt hấp phụ Langmuir là 35,71mg/g. Dung 
lượng hấp phụ động tương ứng với tốc độ dòng 1,5; 2,0 và 2,5 mL/phút lần lượt là 20,61; 18,91 và 
15,94 mg/g. Dùng dung dịch HNO3 để giải hấp thu hồi Fe(III) cho hiệu suất tương đối cao. 
Từ khóa: hấp phụ, Fe(III), than, sen, đẳng nhiệt Langmuir. 
Ngày nhận bài: 27/02/2019; Ngày hoàn thiện: 25/3/2019; Ngày duyệt đăng: 07/5/2019 
STUDY ON ADSORPTION CAPACITY OF Fe(III) ON CARBON DERIVED FROM 
LOTUS ACTIVE BY SULFURIC ACID 
 Vu Thi Hau 
University of Education - TNU 
ABSTRACT 
This paper focus on the adsorption of Fe(III) in aqueous solution on carbon derived from lotus 
activated by sulfuric acid. The experiments were conducted using the following parameters: 
absorbent mass is 0.05g; the solution volume is 50 mL; pH = 2.5; shaking speed is 250 
rounds/minute; equilibrium time is 120 minute at room teperature (25±1
0
C); optimal volume of 
adsorbent was 0.5 g (VFe(III)= 50mL; Co, Fe(III) ~ 50 mg/L). In the temperature range of 303 - 323K, 
the values of ΔGo < 0; ΔHo = -6.65 kJ/mol implicates that the process is self-inflicted and 
exothermic. Description of adsorption process according to Langmuir and Freundlich isotherm 
models shows that Fe (III) adsorption on carbon lotus is suitable for Langmuir model. Maximum 
adsorption capacity is calculated by the Langmuir adsorption isotherm model as 35.71 mg/g at 
298K. Moving capacity corresponds to the flow rate of 1.5; 2.0 and 2.5 mL/min of 20.61; 18.91 
and 15.94 mg/g, respectively. HNO3 of solution was used to recover Fe(III) with high effective 
elution. 
Key words: adsorption, Fe(III), carbon, lotus, Langmuir isotherm. 
Received: 27/02/2019; Revised: 25/3/2019; Approved: 07/5/2019 
* Corresponding author: Email: vuthihaukhoahoa@gmail.com 
Vũ Thị Hậu Tạp chí KHOA HỌC & CÔNG NGHỆ ĐHTN 200(07): 25 - 32 
 Email: jst@tnu.edu.vn 26 
1. Mở đầu 
Ngày nay cùng với sự phát triển các ngành 
công nghiệp, giao thông  đã làm gia tăng 
các chất gây ô nhiễm. Nguồn nước ô nhiễm là 
một trong những vấn đề quan trọng đối với 
mỗi quốc gia. Các chất gây ô nhiễm có thể là 
thuốc trừ sâu, kim loại nặng, thuốc nhuộm 
chứa các chất hữu cơ – là những chất gây 
nguy hiểm đối với sức khỏe con người. Sắt là 
nguyên tố vi lượng, cần cho cơ thể con người. 
Tuy nhiên, cơ thể người hấp thu lượng sắt 
vượt quá mức cần thiết thì lượng sắt thừa này 
lại trở nên độc. Những độc tính của sắt 
thường gặp là: chứng chán ăn, tiểu ít, tiêu 
chảy, hạ thân nhiệt, thêm vào đó có thể bị tắc 
nghẽn mạch máu của đường tiêu hóa, não, 
tim, gan, trên thận và tuyến ức [1-2]. Nhiều 
phương pháp xử lý nguồn nước hiệu quả mà 
chi phí thấp đã được tìm kiếm: hấp phụ [5-9], 
điện hóa [3], trao đổi [4] được sử dụng rộng 
rãi bởi cấu trúc lỗ và diện tích bề mặt riêng 
lớn của nó. Chất hấp phụ có thể có nguồn gốc 
từ các sản phẩm công nghiệp, thực vật hoặc 
phế thải nông nghiệp, chất thải rắn. Trong bài 
báo này, chúng tôi nghiên cứu khả năng hấp 
phụ Fe(III) theo phương pháp hấp phụ tĩnh và 
hấp phụ động, sử dụng chất hấp phụ là than 
chế tạo từ cây sen hoạt hóa bằng axit 
sunfuric. 
2. Thực nghiệm 
2.1 Hóa chất và thiết bị nghiên cứu 
2.1.1 Hóa chất: 
Dung dịch chuẩn Fe(NO3)3 1000 ± 2 mg/L 
(Merck); HNO3 65%; 1,10 – phenanthroline 
(Merck); Hydroquinone (Merck); CH3COOH 
99%; CH3COONa. Tất cả hóa chất trên đều 
có độ tinh khiết PA. 
2.1.2 Thiết bị nghiên cứu: Máy lắc, tủ sấy, 
máy đo pH, thiết bị rây, cân phân tích 4 số, 
máy quang phổ hấp thụ phân tử UV- 1240. 
2.2 Chế tạo vật liệu hấp phụ 
Chuẩn bị nguyên liệu và quy trình chế tạo vật 
liệu hấp phụ đã được trình bày trong nghiên 
cứu trước [7]. 
2.3 Quy trình thực nghiệm và các thí 
nghiệm nghiên cứu 
2.3.1 Quy trình thực nghiệm 
Trong mỗi thí nghiệm hấp phụ tĩnh: 
- Thể tích dung dịch Fe(III): 50 mL với nồng 
độ xác định. 
- Lượng chất hấp phụ: 0,05 g 
-Thí nghiệm được tiến hành ở nhiệt độ phòng 
(25±1
0C), sử dụng máy lắc với tốc độ 250 
vòng/phút. 
Trong mỗi thí nghiệm hấp phụ động: 
- Lượng chất hấp phụ là 0,5 g; 
- Nồng độ ban đầu của dung dịch Fe(III): 49,5 
mg/L. 
- Thể tích lấy mẫu cho mỗi lần phân tích là 50 mL. 
Trong mỗi thí nghiệm giải hấp: 
- Chất rửa giải là HNO3 có nồng độ xác định. 
- Thể tích lấy mẫu cho mỗi lần phân tích là 10 mL. 
2.3.2 Các thí nghiệm nghiên cứu: 
+ Các thí nghiệm khảo sát một số yếu tố ảnh 
hưởng đến quá trình hấp phụ Fe(III) của than 
sen theo phương pháp hấp phụ tĩnh được tóm 
tắt trong bảng 1. 
Bảng 1. Các thông số hấp phụ 
 Thông số hấp phụ 
Một số yếu tố ảnh hưởng 
Nồng độ đầu Fe3+ 
(mg/L) 
pH Thời gian (phút) Nhiệt độ (K) 
pH 53,78 1÷ 2,5 120 298 
Thời gian 54,28 tối ưu 10 ÷ 150 298 
Nhiệt độ 51,32 tối ưu tối ưu 303 ÷ 323 
Nồng độ đầu và xác định qmax 22,68 ÷ 156,95 tối ưu tối ưu 298 
+ Thí nghiệm hấp phụ Fe(III) của than sen theo phương pháp hấp phụ động: 
Vũ Thị Hậu Tạp chí KHOA HỌC & CÔNG NGHỆ ĐHTN 200(07): 25 - 32 
 Email: jst@tnu.edu.vn 27 
- Ảnh hưởng của tốc độ dòng c