Nghiên cứu khả năng hấp phụ một số ion kim loại nặng trên đá ong tự nhiên và quặng apatit tự nhiên

Tạp chí phân tích Hóa, Lý và Sinh học - Tập 25, Số 2/2020 
NGHIÊN CỨU KHẢ NĂNG HẤP PHỤ MỘT SỐ ION KIM LOẠI NẶNG 
 TRÊN ĐÁ ONG TỰ NHIÊN VÀ QUẶNG APATIT TỰ NHIÊN 
Đến toà soạn 20-11-2019 
Ngô Thị Mai Việt, Dương Thị Tú Anh 
Khoa Hóa học – Trường Đại học Sư phạm Thái Nguyên 
SUMMARY 
STUDY ON ADSORPTION CAPACITY OF SOME HEAVY METAL IONS 
ON NATURAL LATERITE AND NATURAL APATITE ORE 
This paper focus on Fe(III), Cr(VI), Mn(II), Ni(II) adsorption study results on natural laterite and 
natural apatite ore. Some characteristics of the materials were investigated by SEM, BET, IR. Some 
conditions that were effective to the removal of Fe(III), Cr(VI), Mn(II), Ni(II) using the materials such 
as pH, materials size, contact time and initial concentration of the metal ions were systematically 
studied. The optimum pH for removal Fe(III), Cr(VI), Mn(II), Ni(II) for both laterite and apatite ore 
was 2.0, 2.5, 6.0, 6.0, respectively. The materials size was 0,1  0,2 mm. The optimum contact time for 
removal Fe(III), Cr(VI), Mn(II), Ni(II) was 90 min, 120 min, 150 min and 150 min for laterite while it 
was 120 min, 150 min, 150 min and 150 min for apatite ore, at room temperature (25 ± 2oC), 
respectively. Maximum adsorption capacity for Fe(III), Cr(VI), Mn(II), Ni(II) on laterite was 2.72 
mg/g; 4.57 mg/g; 1.68 mg/g and 4.34 mg/g while it was 3.02 mg/g; 3.50 mg/g; 2.65mg/g and 5.32 
mg/g on apatite ore, respectively. 
1. MỞ ĐẦU 
Việc phát triển các ngành công nghiệp như 
công nghiệp mạ, công nghiệp khai khoáng hay 
luyện kim... đã góp phần phát triển kinh tế đất 
nước. Tuy vậy, mặt trái của quá trình phát triển 
này là sự ô nhiễm môi trường. Sự có mặt của 
các ion kim loại nặng trong các nguồn nước là 
một trong những nguyên nhân gây ảnh hưởng 
xấu đến sức khoẻ con người. Do đó, loại bỏ 
các ion kim loại nặng có trong các nguồn nước 
là hướng nghiên cứu được nhiều nhà khoa học 
quan tâm [4, 7-11, 13, 14]. Trong số các 
phương pháp được dùng để loại bỏ ion kim 
loại hiện nay (trao đổi ion, đồng kết tủa, hấp 
phụ...) thì hấp phụ vẫn là một phương pháp 
được dùng phổ biến nhất do tính ưu việt của nó 
(tính kinh tế, hiệu quả, thân thiện với môi 
trường, chất hấp phụ phong phú...). Mặc dù 
than hoạt tính và các nano oxit kim loại khá 
hiệu quả trong việc loại bỏ các ion kim loại 
nhưng giá thành của các vật liệu này tương đối 
cao. Vì vậy, các chất hấp phụ giá thành rẻ, có 
nguồn gốc hoàn toàn tự nhiên rất thích hợp đối 
với các nước đang phát triển. Bài báo này trình 
bày các kết quả nghiên cứu về sự hấp phụ 
Fe(III), Cr(VI), Mn(II), Ni(II) trên đá ong tự 
nhiên và quặng apatit tự nhiên, từ đó đánh giá 
khả năng hấp phụ các ion kim loại của các vật 
liệu này. 
2. THỰC NGHIỆM 
2.1. Hóa chất và thiết bị nghiên cứu 
Hóa chất: 
Các dung dịch chuẩn Fe(III), Cr(VI), Mn(II) và 
Ni(II) 1000 mg/L trong HNO3 1-2% của hãng 
Merck, Đức. Fe(NO3).9H2O 99%; K2CrO4 
99,5%; Mn(NO3)2 50%, d = 1,51 g/mL; 
Ni(NO3)2.6H2O 99%; NH3 25 - 28%; HgSO4 
98,5%; AgNO3 (ống chuẩn); (NH4)2S2O8 99%; 
14
NaOH 96%; HNO3 65 ÷ 68%; Dung dịch brom 
bão hòa; Dimetylglyoxim; Axit sunfosalisilic; 
1,5 – diphenylcacbazide; Cồn tuyệt đối. Tất cả 
hóa chất trên đều có độ tinh khiết PA. 
Thiết bị và dụng cụ nghiên cứu: 
Máy lắc Máy lắc HY – 4 Guo Hua Electrial 
Appliance (Trung Quốc); Máy đo pH 2 số 
Presisa 900 (Thụy Sĩ); Máy quang phổ hấp thụ 
phân tử UV 1700 (Shimadzu - Nhật Bản); Tủ 
sấy Jeio tech (Hàn Quốc); Cân điện tử 4 số 
Presicsa XT 120A (Thụy Sĩ); Bình định mức, 
cốc thủy tinh, pipet, bình tam giác, 
2.2. Chuẩn bị nguyên liệu 
Đá ong tự nhiên được lấy tại huyện Thạch Thất 
– Hà Nội, quặng apatit được lấy tại huyện Cam 
Đường – Lào Cai. Sau khi thu thập, các vật 
liệu được rửa bằng nước máy, sau đó được rửa 
bằng nước cất và sấy khô ở 1000C. Nghiền vật 
liệu đến các kích thước hạt khác nhau. Bảo 
quản vật liệu trong lọ polyetylen sạch. 
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: 
- Thể tích dung dịch ion kim loại: 25 mL với 
nồng độ xác định. 
- Lượng chất hấp phụ: 0,1 g 
- Thí nghiệm được tiến hành ở nhiệt độ phòng 
(25 ± 20C), sử dụng máy lắc với tốc độ 200 
vòng/phút. 
2.3.2. Các thí nghiệm nghiên cứu 
* Khảo sát một số yếu tố ảnh hưởng đến quá 
trình hấp phụ ion kim loại của vật liệu: 
+ Ảnh hưởng của pH: pH thay đổi từ 1,5 ÷ 3,0 
đối với Fe(III), từ 2,0 ÷ 6,0 đối với Cr(VI), từ 
2,0 ÷ 7,0 đối với Mn(II) và Ni(II); nồng độ ban 
đầu của Fe(III), Cr(VI), Mn(II) và Ni(II) tương 
ứng là: 50,52 mg/L; 51,25 mg/L; 49,86 mg/L; 
51,76 mg/L; thời gian hấp phụ: 150 phút. 
+ Ảnh hưởng của thời gian: Sử dụng giá trị pH 
đã tối ưu; nồng độ ban đầu của Fe(III), Cr(VI), 
Mn(II) và Ni(II) tương ứng là: 51,23 mg/L; 
49,82 mg/L; 50,67 mg/L; 51,93 mg/L; thời 
gian hấp phụ thay đổi từ 10 ÷ 180 phút. 
+ Ảnh hưởng của kích thước hạt vật liệu: Sử 
dụng giá trị pH và thời gian đã tối ưu; nồng độ 
ban đầu của Fe(III), Cr(VI), Mn(II) và Ni(II) 
tương ứng là: 49,98 mg/L; 51,32 mg/L; 48,32 
mg/L; 49,15 mg/L; kích thước hạt vật liệu thay 
đổi như sau: 0,1  0,2 mm; 0,2  0,6 mm; 0,6  
0,8 mm. 
+ Ảnh hưởng của nồng độ ban đầu: sử dụng 
giá trị pH, thời gian và kích thước hạt vật liệu 
tối ưu đã xác định ở các thí nghiệm trước; nồng 
độ ban đầu thay đổi từ 10,57 đến 149,93 mg/L 
đối với Fe(III); 10,25 đến 148,94 mg/L đối với 
Cr(VI); 9,48 đến 150,27 mg/L đối với Mn(II); 
10,99 đến 105,12 mg/L đối với Ni(II). 
Các thí nghiệm được tiến hành ở nhiệt độ 
phòng (25 ± 20C). 
Hiệu suất hấp phụ được tính theo công thức: 
.100
C
CCH
o
to % (1) 
Trong đó: 
H: hiệu suất hấp phụ (%) 
Co, Ct: nồng độ ban đầu và nồng độ tại thời 
điểm t của dung dịch ion kim loại (mg/L). 
- Dung lượng hấp phụ cực đại được xác định 
dựa vào phương trình hấp phụ đẳng nhiệt 
Langmuir dạng tuyến tính: 
bq
1C
q
1
q
C
max
cb
max
cb (2) 
Trong đó: 
q, qmax: dung lượng hấp phụ và dung lượng  ... 8,03 m2/g và 5,91 m2/g. Kết 
quả nghiên cứu cho thấy, diện tích bề mặt 
riêng của đá ong tự nhiên cao hơn quặng apatit. 
Kết quả này cũng phù hợp với kết quả nghiên 
cứu hình thái của vật liệu bằng phương pháp 
SEM. 
3.1.3. Phổ hồng ngoại của đá ong và quặng 
apatit 
Phổ hồng ngoại của các vật liệu được trình bày 
trong hình 2. 
4000 4503500 3000 2500 2000 1500 1000 500
101
79
80
82
84
86
88
90
92
94
96
98
100
cm-1
%
T
1032.84cm-1
1007.28cm-1
1104.50cm-1
913.33cm-1
539.31cm-1
3429.72cm-1
3695.13cm-1
3619.74cm-1
469.90cm-1
1633.93cm-1
798.97
691.26
a b 
Hình 2. Phổ hồng ngoại của đá ong (a) và quặng apatit (b) 
16
Trên phổ hồng ngoại của đá ong tự nhiên có 
các cực tiểu sau: cực tiểu ở 1032,36cm-1; 
1008,03cm-1 của đá ong tự nhiên đặc trưng cho 
các liên kết hóa trị Si-O-Si; cực tiểu ở vùng 
3700cm-1 đặc trưng cho các nhóm silan Si-O-
H; cực tiểu ở 1630,48cm-1 của đá ong tự nhiên 
đặc trưng cho liên kết biến dạng O-H của H2O 
kết tinh. Ngoài ra, vân phổ tại 691,26 cm-1 và 
539,31 cm-1 có thể gán cho liên kết Fe-O trong 
đá ong. Trên phổ hồng ngoại của quặng apatit 
có cực đại hấp thụ mạnh ở 1031cm-1. Cực đại 
này có thể gán cho liên kết hoá trị P-O-H trong 
quặng apatit. Cực đại ở 1009 cm-1 của quặng 
apatit đặc trưng cho liên kết hoá trị Si-O-Si. 
Cực đại ở 1633cm-1 của quặng apatit đặc trưng 
cho liên kết biến dạng O-H của nước kết tinh 
[3]. 
3.2. Khảo sát một số yếu tố ảnh hưởng đến 
quá trình hấp phụ Fe(III), Cr(VI), Mn(II), 
Ni(II) của các vật liệu 
3.2.1. Ảnh hưởng của pH 
Kết quả khảo sát sự ảnh hưởng của pH đến khả 
năng hấp phụ Fe(III), Cr(VI), Mn(II) và Ni(II) 
của các vật liệu được trình bày trong hình 3. 
a b 
Hình 3. Ảnh hưởng của pH đến khả năng hấp phụ Fe(III), Cr(VI), Mn(II) và Ni(II) 
của đá ong (a) và quặng apatit (b) 
Các kết quả cho thấy: pH có ảnh hưởng khá 
lớn tới khả năng hấp phụ Fe(III), Cr(VI), 
Mn(II) và Ni(II) của các vật liệu. Cụ thể: 
Đối với Fe(III): Khi pH tăng từ 1,5 đến 2,5 thì 
dung lượng hấp phụ Fe(III) của đá ong tự 
nhiên và quặng apatit tăng dần. Điều này có 
thể được giải thích là khi pH có giá trị nhỏ, 
tương ứng với nồng độ ion H+ cao nên có thể 
xảy ra sự hấp phụ cạnh tranh giữa ion H+ và 
cation Fe(III), từ đó làm giảm dung lượng hấp 
phụ Fe(III) của vật liệu. Khi pH lớn hơn 2,5 thì 
có thể xảy ra sự kết tủa Fe(OH)3 [1] nên làm 
giảm khả năng hấp phụ Fe(III) của các vật liệu. 
Do đó giá trị pH tối ưu cho sự hấp phụ Fe(III) 
của đá ong tự nhiên và quặng apatit là 2,5. 
Đối với Cr(VI): Trong toàn miền pH khảo sát, 
khi giá trị pH tăng thì dung lượng hấp phụ 
Cr(VI) giảm. Đó là do khi pH càng cao thì 
nồng độ OH- càng lớn nên xảy ra sự hấp phụ 
cạnh tranh giữa ion OH- với các anion Cr(VI) 
và làm giảm khả năng hấp phụ Cr(VI) của các 
vật liệu. Với pH bằng 2,0 nhỏ hơn giá trị điểm 
đẳng điện của các vật liệu (pI của đá ong bằng 
7,4 [11]; pI của quặng apatit bằng 5,5 [5]) thì 
bề mặt vật liệu tích điện dương tạo điều kiện 
thuận lợi cho sự hấp phụ anion. Do đó, giá trị 
pH tối ưu cho sự hấp phụ Cr(VI) của các vật 
liệu là 2,0. 
Đối với Mn(II): Khi pH tăng từ 2,0 đến 6,0 thì 
dung lượng hấp phụ Mn(II) của các vật liệu 
tăng dần. Điều này cũng có thể giải thích là khi 
pH càng nhỏ thì sự hấp phụ cạnh tranh giữa ion 
H+ và cation Mn(II) càng lớn nên dung lượng 
hấp phụ Mn(II) của các vật liệu càng giảm. Ở 
giá trị pH = 6,0, nồng độ ion H+ giảm dần và 
giá trị pH này có giá trị lớn hơn điểm đẳng 
điện của quặng apatit nên ở giá trị pH 6,0, bề 
mặt vật liệu tích điện âm, thuận lợi cho sự hấp 
phụ các cation. Khi pH = 7,0 có thể xảy ra sự 
kết tủa Mn(OH)2 nên dung lượng hấp phụ 
Mn(II) của các vật liệu giảm. Do đó pH = 6,0 
là giá trị pH tối ưu cho sự hấp phụ Mn(II) của 
các vật liệu. 
17
Đối với Ni(II): Sự ảnh hưởng của pH đối với sự 
hấp phụ Ni(II) của các vật liệu được giải thích 
tương tự như sự hấp phụ Mn(II). Các kết quả 
khảo sát cho thấy, giá trị pH tối ưu cho sự hấp 
phụ Ni(II) của đá ong và quặng apatit là 6,0. 
Như vậy, giá trị pH tối ưu cho sự hấp phụ 
Fe(III), Cr(VI), Mn(II), Ni(II) trên cả hai vật 
liệu lần lượt là: pH 2,0; 2,5; 6,0 và 6,0. Điều 
kiện pH tối ưu này sẽ được sử dụng cho các 
nghiên cứu tiếp theo. 
3.2.2. Ảnh hưởng của thời gian 
Kết quả nghiên cứu sự ảnh hưởng của thời gian 
đến dung lượng hấp phụ các ion kim loại của vật 
liệu được trình bày ở hình 4. 
a b 
Hình 4. Ảnh hưởng của thời gian đến khả năng hấp phụ Fe(III), Cr(VI), Mn(II) và Ni(II) 
của đá ong (a) và quặng apatit (b) 
Các kết quả thực nghiệm cho, thấy dung lượng 
hấp phụ Fe(III), Cr(VI), Mn(II) và Ni(II) của 
vật liệu hấp phụ tăng khi thời gian tiếp xúc của 
VLHP với ion kim loại tăng. Trong khoảng 
thời gian đầu, dung lượng hấp phụ các ion kim 
loại của các vật liệu tăng nhanh sau đó tăng 
chậm dần và đạt trạng thái cân bằng. Cụ thể, 
thời gian đạt cân bằng đối với Ni(II), Fe(III), 
Cr(VI) và Mn(II) của đá ong tự nhiên lần lượt 
là 90 phút, 120 phút, 150 phút và 150 phút; của 
quặng apatit lần lượt là 120 phút, 150 phút, 
150 phút và 150 phút. Đây là thông số thời 
gian chúng tôi sẽ chọn để làm các thí nghiệm 
tiếp theo. 
3.2.3. Ảnh hưởng của kích thước hạt vật liệu 
Khảo sát sự ảnh hưởng của kích thước hạt vật 
liệu đến khả năng hấp phụ các ion kim loại, 
chúng tôi thu được các kết quả trong bảng 1. 
Bảng 1. Ảnh hưởng của kích thước hạt vật liệu đến khả năng hấp phụ Fe(III), Cr(VI), Mn(II) và Ni(II) 
Nồng độ ban đầu 
(mg/L) 
Kích thước vật 
liệu d (mm) 
Đá ong Quặng apatit 
Ccb (mg/L) q (mg/g) H (%) Ccb (mg/L) q (mg/g) H (%) 
Fe(III) 
C0 = 48,98 
0,1  0,2 44,34 1,16 9,47 41,98 1,75 14,29 
0,2  0,6 45,26 0,93 7,59 42,86 1,53 12,49 
0,6  0,8 45,50 0,87 7,10 43,50 1,37 11,18 
Cr(VI) 
C0 = 51,32 
0,1  0,2 41,00 2,58 20,11 37,76 3,39 26,42 
0,2  0,6 41,96 2,34 18,23 38,84 3,12 24,32 
0,6  0,8 43,52 1,95 15,20 39,96 2,84 22,12 
Mn(II) 
C0 = 48,32 
0,1  0,2 46,80 0,63 5,11 46,52 0,70 5,68 
0,2  0,6 47,40 0,48 3,89 47,28 0,51 4,14 
0,6  0,8 48,04 0,32 2,60 47,80 0,38 3,08 
Ni(II) 
C0 = 49,15 
0,1  0,2 37,55 2,90 23,60 35,03 3,53 28,73 
0,2  0,6 40,31 2,21 17,99 35,63 3,38 27,51 
0,6  0,8 41,67 1,87 15,22 37,39 2,94 23,93 
18
Kết quả thực nghiệm cho thấy, khi kích thước 
hạt vật liệu tăng thì dung lượng hấp phụ và 
hiệu suất hấp phụ của Fe(III), Cr(VI), Mn(II) 
và Ni(II) giảm. Đó là do khi kích thước hạt vật 
liệu hấp phụ càng lớn thì diện tích bề mặt riêng 
càng nhỏ nên sự hấp phụ càng kém. Với kết 
quả nghiên cứu này, chúng tôi chọn kích thước 
hạt vật liệu từ 0,1  0,2 mm cho các thí nghiệm 
tiếp theo. 
3.2.4. Ảnh hưởng của nồng độ đầu 
Tiến hành khảo sát sự ảnh hưởng của nồng độ 
đầu Fe(III), Cr(VI), Mn(II) và Ni(II) đến khả 
năng hấp phụ của các vật liệu, chúng tôi thu 
được kết quả trong bảng 2. 
Bảng 2. Ảnh hưởng của nồng độ đầu đến khả năng hấp phụ Fe(III), Cr(VI), Mn(II) 
và Ni(II) của vật liệu 
Ion 
Đá ong tự nhiên Quặng apatit 
Co 
( mg/L) 
Ccb 
(mg/L) 
q 
(mg/g) 
Ccb/q 
( mg/L) 
Co 
( mg/L) 
Ccb 
(mg/L) 
q 
(mg/g) 
Ccb/q 
( mg/L) 
Fe(III) 
10,57 8,09 0,62 13,05 10,62 7,38 0,81 9,11 
24,89 21,17 0,93 22,76 25,76 20,52 1,31 15,66 
50,32 44,92 1,35 33,27 50,15 43,03 1,78 24,17 
75,46 68,78 1,67 41,19 75,17 67,37 1,95 34,55 
100,94 93,42 1,88 49,69 99,94 91,02 2,23 40,82 
125,86 117,66 2,05 57,40 125,19 115,31 2,47 46,68 
149,93 141,09 2,21 63,84 151,03 140,55 2,62 53,65 
Cr(VI) 
10,25 1,65 2,15 0,77 9,87 3,35 1,63 2,06 
25,46 14,66 2,70 5,43 24,93 16,21 2,18 7,44 
50,83 37,31 3,38 11,04 50,12 39,88 2,56 15,58 
74,91 60,27 3,66 16,47 75,67 64,03 2,91 22,00 
100,12 83,56 4,14 20,18 99,82 87,42 3,10 28,20 
125,67 108,59 4,27 25,43 125,86 113,06 3,20 35,33 
 148,94 131,54 4,35 30,24 150,47 137,07 3,35 40,92 
 9,48 8,84 0,16 55,25 10,58 9,90 0,17 58,24 
 25,88 24,36 0,38 64,11 25,88 24,36 0,38 64,11 
Mn(II) 50,97 48,49 0,62 78,21 49,97 47,21 0,69 68,42 
 75,06 71,94 0,78 92,23 75,06 71,42 0,91 78,48 
 101,50 97,82 0,92 106,33 101,50 97,18 1,08 89,98 
 124,80 120,72 1,02 118,35 124,80 119,88 1,23 97,46 
 150,27 146,07 1,05 139,11 150,32 145,04 1,32 109,88 
 10,99 6,07 1,23 4,94 10,65 5,25 1,35 3,89 
Ni(II) 23,74 15,14 2,15 7,04 20,33 12,13 2,05 5,92 
 43,19 31,75 2,86 11,10 41,90 29,22 3,17 9,22 
 52,50 40,18 3,08 13,05 50,24 36,20 3,51 10,31 
 63,35 50,27 3,27 15,37 63,62 47,94 3,92 12,23 
 82,34 67,94 3,60 18,87 80,30 64,10 4,05 15,83 
 105,12 90,40 3,68 24,57 104,28 86,40 4,47 19,32 
Từ các kết quả thu được, chúng tôi tiến hành 
xây dựng phương trình Langmuir và phương 
trình Freundlich. Kết quả khảo sát là một trong 
những cơ sở ban đầu cho phép nhận định cơ 
chế hấp phụ các ion Fe(III), Cr(VI), Mn(II) và 
Ni(II) trên đá ong tự nhiên và quặng apatit. 
Các kết quả được trình bày trong các bảng 3, 4 
và các hình 5, 6 dưới đây. 
19
Bảng 3. Các thông số hấp phụ theo mô hình Langmuir 
Vật liệu Đá ong tự nhiên Quặng Apatit 
Ion qmax 
(mg/g) 
Hằng số Langmuir b 
(L/g) 
R2 qmax 
(mg/g) 
Hằng số Langmuir 
 b (L/g) 
R2 
Fe(III) 2,72 0,026 0,993 3,02 0,036 0,992 
Cr(VI) 4,57 0,113 0,992 3,50 0,103 0,994 
Mn(II) 1,68 0,012 0,996 2,65 0,007 0,991 
Ni(II) 4,34 0,063 0,999 5,32 0,055 0,996 
a b 
Hình 5. Sự phụ thuộc Ccb/q vào Ccb của Fe(III), Cr(VI), Mn(II) và Ni(II) 
đối với đá ong (a) và quặng apatit (b) 
a b 
Hình 6. Sự phụ thuộc Ln(q) vào Ln(Ccb) của Fe(III), Cr(VI), Mn(II) và Ni(II) 
đối với đá ong (a) và quặng apatit (b) 
Bảng 4. Các thông số hấp phụ theo mô hình Freundlich 
Ion 
Đá ong tự nhiên Quặng apatit 
Tham số 1/n Hằng số k 
(mg/g)(mg/L)1/n 
R2 Tham số 1/n Hằng số k 
 (mg/g)(mg/L)1/n 
R2 
Fe(III) 0,452 0,24 0,998 0,390 0,39 0,992 
Cr(VI) 0,169 1,88 0,964 0,195 1,27 0,997 
Mn(II) 0,678 0,04 0,983 0,771 0,03 0,989 
Ni(II) 0,408 0,65 0,960 0,437 0,69 0,982 
20
Nhận xét: Các kết quả nghiên cứu cho phép 
nhận định rằng, sự hấp phụ Fe(III), Cr(VI), 
Mn(II) và Ni(II) trên các vật liệu hấp phụ 
tuân theo mô hình đẳng nhiệt Langmuir (R2 
> 0,99) và Freundlich (R2 > 0,96). Như vậy, 
bước đầu có thể giả thiết rằng sự hấp phụ các 
ion Fe(III), Cr(VI), Mn(II), Ni(II) trên các vật 
liệu xảy ra theo cơ chế hấp phụ vật lý và hấp 
phụ hoá học. 
3.3. Đánh giá khả năng hấp phụ Fe(III), 
Cr(VI), Mn(II) và Ni(II) của các vật liệu 
Kết quả nghiên cứu về mô hình hấp phụ 
đẳng nhiệt Langmuir cho thấy: Dung lượng 
hấp phụ cực đại của các ion trên đá ong tăng 
theo thứ tự: Mn(II), Fe(III), Ni(II), Cr(VI). 
Kết quả này có thể giải thích dựa vào giá trị 
điểm đẳng điện của đá ong, giá trị pH tối ưu 
khi tiến hành hấp phụ các ion trên đá ong, 
cũng như bán kính ion hiđrat hoá của các ion 
kim loại [6]. Kết quả nghiên cứu cũng chỉ ra 
rằng, dung lượng hấp phụ của các ion 
Fe(III), Mn(II), Ni(II) trên quặng apatit lớn 
hơn đá ong tự nhiên và tăng theo thứ tự 
Mn(II), Fe(III), Ni(II). Dung lượng hấp phụ 
Cr(VI) của đá ong tự nhiên cao hơn quặng 
apatit. Điều này có thể giải thích là do quặng 
apatit có chứa tâm hấp phụ dạng PO43-, 
HPO42- nên thuận lợi cho sự hấp phụ các 
cation hơn các anion. Tuy diện tích bề mặt 
riêng của đá ong lớn hơn quặng apatit nhưng 
dung lượng hấp phụ của hầu hết các ion khảo 
sát trên đá ong lại nhỏ hơn trên quặng apatit. 
Kết hợp với các kết quả nghiên cứu mô hình 
đẳng nhiệt hấp phụ; kết quả nghiên cứu về 
phổ hồng ngoại, điểm đẳng điện, diện tích bề 
mặt riêng của các vật liệu cho thấy, sự hấp 
phụ các ion Fe(III), Cr(VI), Mn(II) và Ni(II) 
trên các vật liệu tuân theo cả hai cơ chế hấp 
phụ vật lý và hấp phụ hoá học. So với một số 
vật liệu có nguồn gốc tự nhiên khác, nhận thấy 
dung lượng hấp phụ Ni(II) của đá ong và 
quặng apatit cao hơn một số zeolite tự nhiên là 
clinoptilolite và charbazite philipsite [2]; dung 
lượng hấp phụ Cr(VI) của đá ong và quặng 
apatit lớn hơn của bentonite tự nhiên [10]. Đối 
với mô hình đẳng nhiệt Freundlich, các giá trị 
1/n của quá trình hấp phụ Fe(III), Cr(VI), 
Ni(II) trên đá ong tự nhiên và quặng apatit đều 
nhỏ hơn 0,5 chứng tỏ sự hấp phụ Fe(III), 
Cr(VI), Ni(II) trên các vật liệu là dễ dàng. Do 
giá trị 1/n lớn hơn 0,5 nên quá trình hấp phụ 
Mn(II) trên các vật liệu là khó khăn [12]. 
4. KẾT LUẬN 
1. Đã nghiên cứu các đặc trưng hóa lí của đá 
ong tự nhiên và quặng apatit tự nhiên bằng các 
phương pháp SEM, BET, IR. 
2. Đã nghiên cứu các điều kiện tối ưu cho phép 
hấp phụ Fe(III), Cr(VI), Mn(II) và Ni(II) trên 
các vật liệu. Cụ thể: pH tốt nhất cho sự hấp 
phụ Cr(VI), Fe(III), Mn(II) và Ni(II) trên các 
vật liệu lần lượt là 2,0; 2,5; 6,0 và 6,0. Thời 
gian đạt cân bằng hấp phụ đối với Ni(II), 
Fe(III), Cr(VI) và Mn(II) của đá ong tự nhiên 
lần lượt là 90 phút, 120 phút, 150 phút và 150 
phút; của quặng apatit lần lượt là 120 phút, 150 
phút, 150 phút và 150 phút. Kích thước hạt vật 
liệu từ 0,1  0,2 mm. 
3. Sự hấp phụ Fe(III), Cr(VI), Mn(II) và 
Ni(II) trên các vật liệu tuân theo mô hình đẳng 
nhiệt Langmuir và Freundlich. Dung lượng hấp 
phụ Fe(III), Cr(VI), Mn(II), Ni(II) cực đại trên 
đá ong tự nhiên lần lượt là: 2,72 mg/g; 4,57 
mg/g; 1,68 mg/g và 4,34 mg/g. Dung lượng 
hấp phụ Fe(III), Cr(VI), Mn(II), Ni(II) cực đại 
trên quặng apatit lần lượt là: 3,02 mg/g; 3,50 
mg/g; 2,65mg/g và 5,32 mg/g. Sự hấp phụ 
Fe(III), Cr(VI), Ni(II) trên đá ong tự nhiên và 
quặng apatit là thuận lợi trong khi đó sự hấp 
phụ Mn(II) trên các vật liệu là khó khăn. 
TÀI LIỆU THAM KHẢO 
1. Nguyễn Tinh Dung (2009), Hóa học phân 
tích, Phần II, Các phản ứng trong dung dịch, 
NXB ĐHSP. 
2. Đặng Xuân Tập (2002), Nghiên cứu khả 
năng hấp phụ của một số khoáng tự nhiên, 
tổng hợp và ứng dụng của chúng, Luận án Tiến 
sỹ Hóa học, ĐH Bách Khoa Hà Nội. 
3. Nguyễn Đình Triệu (2006), Các phương 
pháp vật lý ứng dụng trong hóa học, NXB 
ĐHQG Hà Nội. 
4. Ngô Thị Mai Việt, Nguyễn Thị Hằng, 
Phạm Thị Quỳnh, Nghiêm Thị Hương, Ngô 
Thành Trung (2019), Tách loại amoni, Mn(II) 
trong nước sử dụng cột hấp phụ đá ong biến 
21