BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
BỘ QUỐC PHÒNG
VIỆN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ QUÂN SỰ
NGUYỄN HOÀI NAM

NGHIÊN CỨU ĐẶC ĐIỂM HẤP PHỤ
MỘT SỐ HỢP CHẤT HỮU CƠ HÒA TAN TRONG NƯỚC
TRÊN NỀN VẬT LIỆU SẮT HYDROXIT CÓ MẶT PHỤ GIA
SiO
2
VÀ SẮT KIM LOẠI LUẬN ÁN TIẾN SĨ HÓA HỌC
Giáo viên hướng dẫn khoa học:
PGS.TS Trần Văn Chung

GS.TSKH Đỗ Ngọc Khuê

HÀ NỘI – 2014 LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan luận án này là công trình nghiên cứu của
riêng tôi. Các số liệu, kết quả nghiên cứu trong luận án này là
hoàn toàn trung thực và chưa từng được ai công bố trong bất kỳ
một công trình nghiên cứu khoa học nào khác. Hà Nội, ngày tháng 06 năm 2014
Tác giả


Danh mục các ký hiệu, các chữ viết tắt i
Danh mục các bảng iii
Danh mục các hình vẽ, đồ thị iv
MỞ ĐẦU 1
Chương 1 – TỔNG QUAN 4
1.1 Khái niệm cơ bản về hấp phụ và động học hấp phụ 4
1.1.1 Giới thiệu về hiện tượng hấp phụ 4
1.1.2 Vật liệu hấp phụ 5
1.1.3 Động học và nhiệt động học quá trình hấp phụ 10
1.1.4 Ảnh hưởng của một số yếu tố tới quá trình hấp phụ 17
1.2 Vật liệu hấp phụ trên cơ sở Fe(OH)
3
19
1.2.1 Tính chất bề mặt và cơ chế hấp phụ của vật liệu rắn trên cơ sở
Fe(OH)
3
19
1.2.2 Các phương pháp chế tạo vật liệu hấp phụ trên cơ sở Fe(OH)
3
22
1.2.3 Tình hình nghiên cứu và ứng dụng vật liệu trên cơ sở Fe(OH)
3
28
1.3 Hiện trạng nghiên cứu xử lý các chất ô nhiễm hữu cơ có độc tính cao 32
1.3.1 Đặc điểm và tính chất của 2,4-D 32
1.3.2 Đặc điểm và tính chất của TNT 34
1.3.3 Các nguồn phát sinh chất thải 2,4-D và TNT 35
1.3.4 Hiện trạng nghiên cứu xử lý 2,4-D và TNT bằng phương pháp hấp
phụ 36
Chương 2 – THỰC NGHIỆM VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 45

3.1 Kết quả tổng hợp vật liệu hấp phụ trên cơ sở Fe(OH)
3
, SiO
2
và bột sắt
kim loại dùng cho nghiên cứu hấp phụ 2,4-D và TNT 63
3.1.1 Kết quả khảo sát lựa chọn điều kiện tối ưu cho quá trình điều chế vật
liệu hấp phụ 63
3.1.2 Kết quả xác định các thông số hóa lý đặc trưng của vật liệu 75
3.2 Nghiên cứu đặc điểm quá trình hấp phụ 2,4-D 86
3.2.1 Ảnh hưởng của một số yếu tố tới quá trình hấp phụ 2,4-D 86
3.2.2 Đẳng nhiệt hấp phụ 2,4-D 99
3.2.3 Xác định các thông số nhiệt động học của quá trình hấp phụ 2,4-D 104
3.2.4 Động học quá trình hấp phụ 2,4-D 106
3.3 Nghiên cứu đặc điểm quá trình hấp phụ TNT 110
3.3.1 Ảnh hưởng của một số yếu tố tới quá trình hấp phụ TNT 110
3.3.2 Đẳng nhiệt hấp phụ TNT 122
3.3.3 Xác định các thông số nhiệt động học của quá trình hấp phụ TNT 128
3.3.4 Động học quá trình hấp phụ TNT 132
3.4 Ứng dụng kết quả nghiên cứu đề xuất xây dựng qui trình xử lý 2,4-D
(TNT) bằng vật liệu hấp phụ trên cơ sở sắt hydroxit có chứa các phụ gia
là SiO
2
và sắt kim loại. 137
KẾT LUẬN 139
DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH KHOA HỌC ĐÃ CÔNG BỐ 141
TÀI LIỆU THAM KHẢO 142

C
o
Nồng độ đầu (mg/l)
C
t
Nồng độ tại thời điểm t (mg/l)
DAS
Khoáng sepiolit (Dodecyn Ammoni Sepiolit )
DI
Khử ion (Deionized)
DOM
Chất hữu cơ hòa tan (Dissolved Organic Matter)
DSAC
Than hoạt tính từ vỏ hạt điều (Date Stones Activated Carbon)
DTA
Phân tích nhiệt vi sai (Differential thermal analysis)
EDX
Quang phổ tán xạ năng lượng tia X (Energy-dispersive X-ray
spectroscopy )
GAC
Than hoạt tính dạng hạt (Granular Activated Carbon)
HA
Axít Humic (Humic acid)
HPLC
Sắc ký lỏng hiệu năng cao (High Performance Liquid Chromatography)
IOCS
Cát phủ ôxít sắt (III) (Iron Oxide Coated Sand)
IUPAC
Hiệp hội quốc tế về hóa học và ứng dụng (International Union of Pure
and Applied Chemistry)

PAC
Than hoạt tính dạng bột (Powdered Activated Carbon)
q
Dung lượng hấp phụ (mg/g)
q
e
Dung lượng hấp phụ cân bằng (mg/g)
q
m
Dung lượng hấp phụ tối đa (mg/g)
R
2
Hệ số hồi qui
S
BET
Diện tích bề mặt riêng theo phương pháp BET (m
2
/g)
SEM
Kính hiển vi điện tử quét (Scanning Electronic Microscope)
t
Thời gian (phút)
TEM
Hiển vi điện tử truyền qua (Transmission Electron)
TGA
Nhiệt trọng lượng (Thermal Gravimetric Analysis)
TNT
Thuốc nổ TNT (2,4,6-Trinitrotoluene)
US EPA
Cơ quan bảo vệ môi trường Hoa kỳ (United States Environmental

Bảng 3.4: Các hằng số hấp phụ 2,4-D theo mô hình đẳng nhiệt Langmuir 101
Bảng 3.5: Các hằng số hấp phụ 2,4-D theo mô hình đẳng nhiệt Freundlich 103
Bảng 3.6: Các hằng số nhiệt động của quá trình hấp phụ 2,4-D 105
Bảng 3.7: Các hằng số hấp phụ 2,4-D theo mô hình động học phản ứng bậc 1 108
Bảng 3.8: Các hằng số hấp phụ 2,4-D theo mô hình động học phản ứng bậc 2 110
Bảng 3.9: Hiệu suất hấp phụ TNT của một số vật liệu khác nhau 112
Bảng 3.10: Các hằng số hấp phụ TNT theo mô hình đẳng nhiệt Langmuir 124
Bảng 3.11: Hằng số Langmuir của một số loại vật liệu khác 125
Bảng 3.12: Các hằng số hấp phụ TNT theo mô hình đẳng nhiệt Freundlich 127
Bảng 3.13: Hằng số theo đẳng nhiệt Freundlich của các vật liệu khác 128
Bảng 3.14: Các hằng số nhiệt động của quá trình hấp phụ TNT 130
Bảng 3.15: Hằng số nhiệt động học của quá trình hấp phụ TNT bằng các loại vật liệu
khác nhau 131
Bảng 3.16: Các hằng số hấp phụ TNT theo mô hình động học phản ứng bậc 1 133
Bảng 3.17: Các hằng số hấp phụ TNT theo mô hình động học phản ứng bậc 2 136
Bảng 3.18: Hằng số hấp phụ theo mô hình động học bậc 2 của một số vật liệu 136
iv
DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ
Danh mục các hình vẽ, đồ thị
Hình 1.1: Sơ đồ mô tả các giai đoạn của quá trình hấp phụ 10
Hình 1.2: Đường cong động học hay biến thiên nồng độ theo thời gian 11
Hình 1.3: Cấu trúc không gian của Fe(OH)
3
và α-FeOOH 20
Hình 1.4: Ảnh hưởng của pH dung dịch tới điện tích trên bề mặt Fe(OH)
3
21

3+
và Si
4+
trong dung dịch già hóa 64
Hình 3.2: Ảnh hưởng của pH tới hiệu suất đồng kết tủa Fe
3+
và Si
4+
65
Hình 3.3: Giản đồ nhiễu xạ tia X của các mẫu có thời gian già hóa khác nhau 66
Hình 3.4: Giản đồ nhiễu xạ tia X của các mẫu có nhiệt độ già hóa khác nhau 67
Hình 3.5: Giản đồ nhiễu xạ tia X của các mẫu có tỷ lệ Si
4+
/Fe
3+
khác nhau 69
Hình 3.6: Hiệu suất xử lý 2,4-D bằng vật liệu có tỷ lệ phụ gia khác nhau 70
Hình 3.7: Hiệu suất xử lý TNT bằng vật liệu có tỷ lệ phụ gia khác nhau 71
Hình 3.8: Nồng độ 2,4-D còn lại trong dung dịch sau khi hấp phụ bằng vật liệu
v
2TP10 sấy khô ở các nhiệt độ khác nhau 71
Hình 3.9: Ảnh hưởng của nhiệt độ sấy khô tới hiệu suất hấp phụ 2,4-D của vật liệu
hai thành phần 2TP10 72
Hình 3.10: Ảnh hưởng của khối lượng Fe
0
trong vật liệu tới hiệu suất hấp phụ 2,4-D
bằng vật liệu 3TP 74

Hình 3.36: Ảnh hưởng của pH tới quá trình hấp phụ TNT 116
vi
Hình 3.37: Sắc ký đồ HPLC của dung dịch nghiên cứu khả năng hấp phụ các hợp
chất amin-toluen 118
Hình 3.38: Ảnh hưởng của nhiệt độ tới quá trình hấp phụ TNT 119
Hình 3.39: Ảnh hưởng của khối lượng vật liệu tới quá trình hấp phụ TNT 120
Hình 3.40: Ảnh hưởng của tốc độ khuấy tới quá trình hấp phụ TNT 122
Hình 3.41: Đồ thị đẳng nhiệt hấp phụ TNT theo mô hình Langmuir 123
Hình 3.42: Đồ thị đẳng nhiệt hấp phụ TNT theo mô hình Freundlich 126
Hình 3.43: Đồ thị tương quan giữa lnK
cb
và 1/T 129
Hình 3.44: Mô hình động học phản ứng giả bậc 1 132
Hình 3.45: Mô hình động học phản ứng giả bậc 2 135
Hình 3.46: Sơ đồ cân bằng khối của mô hình xử lý theo mẻ 138
1
MỞ ĐẦU
Hiện nay, tình trạng ô nhiễm các nguồn nước xảy ra rộng khắp ở rất nhiều nơi
với các mức độ khác nhau. Các chất gây ô nhiễm là các chất vô cơ và hữu cơ có nguồn
gốc từ các hoạt động của con người như các hoạt động sản xuất nông nghiệp và công
nghiệp. Các chất hữu cơ gây ô nhiễm nguồn nước rất đa dạng và đặc điểm của chúng
phụ thuộc chủ yếu vào nguồn phát thải. Trong đó có các chất hữu cơ mạch vòng chứa
clo như thuốc trừ sâu và thuốc diệt cỏ hay các loại hóa chất sử dụng trong quân sự.
Các chất hữu cơ loại này đều là những chất có độc tính cao, bền và rất khó phân huỷ

nhằm tăng cường độ bền cơ học cho vật liệu mà không làm giảm dung lượng hấp phụ
của vật liệu nhiều [64], [91], [108], [109], [118], [119].
Thời gian gần đây có xu hướng mới đó là sử dụng kết hợp bột sắt kim loại với
sắt (III) hydroxit dạng hạt hay bentonit để xử lý các chất ô nhiễm với mục đích tăng
cường khả năng xử lý của hệ thống, đồng thời hỗ trợ cho quá trình hấp phụ của vật
liệu. Các nghiên cứu này đã thu được các kết quả rất khả quan mở ra một hướng mới
cho công nghệ xử lý các chất ô nhiễm trong nước [65], [79], [81], [82].
Các nghiên cứu đã chỉ ra rằng hiệu quả loại bỏ các chất ô nhiễm nói chung và
các hữu cơ hòa tan nói riêng phụ thuộc vào rất nhiều yếu tố như: đặc điểm hóa học
của chất, thành phần, tính chất bề mặt của vật liệu, pH , nhiệt độ của dung dịch và tốc
độ khuấy .v.v. [52], [53], [54], [55], [82]. Tuy nhiên, các công trình đã công bố này
đều chưa thực hiện nghiên cứu về nhiệt động học và động học cũng như ảnh hưởng
của một số yếu tố tới quá trình hấp phụ các hợp chất hữu cơ hòa tan trong nước có
độc tính cao như 2,4-D, TNT bằng vật liệu hấp phụ trên cơ sở Fe(OH)
3
.
Nhằm làm rõ cơ chế, nhiệt động và động học quá trình hấp phụ 2,4-D, TNT
bằng vật liệu trên cơ sở sắt (III) hydroxit có mặt đồng thời các phụ gia là SiO
2
và sắt
kim loại, tìm ra điều kiện thích hợp để thiết lập giải pháp công nghệ xử lý các nguồn
nước bị ô nhiễm 2,4-D, TNT, chúng tôi chọn đề tài luận án: “Nghiên cứu đặc điểm
quá trình hấp phụ một số hợp chất hữu cơ hòa tan trong nước trên nền vật liệu sắt
hydroxit có mặt phụ gia SiO
2
và sắt kim loại”.
 Mục tiêu nghiên cứu:
- Làm sáng tỏ đặc điểm quá trình hấp phụ 2,4-D, TNT bằng vật liệu được điều
chế trên cơ sở sắt (III) hydroxit có mặt phụ gia SiO
2

và sắt kim loại.
 Các nội dung chính luận án cần giải quyết:
- Nghiên cứu đánh giá ảnh hưởng của các điều kiện thực nghiệm nhằm thiết lập
qui trình chế tạo vật liệu hấp phụ trên cơ sở sắt (III) hydroxit có mặt phụ gia SiO
2
và
sắt kim loại; xác định các thông số đặc trưng của vật liệu này.
- Nghiên cứu đặc điểm nhiệt động học và động học quá trình hấp phụ 2,4-D
bằng vật liệu đã chế tạo; xác định sự ảnh hưởng của một số yếu tố như thời gian tiếp
xúc, nồng độ 2,4-D, khối lượng vật liệu hấp phụ, pH, nhiệt độ dung dịch tới quá trình
hấp phụ.
- Nghiên cứu đặc điểm nhiệt động học và động học quá trình hấp phụ TNT bằng
vật liệu đã chế tạo; xác định sự ảnh hưởng của một số yếu tố như thời gian tiếp xúc, nồng
độ TNT, khối lượng vật liệu hấp phụ, pH, nhiệt độ dung dịch tới quá trình hấp phụ.
- Đánh giá hiệu quả xử lý và đề xuất phương án công nghệ sử dụng vật liệu hấp
phụ trên cơ sở sắt (III) hydroxit có mặt phụ gia SiO
2
và bột sắt kim loại để xử lý các
nguồn nước bị ô nhiễm.
 Những đóng góp mới của luận án:
- Thiết lập qui trình chế tạo vật liệu hấp phụ trên cơ sở sắt (III) hydroxit có mặt
phụ gia SiO
2
và sắt kim loại.
- Xác định được đặc điểm về động học và nhiệt động học (dựa trên mô hình
Langmuir, Freundlich, Lagergren, Ho) của quá trình hấp phụ của 2,4-D, TNT trong
môi trường nước bằng vật liệu hấp phụ trên cơ sở sắt (III) hydroxit có mặt phụ gia
SiO
2
và bột sắt kim loại.

hấp phụ đơn lớp. Trong quá trình hấp phụ, cấu trúc của vật liệu hấp phụ bị thay đổi
và quá trình này gần như không thuận nghịch. Nếu quá trình hấp phụ xảy ra theo kiểu
hấp phụ hóa học thì rất khó để thực hiện hoàn nguyên (tái sinh) chất hấp phụ.
Tuy nhiên, để phân biệt quá trình hấp phụ xảy ra theo kiểu hấp phụ vật lý hay
hấp phụ hóa học là rất khó [17], [18], [70]. Dựa trên một số chỉ tiêu đặc trưng của
quá trình hấp phụ trình bày trong bảng 1.1 có thể nhận định quá trình hấp phụ theo
kiểu hấp phụ vật lý hay hấp phụ hóa học [18].
5
Bảng 1.1: Các chỉ tiêu để phân biệt hấp phụ hoá học và hấp phụ vật lý [18]
Chỉ tiêu
Hấp phụ hoá học
Hấp phụ vật lý
Entanpy hấp phụ (ΔH
hp
)
40 – 800 kJ/mol
8 – 20 kJ/mol
Năng lượng hoạt hoá (E)
Thường nhỏ
Bằng không
Tốc độ hấp phụ
Thường chậm và không
thuận nghịch
Nhanh và thuận nghịch
Nhiệt độ hấp phụ
Phụ thuộc vào năng
lượng hoạt hóa nhưng

6
phân bố kích thước mao quản.
b. Vật liệu mao quản đa phân tán: là loại vật liệu có nhiều cực đại trên đường
phân bố kích thước mao quản. Ví dụ như zeolite ép viên.
- Phân loại theo kích thước mao quản [18], [86]:
a. Vi mao quản – đường kính < 2 nm (20Å).
b. Mao quản trung bình – đường kính từ 2 – 50 nm (20 – 500Å).
c. Mao quản lớn – đường kính > 50 nm (500Å).
1.1.2.2 Vật liệu hấp phụ vô cơ
Vật liệu hấp phụ vô cơ bao gồm một số loại vật liệu được cấu thành bởi các
ôxít vô cơ như ôxít nhôm, ôxít sắt, silicagel, zeolite và một số các ôxít kim loại khác.
Một số ôxít kim loại thường được sử dụng làm chất hấp phụ trong công nghiệp
như MgO, TiO
2
, ZrO
2
hay CeO
2
, MgO. Các ôxít này được dùng để loại bỏ các hợp
chất như axít, chất màu, hợp chất sulphua trong nhiên liệu xăng và làm khan dung
môi. Các ôxít như TiO
2
, ZrO
2
hay CeO
2
là các chất hấp phụ có tính chọn lọc được sử

nhiều, nó được hình thành bởi 12 vòng và nó được gọi là zeolit 13X [107]. Ứng dụng
của zeolit cũng rất đa dạng, zeolit loại A với cation là Na được dùng để làm khan và
hấp phụ CO
2
trong khí tự nhiên. Zeolit loại A có cation K được dùng để làm khô các
khí đã craking có chứa C
2
H
4
. Zeolit loại X với cation là Na được dùng để tách xylen
còn dạng có cation Ca dùng để loại bỏ mecaptan trong khí tự nhiên [110].
Nhôm hoạt tính là dạng nhôm ôxít xốp (γ-Al
2
O
3
)

có diện tích bề mặt lớn và
công thức chung là Al
2
O
3
.nH
2
O. Nhôm ôxít có diện tích bề mặt riêng khoảng 150 –
500 m
2
/g với đường kính mao quản từ 15 – 60Å (1,5 – 6 nm). Độ xốp khoảng 40 –
76% với trọng lượng riêng là 1,8 – 0,8 g/cm
3

3
hay FeOOH tổng hợp ở áp suất cao. Hầu hết các hợp chất của sắt
nêu trên đều ở dạng tinh thể ngoại trừ ferrihydrit và feroxyhyt [84].
Nói chung, tất cả các hợp chất ôxít, ôxyhydroxit và hydroxit sắt đều chứa các
nguyên tố Fe và O hoặc nhóm OH trong phân tử của nó. Tuy nhiên, tỷ lệ của các hợp
phần, hóa trị của sắt và cấu trúc tinh thể là hoàn toàn khác nhau. Chính vì vậy mà các
8
hợp chất này được lựa chọn ứng dụng cho các mục đích cũng khác nhau. Ví dụ sắt
ôxít được sử dụng làm chất tạo màu cho sơn trong công nghiệp và xây dựng [41].
Trong xử lý nước, thường dùng goethite hay akaganeit để hấp phụ asen [94], [114],
[117] đồng, chì và kẽm [73], [74]. Ferrihydrite dùng hấp phụ phốt phát, kẽm, antimon
(Sb), asen [32], [46], [88], [94], [116]. Ngoài ra, sắt ôxít còn được ứng dụng trong
nhiều lĩnh vực công nghiệp khác [41].
Bảng 1.2: Các ôxyhydroxit và ôxít sắt cơ bản
Các ôxyhydroxit
Các ôxít
Công thức hóa học
Tên gọi
Công thức hóa học
Tên gọi
-FeOOH
Goethit
Fe
5
HO
8
.4H

than hoạt tính, nhựa phenol formaldehyde, các sản phẩm đồng trùng hợp của
styren/divinyl benzen .v.v.
Than hoạt tính là một chất hấp phụ rất phổ biến và điển hình. Than hoạt tính
từ rất lâu đã được sử dụng để loại màu, mùi và vị của nước, để khử màu nước đường,
lọc độc, thu hồi dung môi, kiểm soát các hợp chất hữu cơ dễ bay hơi hay làm sạch
hydro. Để chế tạo than hoạt tính thường phải trải qua 2 giai đoạn đó là nhiệt phân các
chất hữu cơ thành than và thực hiện hoạt hóa than [86]. Một số thông số cơ bản của
than hoạt tính được trình bày trong bảng 1.3.
Các chất cao phân tử carbonyl hóa như một số nhựa như phenol formaldehyde
và nhựa trao đổi ion sulphonat hóa/divynyl benzen có thể bị nhiệt phân để tạo thành
các chất hấp phụ carbon hóa với độ xốp khác nhau. Diện tích bề mặt riêng có thể lên
tới 1100 m
2
/g. Các chất hấp phụ này kị nước mạnh hơn so với than hoạt tính do đó
9
có khả năng loại bỏ rất tốt các hợp chất hữu cơ trong nước [110].
Các chất hấp phụ polyme gồm có nhiều chất hấp phụ không ion hóa được sử
dụng trong phân tích sắc ký. Để có thể đáp ứng các yêu cầu của công nghiệp thì các
nhựa này được tổng hợp ở dạng hạt cầu với đường kính khoảng 0,5 mm. Nhựa này
thường được đồng trùng hợp styren/divinyl benzen và este của axít acrylic/divinyl
benzen. Diện tích bề mặt riêng khoảng 750 m
2
/g. Tính hấp phụ chọn lọc của nhựa có
được là do cấu trúc mạng, sự phân bố kích thước mao quản, diện tích bề mặt và hóa
tính của mạng. Ứng dụng chủ yếu của chất hấp phụ dạng này là để thu hồi các chất
hữu cơ hòa tan trong nước như phenol, benzen, các chất hữu cơ clo hóa, chất diệt cỏ,
chất hoạt động bề mặt .v.v.

3
và độ xốp
là 40 – 60%

1.1.2.4 Vật liệu hấp phụ tự nhiên
Zeolit: trong tự nhiên zeolit có rất nhiều loại, các nhà khoa học đã tìm được
hơn 30 loại trong các mỏ tự nhiên như clinoptilolit và mordenit. Zeolit tự nhiên chủ
yếu được sử dụng để làm khan, khử mùi, tách khí. Trong công nghệ xử lý nước, zeolit
được dùng để loại bỏ ion NH
4
+
, các kim loại nặng và làm mềm nước .v.v. [107].
Khoáng sét (clays): cũng giống như zeolit khoáng sét có trong tự nhiên và cũng
có thể tổng hợp được. Khoáng sét chứa các lớp aluminosilicat có khả năng hấp phụ
các phân tử khác vào giữa. Montmorillonit là một khoáng sét có diện tích bề mặt
riêng lên tới 150 – 250 m
2
/g nếu xử lý bằng axít. Khoáng này có giá thành rẻ và có
thể sử dụng để tái chế dầu khoáng, hấp phụ chất độc hóa học, phẩm nhuộm [110].
10
1.1.3 Động học và nhiệt động học quá trình hấp phụ
1.1.3.1 Đặc điểm chung
Quá trình hấp phụ của một chất lên chất hấp phụ thường trải qua ba giai đoạn
chính (hình 1.1) bao gồm: di chuyển trong dung dịch đến bề mặt chất hấp phụ, phân
tán và di chuyển trong các mao quản của vật liệu, hấp phụ lên vật liệu [101]. Tốc độ
của toàn bộ quá trình phụ thuộc vào tốc độ của giai đoạn chậm nhất gọi là giai đoạn
quyết định tốc độ. Khả năng hấp phụ của chất hấp phụ phụ thuộc vào một số yếu tố

1.1.3.3 Hằng số phân bố hay cân bằng biểu kiến và tiêu chuẩn nhiệt động
Quá trình hấp phụ có thể diễn tả thông qua phương trình sau:
A + B  AB
Trong phương trình này A tượng trưng cho chất bị hấp phụ, B tượng trưng cho
chất hấp phụ và AB tượng trưng cho trạng thái kết hợp của chất hấp phụ và chất bị
hấp phụ khi chất bị hấp phụ bị giữ trên bề mặt chất hấp phụ. Hằng số phân bố hay
cân bằng hấp phụ K
cb
(hằng số cân bằng biểu kiến) được xác định qua biểu thức 1.1:










(1.1)
Trong đó:
[AB]:
Hàm lượng chất bị hấp phụ trên bề mặt chất hấp phụ (mg/g).
[A]:
Nồng độ của chất bị hấp phụ trong dung dịch tại thời điểm
cân bằng (mg/l).
[B]:
Hàm lượng chất hấp phụ (g/l).
Lượng chất bị hấp phụ sẽ xác định được thông qua việc xác định nồng độ của
chất tan trong dung dịch trước và sau khi hấp phụ. Khi đã xác định lượng chất bị hấp

Thể tích dung dịch của chất bị hấp phụ (l).
m:
Lượng chất hấp phụ đã sử dụng (g).
Tại thời điểm cân bằng khi lượng chất hấp phụ sử dụng là 1g/l ta sẽ có một
biểu thức khác để mô tả về hằng số cân bằng biểu kiến (biểu thức 1.3):








(1.3)
Trong đó:
K
cb
:
Hằng số cân bằng hay hằng số phân bố (l/g).
q
e
:
Khối lượng chất bị hấp phụ (mg/g).
C
e
:
Nồng độ của chất bị hấp phụ (mg/l).
Hằng số phân bố có 2 loại là: K
cb
biểu kiến và K