Metileno urdinaren adsorbatzaileak bidezko eran alderatzea: ahalmena, zinetika eta baldintza esperimentalak

Azterketa batek 58 mg/g ematen du. Beste batek 725 mg/g. Tentazioa bigarren adsorbatzailea hamabi aldiz hobea dela adierazi eta irakurtzeari uztea da. Sailkapen horrek normalean ez du zentzurik, bi zenbakiak baldintza desberdinetan lortu direlako eta balitekeelako zenbaki mota bera ere ez izatea.

Adsortzioari buruzko artikuluek antzeko itxura duten hiru magnitude ematen dituzte: kentze-ehunekoa, neurtutako atxikipena eta doikuntzaz lortutako ahalmena. Horri koloratzailea lotzeko proposatutako materialen aniztasuna eta koloratzaileak ingurunearekiko duen erantzuna gehituta, konparazioa bat-etortze arazo bihurtzen da sailkapen arazo izan aurretik.

Kontuz ibiltzeko arrazoia egiturazkoa da, ez anekdotikoa. Buztinen, errautsen eta alkaliz aktibatutako materialen inguruko 75 artikulutako 914 esperimenturen ikaskuntza automatiko bidezko analisi batek aurkitu zuen jakinarazitako atxikipena baldintza esperimentalek baldintzatzen zutela nagusiki, hasierako koloratzaile-kontzentrazioa izanik iragarle indartsuena. Hostoetatik eratorritako adsorbatzaileei buruzko 2024ko berrikuspen batek erakusten du protokoloak zenbateraino aldatzen diren material-familia bakar baten barruan ere. Iturri batek ere ez du babesten mg/g balio nabarmenekin egindako sailkapen-taula bat.

Kentze-ehunekoa ez da ahalmena

Sailkapen txar gehienek hiru kontzeptu nahasten dituzte. Kentze-ehunekoak disoluzio jakin batetik koloratzailearen zer zatiki desagertu den adierazten du. Neurtutako atxikipenak orekan adsorbatzaile gramo bakoitzean zenbat koloratzaile dagoen adierazten du. Doikuntzaz lortutako ahalmenak aukeratutako isotermaren ereduak kontzentrazio handian aurreikusten duen asetasun-balioa adierazten du.

Masa-balantzeak lehen biak lotzen ditu:

qe = (C0 minus Ce) times V divided by m

non qe oreka-atxikipena den mg/g-tan, C0 eta Ce hasierako eta orekako kontzentrazioak diren, V bolumena den eta m adsorbatzailearen masa den.

Zenbakizko bikote batek tranpa erakusten du. 1 g adsorbatzaile erabiliz 10 mg/L koloratzaileko 0.1 L-tik 100 percent kentzeak 1 mg/g besterik ez du ematen. 0.1 g erabiliz 1000 mg/L koloratzaileko 0.1 L-tik 80 percent kentzeak 800 mg/g ematen du. Lehen emaitza ezin hobea dirudi ehunekotan, baina ia alferrikakoa da ahalmen gisa. Bi zutabe horiek nahasten dituen edozein sailkapenek esperimentua sailkatzen du, ez materiala.

Doitutako qmax-ek beste geruza bat gehitzen du. Metileno urdinaren adsortzio-isoterma batek qe eta Ce elkarren aurrean irudikatzen ditu hainbat hasierako kontzentraziotan. Langmuir doikuntzak kurba qmax izeneko goi-lautada finitu baterantz proiektatzen du; Freundlich doikuntzak goi-lautarik gabeko potentzia-lege bat deskribatzen du. Jakinarazitako qmax bat eredu-parametro bat da, ez pisatuz neurtutako magnitude bat. Puntuek goi-lautada batera hurbiltzen ez badira, azken puntuetako aldaketa txikiek qmax asko aldatzen dute.

Zenbaki guztiak aldatzen dituzten sei baldintza

Dosia. Hauts gehiago egoteak gune gehiago esan nahi du; beraz, kentze-ehunekoa normalean igo egiten da, eta mg/g-tan adierazitako atxikipena jaitsi, harrapatutako koloratzailea masa handiagoaren artean banatzen delako. 10 g/L-rekin 99 percent kentzea eta 0.2 g/L-rekin kentzea aldarrikatzen duten emaitzek material-eraginkortasunari dagokionez berrogeita hamar aldizko aldea dute. Erregistratu dosia g/L-tan eta alderatu atxikipena dosi berdinean.

Hasierako kontzentrazioa. C0 handiagoak indar eragile handiagoa ematen du; beraz, qe igo egiten da, eta kentze-ehunekoa jaitsi, guneak asetzen diren heinean. 100 eta 400 mg/L artean doitutako qmax batek kurbaren eskualde desberdin bat deskribatzen du 5 eta 50 mg/L artean doitutako batekin alderatuta. Eskatu tarte gainjarriak sailkatu aurretik.

pH. Metileno urdina kationikoa da; beraz, gainazaleko kargak erakarpena kontrolatzen du. Zero kargako puntuaren azpitik, gainazal batek koloratzailea aldaratzen du; haren gainetik, gainazalak erakartzen du. Hasierako pH-a soilik ematen duten azterketek hutsune bat uzten dute, adsortzioak orekako balioa aldatzen duelako. Erregistratu biak, baita hondoko gatzak ere, indar ionikoak pH-ak doitzen dituen indar berak apaltzen baititu. Disolbatzailearen eta pH-aren inguruan absorbantzia bidezko kuantifikazioa zorrotz mantentzen duen diziplina bera aplikatzen da hemen ere: zenbakia bere baldintzekin batera doa.

Denbora. 5 minutes igaro ondoren hartutako balioa qt da, ez qe. Azkartasuna eta ahalmen handia ezaugarri bereiziak dira: hosto-hautsei buruzko literatura-serieek orekatzea 60 minutes inguruan ematen dute protokolo batean eta 160 inguruan beste batean. Alderatu oreka-balioak kurba zinetikoa lautu ondoren soilik, eta eman hasierako denborako atxikipena zinetikaren emaitza bereizi gisa.

Tenperatura. Orekak eta difusioak biek erantzuten diote tenperaturari, sistema bakoitzaren araberako moduan. Datil-palmondoari buruzko serie batean, Langmuir qmax 30 C-an 43 mg/g ingurutik 60 C-an 58 mg/g ingurura igo zen, tenperaturagatik bakarrik 35 percent-ko aldaketa izanik. Ez sailkatu inoiz tenperatura oso desberdinetan neurtutako ahalmenak hori nabarmendu gabe.

Txostenaren oinarria. Gramo bakoitzeko miligramoak konparagarriak dira gramoak gauza bera esan nahi duenean soilik. Masa lehorra eta hezea hezetasun-frakzioaren arabera desberdinak dira, eta ale konposatuak fase aktibo purutik desberdinak dira. Adierazi izendatzailea eta hezetasunaren edozein zuzenketa. Iragazkietarako, gehitu ahalmena bider dentsitate aparenta; gainazal-eraginkortasunerako, gehitu ahalmena BET azaleraz zatituta, kontuan hartuta neurtutako azalera guztiek ez dutela metileno urdina bezain molekula handi bat onartzen. Erreaktiboaren identitateak ere erregistroan egon behar du urrats honetan; horregatik daude erreaktiboaren purutasunaren eta espezifikazioaren egiaztapenak adsorbatzailearen masarekin batera.

Isotermen eta zinetikaren doikuntzek benetan zer adierazten duten

Ohiko akats bat doikuntza ona mekanismoaren frogatzat hartzea da. Metileno urdinaren Langmuir Freundlich konparazio batek probatzen du zein ekuaziok deskribatzen duen hobeto kurbaren forma aztertutako tartean. Ez du ezartzen geruza bakarreko estaldura, homogeneotasuna edo geruza anitzen eraketa. Material porotsu heterogeneoek ere Langmuir formako kurbak eman ditzakete tarte mugatu batean, eta Freundlich doikuntza hobe batek soilik esan nahi du datuek ekuazio horrek gora egiten duen moduan jarraitzen dutela gora. Berretsi mekanismoa ebidentzia independentearekin, hala nola espektroskopiarekin, kalorimetriarekin edo indar ionikoarekiko mendekotasunarekin.

Doikuntzaren kalitateari lotutako ohiturak garrantzitsuak dira. Lehenetsi erregresio ez-lineala, transformazio linealizatuek erroreak desitxuratzen dituztelako eta eredu bat sistematikoki hobetsi dezaketelako. Aztertu hondarrak R squared bakarrik fidatu beharrean. Galdetu qmax neurtutako tartearen barruan ala kanpoan dagoen: neurtutako qe handiena baino askoz gorago dagoen goi-lautada bat proiekzio bat da, eta haren ziurgabetasuna jakinarazi behar da, ez haren balioa bakarrik.

Neurri bera aplikatzen zaio metileno urdinaren adsortzio-zinetikari. Hosto-adsorbatzaileen literaturan, bigarren ordenako pseudo ekuazioa da gehienetan doikuntza onen gisa ematen dena, baina horrek ez du kimiosortzioa frogatzen, lehen ordenako pseudo doikuntza batek fisiosortzioa frogatzen ez duen bezala. Difusioak edozein ekuazio imita dezake partikula-tamainaren eta agitazioaren arabera, eta grafiko linealizatuek historikoki lehia bigarren ordenako pseudo ereduaren alde okertu dute. Adierazi ekuazioa, abiadura-konstantea, doitutako oreka, tartea, partikula-tamaina eta agitazioa, eta mantendu abiadura eta ahalmena lan-orriaren zutabe bereizietan.

Argitaratutako azterketak alderatzeko lan-orria

Kopiatu taula hau azterketa bakoitzeko behin. Konparazioa egokia da egiaztapen-zutabeek bat egiten duten tokietan soilik.

Literaturako bi adibidek lan-orriaren funtzionamendua erakusten dute. Datil-palmondoari buruzko serie batek 160 minutes inguruko oreka, pH 6.5 inguruko optimuma, tenperaturarekin igotzen den qmax eta Temkin eta bigarren ordenako pseudo ereduak deskribapen hobetsi gisa ematen ditu. Tratatutako banbu-hostoen hauts batek 725 mg/g inguru ematen ditu ia erabateko kentzearekin, baina 100 eta 400 mg/L arteko koloratzailearekin, 0.2 eta 1.4 g/L arteko dosiarekin eta orekarako 60 minutes ingururekin. Biak izan daitezke barnean baliozkoak, baina ezin dira elkarren artean sailkatu dosia, kontzentrazioa, pH-a, tenperatura eta oinarria bat etorri arte.

Bidezko esaldiak forma finkoa du: kontzentrazio-tartea, dosia, pH-a, tenperatura, oreka-denbora eta txostenaren oinarria parekatuta, X materialak Y materialak baino atxikipen handiagoa erakusten du. Laburragoa den edozer bi esperimenturi buruzko baieztapena da, ez bi materiali buruzkoa.