Berawirdkirina adsorbentên şîna metîlenê bi adilane: kapasîte, kinetîk û şertên ceribandinê

Lêkolînek 58 mg/g rapor dike. Yeka din 725 mg/g rapor dike. Mirov dikare zû encam bide ku adsorbenta duyem diwanzdeh caran baştir e û xwendinê li wir rawestîne. Ev rêzkirin bi gelemperî bêwate ye, ji ber ku her du hejmar di şertên cuda de hatine bidestxistin û dibe ku ew ne heta heman cure hejmar bin.

Gotarên adsorpsiyonê sê mîqdarên ku dişibin hev rapor dikin: rêjeya rakirinê, girtina pîvandî û kapasîteya li gorî modelê hatî fitkirin. Dema cûrbecûriya materyalên ku ji bo girêdana boyaxê tên pêşniyarkirin û awayê bersivdana boyaxê li hawîrdora xwe jî lê zêde bibin, berawirdkirin berî ku bibe pirsgirêka rêzkirinê dibe pirsgirêka hevberkirina şertan.

Ev hişyarî strukturel e, ne tenê anekdotîk. Analîzek fêrbûna makîneyê ya 914 ceribandinan ji 75 gotaran li ser gil, xwelî û materyalên bi alkalî hatine aktîvkirin dît ku girtina raporkirî bi giranî ji hêla şertên ceribandinê ve tê diyarkirin, û konsantrasyona destpêkê ya boyaxê pêşbînera herî bihêz bû. Vekolînek 2024 ya adsorbentên ji pelan hatine çêkirin nîşan dide ku protokol heta di hundirê yek malbata materyalan de jî çiqas cûrbecûr in. Tu ji van çavkaniyan rêzkirinek ku li ser nirxên sernavî yên mg/g hatibe avakirin piştgirî nakin.

Rêjeya rakirinê kapasîte nîne

Piraniya rêzkirinên xelet sê têgehan tevlihev dikin. Rêjeya rakirinê bersiva vê pirsê dide ku çend ji boyaxê ji çareseriyek taybet derket. Girtina pîvandî dibêje li rewşa hevsengiyê li ser her gram adsorbentê çiqas boyax rûdine. Kapasîteya fitkirî dibêje modelek izotermê ya hilbijartî di konsantrasyona bilind de çi nirxa têrbûnê pêşbînî dike.

Hevsengiya girseyê her du mîqdarên yekem bi hev ve girêdide:

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

ku qe girtina hevsengiyê bi mg/g e, C0 û Ce konsantrasyonên destpêkê û hevsengiyê ne, V hejm e, û m girseya adsorbentê ye.

Coteke hejmarî xefikê nîşan dide. Rakirina 100 percent ji 0.1 L boyaxa 10 mg/L bi 1 g adsorbentê tenê 1 mg/g dide. Rakirina 80 percent ji 0.1 L boyaxa 1000 mg/L bi 0.1 g dide 800 mg/g. Encamê yekem wek rêje bêqusûr xuya dike lê wek kapasîte hema bêkêr e. Her rêzkirina ku van her du stûnan tevlihev bike, ceribandinê rêz dike, ne materyalê.

qmax ya fitkirî qatek din jî zêde dike. Izoterma adsorpsiyona şîna metîlenê qe li hember Ce di nav çend konsantrasyonên destpêkê de nîşan dide. Fitkirina Langmuir ew kevan ber bi platformek sînordar a bi navê qmax ve projekte dike; fitkirina Freundlich qanûneke hêzê ya bê platform rave dike. qmax ya raporkirî parametreya modelê ye, ne mîqdarek ku bi giranî hatibe pîvandin. Heke xal tu carî nêzî platformê nebin, guhertinên biçûk di xalên dawîn de dikarin qmax pir biguherînin.

Şeş şertên ku her hejmarê diguherînin

Doz. Toza zêdetir tê wateya cihên girêdanê yên zêdetir, ji ber vê yekê rêjeya rakirinê bi gelemperî zêde dibe lê girtina mg/g kêm dibe, ji ber ku boyaxa girtî li ser girseyeke zêdetir tê belavkirin. Îdiayên 99 percent rakirinê li 10 g/L û li 0.2 g/L di karbidestiya materyalê de pêncî caran ji hev cuda ne. Dozê bi g/L tomar bikin û girtinê di dozên hevber de berawird bikin.

Konsantrasyona destpêkê. C0 ya bilindtir hêzek ajoker a mezintir peyda dike, ji ber vê yekê qe zêde dibe lê rêjeya rakirinê dema cih têr dibin kêm dibe. qmax ku li ser 100 heta 400 mg/L hatibe fitkirin herêmeke cuda ya kevanê rave dike ji ya ku li ser 5 heta 50 mg/L hatibe fitkirin. Berî rêzkirinê daxwaza navberên ku li hev dikevin bikin.

pH. Şîna metîlenê katyonîk e, ji ber vê yekê barga rûyê materyalê kêşanê kontrol dike. Di bin xala barga sifir de rûyek boyaxê paş dixe; li ser wê xalê rû bi boyaxê re dikişe. Lêkolînên ku tenê pH ya destpêkê rapor dikin valahiyek dihêlin, ji ber ku adsorpsiyon nirxa hevsengiyê diguherîne. Her du nirxan, ligel xwêyên paşxaneyê, tomar bikin, ji ber ku hêza iyonî heman hêzên ku pH wan saz dike kêm dike. Ew dîsîplîna ku quantîfîkasyona li ser bingeha absorbansê di derbarê solvent û pH de rast diparêze li vir jî derbasdar e: hejmar bi şertên xwe re digere.

Dem. Nirxek ku piştî 5 minutes hatibe girtin qt ye, ne qe. Lez û kapasîte du taybetmendiyên cuda ne: rêzikên literatûrê li ser tozên pelan di yek protokolê de nêzî 60 minutes hevsengî û di yekî din de nêzî 160 rapor dikin. Tenê piştî ku kevanê kinetîkê rast dibe nirxên hevsengiyê berawird bikin, û girtina di dema destpêkê de wek encameke kinetîkî ya cuda rapor bikin.

Germî. Hem hevsengî hem jî belavbûn li gorî germiyê bi awayên taybet ên pergalê bersiv didin. Di rêzek xurmaya xurman de, qmax ya Langmuir ji nêzî 43 mg/g li 30 C gihîşt nêzî 58 mg/g li 60 C, ku tenê ji germiyê 35 percent guhertin e. Kapasîteyên ku di germiyên pir ji hev dûr de hatine pîvandin qet bêyî destnîşankirina vê yekê rêz nekin.

Bingeha raporkirinê. Milligram per gram tenê dema tê berawirdkirin ku gram heman tiştî were wate kirin. Girseya hişk û şil bi fraksiyona şilbûnê ji hev cuda ne, û gogikên kompozît ji faza aktîf a saf cuda ne. Denominator û her sererastkirina şilbûnê diyar bikin. Ji bo fîltreyan, kapasîte caran dendika volumetrîk zêde bikin; ji bo karbidestiya rûyê, kapasîte li ser qada BET dabeş bikin, bi vê têbînî ku ne hemû qada pîvandî molekuleke bi mezinahiya şîna metîlenê dikeve hundir. Nasnameya reagentê di vê gavê de divê di tomarê de be, ji ber vê yekê kontrolên saflî û spesîfîkasyona reagentê li kêleka girseya adsorbentê tên danîn.

Fitkirinên izoterm û kinetîkê bi rastî çi dibêjin

Xeletiyeke gelemperî fitkirineke baş wek delîla mekanîzmayê dibîne. Berawirdkirina Langmuir Freundlich ya adsorpsiyona şîna metîlenê diceribîne ka kîjan hevkêşe şêwaza kevanê di navbera ceribandî de baştir rave dike. Ev yek pêçana monolayer, homojenî an pêkhatina multilayer îspat nake. Materyalên poroz ên heterojen dîsa jî dikarin di navbereke sînordar de kevanên bi şêwaza Langmuir bidin, û fitkirineke baştir a Freundlich tenê tê wateya ku daneyên bi awayê ku ew hevkêşe radibe berdewam radibin. Mekanîzmayê bi delîlên serbixwe yên wek spektroskopî, kalorîmetrî an girêdana bi hêza iyonî piştrast bikin.

Adetên kalîteya fitkirinê girîng in. Regressyona nonlinear tercîh bikin, ji ber ku transformasyonên linearized xeletiyan çewt dikin û dikarin bi rêkûpêk modelekê tercîh bikin. Li şûna ku tenê baweriya R squared bikin, residualan kontrol bikin. Bipirsin ka qmax di hundirê navbera pîvandî de ye an derveyî wê: platformek pir li ser qe ya herî mezin a pîvandî projeksiyonek e, û divê ne tenê nirxa wê, lê bêbaweriya wê jî were raporkirin.

Heman xwedîderketin kinetîka adsorpsiyona şîna metîlenê jî rêve dibe. Di literatûra adsorbentên pelan de hevkêşeya pseudo second order herî zêde wek fitkirina herî baş tê raporkirin, lê ev yek chemisorption îspat nake, wek ku fitkirina pseudo first order jî physisorption îspat nake. Belavbûn dikare li gorî mezinahiya parçeyan û tevlihevkirinê her du hevkêşeyan teqlîd bike, û grafîkên linearized di dîrokê de pêşbaziyê ber bi pseudo second order ve çewt kirine. Hevkêşe, sabîteya lezê, hevsengiya fitkirî, interval, mezinahiya parçeyan û tevlihevkirinê diyar bikin, û lez û kapasîteyê di stûnên cuda yên pelê xebatê de bihêlin.

Pelê xebatê ji bo berawirdkirina lêkolînên weşandî

Ji bo her lêkolînê carekê vê tabloyê kopî bikin. Berawirdkirin tenê li cihên ku stûnên kontrolê li hev dikin derbasdar e.

Du nimûneyên literatûrê nîşan didin ku pelê xebatê çawa kar dike. Rêzek xurmaya xurman nêzî 160 minutes hevsengî, optimumek nêzî pH 6.5, qmax ku bi germiyê zêde dibe, û Temkin bi pseudo second order re wek ravekirinên tercîhkirî rapor dike. Toza pelê bambûyê ya hatî dermankirin nêzî 725 mg/g bi rakirina nêzî tam rapor dike, lê ji boyaxa 100 heta 400 mg/L di doza 0.2 heta 1.4 g/L de û bi nêzî 60 minutes heta hevsengiyê. Her du dikarin di nav xwe de derbasdar bin, lê heta ku doz, konsantrasyon, pH, germî û bingeha raporkirinê li hev neyên, bi hev re nayên rêzkirin.

Hevoka adil şêweyek sabît heye: di navbera konsantrasyonê, dozê, pH, germiyê, dema hevsengiyê û bingeha raporkirinê yên hevber de, materyala X ji materyala Y girtina bilindtir nîşan dide. Her tiştek kurtir ji vê îdiayek li ser du ceribandinan e, ne li ser du materyalan.