ການປຽບທຽບສານດູດຊັບ methylene blue ຢ່າງຍຸດຕິທຳ: ຄວາມຈຸ, ຈົນພົນສາດ, ແລະເງື່ອນໄຂການທົດລອງ

ການສຶກສາໜຶ່ງລາຍງານ 58 mg/g. ອີກການສຶກສາໜຶ່ງລາຍງານ 725 mg/g. ສິ່ງທີ່ຊວນໃຫ້ສະຫຼຸບງ່າຍໆຄືປະກາດວ່າສານດູດຊັບຕົວທີສອງດີກວ່າສິບສອງເທົ່າແລ້ວຢຸດອ່ານ. ການຈັດອັນດັບແບບນັ້ນສ່ວນໃຫຍ່ບໍ່ມີຄວາມໝາຍ ເພາະຕົວເລກສອງຄ່າຖືກສ້າງຂຶ້ນພາຍໃຕ້ເງື່ອນໄຂທີ່ແຕກຕ່າງກັນ ແລະອາດບໍ່ແມ່ນຕົວເລກປະເພດດຽວກັນດ້ວຍຊ້ຳ.

ບົດຄົ້ນຄວ້າດ້ານການດູດຊັບລາຍງານສາມປະລິມານທີ່ເບິ່ງຄ້າຍກັນ: ເປີເຊັນການກຳຈັດ, ປະລິມານການດູດຮັບທີ່ວັດໄດ້, ແລະຄວາມຈຸທີ່ໄດ້ຈາກການຟິດ. ເມື່ອລວມກັບຊະນິດວັດສະດຸຫຼາກຫຼາຍທີ່ຖືກສະເໜີໃຫ້ຈັບສານຍ້ອມ ແລະວິທີທີ່ສານຍ້ອມຕອບສະໜອງຕໍ່ສະພາບແວດລ້ອມ, ການປຽບທຽບຈຶ່ງເປັນບັນຫາການຈັບຄູ່ເງື່ອນໄຂກ່ອນຈະເປັນບັນຫາການຈັດອັນດັບ.

ຂໍ້ຄວນລະວັງນີ້ເປັນເລື່ອງຂອງໂຄງສ້າງການທົດລອງ ບໍ່ແມ່ນພຽງຕົວຢ່າງສະເພາະ. ການວິເຄາະດ້ວຍ machine learning ຈາກ 914 ການທົດລອງໃນ 75 ບົດຄົ້ນຄວ້າ ກ່ຽວກັບດິນໜຽວ, ຂີ້ເທົ່າ, ແລະວັດສະດຸທີ່ກະຕຸ້ນດ້ວຍດ່າງ ພົບວ່າຄ່າການດູດຮັບທີ່ລາຍງານຖືກກຳນົດຢ່າງຫຼາຍໂດຍການຕັ້ງຄ່າການທົດລອງ, ໂດຍຄວາມເຂັ້ມຂຸ້ນເລີ່ມຕົ້ນຂອງສານຍ້ອມເປັນຕົວທຳນາຍທີ່ແຮງທີ່ສຸດ. ບົດທົບທວນປີ 2024 ກ່ຽວກັບສານດູດຊັບທີ່ມາຈາກໃບພືດ ສະແດງໃຫ້ເຫັນວ່າໂປຣໂຕຄອນແຕກຕ່າງກັນຫຼາຍພຽງໃດ ແມ່ນແຕ່ພາຍໃນກຸ່ມວັດສະດຸດຽວກັນ. ບໍ່ມີແຫຼ່ງໃດໜຶ່ງຮອງຮັບການຈັດອັນດັບໂດຍອາໄສຄ່າ mg/g ທີ່ພາດຫົວຂ່າວ.

ເປີເຊັນການກຳຈັດບໍ່ແມ່ນຄວາມຈຸ

ການຈັດອັນດັບທີ່ບໍ່ດີສ່ວນໃຫຍ່ສັບສົນສາມແນວຄິດເຂົ້າຫາກັນ. ເປີເຊັນການກຳຈັດຕອບວ່າສານຍ້ອມສ່ວນໃດຖືກກຳຈັດອອກຈາກສານລະລາຍໜຶ່ງໆ. ປະລິມານການດູດຮັບທີ່ວັດໄດ້ຕອບວ່າມີສານຍ້ອມຢູ່ເທິງສານດູດຊັບແຕ່ລະກຣາມຫຼາຍປານໃດເມື່ອຮອດສົມດຸນ. ຄວາມຈຸທີ່ໄດ້ຈາກການຟິດຕອບວ່າແບບຈຳລອງ isotherm ທີ່ເລືອກໄວ້ຄາດຄະເນຄ່າອີ່ມຕົວໃນຄວາມເຂັ້ມຂຸ້ນສູງເທົ່າໃດ.

ສົມດຸນມວນເຊື່ອມສອງຄ່າທຳອິດເຂົ້າຫາກັນ:

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

ໂດຍທີ່ qe ແມ່ນການດູດຮັບທີ່ສົມດຸນໃນ mg/g, C0 ແລະ Ce ແມ່ນຄວາມເຂັ້ມຂຸ້ນເລີ່ມຕົ້ນແລະທີ່ສົມດຸນ, V ແມ່ນປະລິມາດ, ແລະ m ແມ່ນມວນຂອງສານດູດຊັບ.

ຄູ່ຕົວເລກໜຶ່ງສະແດງໃຫ້ເຫັນຈຸດຫຼອກ. ການກຳຈັດ 100 percent ຈາກ 0.1 L ຂອງສານຍ້ອມ 10 mg/L ດ້ວຍສານດູດຊັບ 1 g ໃຫ້ພຽງ 1 mg/g. ການກຳຈັດ 80 percent ຈາກ 0.1 L ຂອງສານຍ້ອມ 1000 mg/L ດ້ວຍ 0.1 g ໃຫ້ 800 mg/g. ຜົນທຳອິດເບິ່ງສົມບູນແບບເມື່ອເບິ່ງເປັນເປີເຊັນ ແຕ່ເກືອບບໍ່ມີປະໂຫຍດເມື່ອເບິ່ງເປັນຄວາມຈຸ. ການຈັດອັນດັບໃດໆທີ່ປົນສອງຖັນນີ້ເຂົ້າກັນ ກຳລັງຈັດອັນດັບການທົດລອງ ບໍ່ແມ່ນວັດສະດຸ.

qmax ທີ່ໄດ້ຈາກການຟິດເພີ່ມອີກໜຶ່ງຊັ້ນ. isotherm ການດູດຊັບ methylene blue ວາງກຣາຟ qe ທຽບກັບ Ce ຕາມຫຼາຍຄວາມເຂັ້ມຂຸ້ນເລີ່ມຕົ້ນ. ການຟິດ Langmuir ຄາດຄະເນເສັ້ນໂຄ້ງນັ້ນໄປຫາລະດັບຄົງທີ່ຈຳກັດທີ່ເອີ້ນວ່າ qmax; ການຟິດ Freundlich ອະທິບາຍກົດກຳລັງທີ່ບໍ່ມີລະດັບຄົງທີ່. qmax ທີ່ລາຍງານແມ່ນພາຣາມິເຕີຂອງແບບຈຳລອງ ບໍ່ແມ່ນປະລິມານທີ່ຊັ່ງໄດ້ໂດຍກົງ. ຖ້າຈຸດຂໍ້ມູນບໍ່ເຄີຍເຂົ້າໃກ້ລະດັບຄົງທີ່, ການປ່ຽນແປງນ້ອຍໆຂອງຈຸດທ້າຍໆສາມາດເຮັດໃຫ້ qmax ປ່ຽນຫຼາຍ.

ຫົກເງື່ອນໄຂທີ່ເຮັດໃຫ້ທຸກຕົວເລກປ່ຽນ

ປະລິມານສານດູດຊັບ. ຜົງຫຼາຍຂຶ້ນໝາຍເຖິງຕຳແໜ່ງດູດຊັບຫຼາຍຂຶ້ນ, ດັ່ງນັ້ນເປີເຊັນການກຳຈັດມັກສູງຂຶ້ນ ໃນຂະນະທີ່ການດູດຮັບໃນ mg/g ຫຼຸດລົງ ເພາະສານຍ້ອມທີ່ຖືກຈັບຖືກແບ່ງໄປຕາມມວນທີ່ຫຼາຍຂຶ້ນ. ການອ້າງວ່າກຳຈັດໄດ້ 99 percent ທີ່ 10 g/L ແລະທີ່ 0.2 g/L ແຕກຕ່າງກັນຫ້າສິບເທົ່າໃນປະສິດທິພາບການໃຊ້ວັດສະດຸ. ບັນທຶກປະລິມານສານດູດຊັບໃນ g/L ແລະປຽບທຽບການດູດຮັບທີ່ປະລິມານສານດູດຊັບກົງກັນ.

ຄວາມເຂັ້ມຂຸ້ນເລີ່ມຕົ້ນ. C0 ທີ່ສູງຂຶ້ນໃຫ້ແຮງຂັບຫຼາຍຂຶ້ນ, ດັ່ງນັ້ນ qe ສູງຂຶ້ນ ໃນຂະນະທີ່ເປີເຊັນການກຳຈັດຫຼຸດລົງເມື່ອຕຳແໜ່ງດູດຊັບອີ່ມຕົວ. qmax ທີ່ຟິດຈາກ 100 ຫາ 400 mg/L ອະທິບາຍບໍລິເວນໜຶ່ງຂອງເສັ້ນໂຄ້ງ ທີ່ແຕກຕ່າງຈາກການຟິດໃນຊ່ວງ 5 ຫາ 50 mg/L. ຄວນກຳນົດໃຫ້ຊ່ວງຂໍ້ມູນທັບຊ້ອນກັນກ່ອນຈຶ່ງຈັດອັນດັບ.

pH. Methylene blue ເປັນສານປະຈຸບວກ, ດັ່ງນັ້ນປະຈຸໜ້າຜິວເປັນຕົວຄວບຄຸມແຮງດຶງດູດ. ຕ່ຳກວ່າຈຸດປະຈຸສູນ ໜ້າຜິວຈະຜັກສານຍ້ອມອອກ; ສູງກວ່າຈຸດນັ້ນ ໜ້າຜິວຈະດຶງດູດມັນ. ການສຶກສາທີ່ລາຍງານພຽງ pH ເລີ່ມຕົ້ນຍັງຂາດຂໍ້ມູນ ເພາະການດູດຊັບປ່ຽນຄ່າສົມດຸນ. ບັນທຶກທັງສອງຄ່າ ພ້ອມກັບເກືອພື້ນຫຼັງ, ເພາະຄວາມແຮງໄອອອນຊ່ວຍບັງແຮງດຽວກັນທີ່ pH ປັບແຕ່ງ. ຫຼັກວິໄນທີ່ເຮັດໃຫ້ການຫາປະລິມານຈາກ absorbance ລະບຸ solvent ແລະ pH ຢ່າງຊັດເຈນ ກໍໃຊ້ຫຼັກດຽວກັນຢູ່ນີ້: ຕົວເລກຈະຕ້ອງມາພ້ອມເງື່ອນໄຂຂອງມັນ.

ເວລາ. ຄ່າທີ່ວັດຫຼັງ 5 minutes ແມ່ນ qt, ບໍ່ແມ່ນ qe. ຄວາມໄວແລະຄວາມຈຸສູງແມ່ນຄຸນສົມບັດຄົນລະຢ່າງ: ຊຸດຂໍ້ມູນໃນວັນນະກຳກ່ຽວກັບຜົງໃບພືດລາຍງານການເຂົ້າສູ່ສົມດຸນປະມານ 60 minutes ພາຍໃຕ້ໂປຣໂຕຄອນໜຶ່ງ ແລະປະມານ 160 ພາຍໃຕ້ອີກໂປຣໂຕຄອນໜຶ່ງ. ປຽບທຽບຄ່າສົມດຸນສະເພາະຫຼັງຈາກເສັ້ນໂຄ້ງຈົນພົນສາດຮາບລົງແລ້ວ ແລະລາຍງານການດູດຮັບໃນຊ່ວງຕົ້ນເປັນຜົນຈົນພົນສາດຕ່າງຫາກ.

ອຸນຫະພູມ. ທັງສົມດຸນແລະການແຜ່ຕອບສະໜອງຕໍ່ອຸນຫະພູມໃນຮູບແບບທີ່ຂຶ້ນກັບລະບົບແຕ່ລະແບບ. ໃນຊຸດການທົດລອງປາມອິນທະຜາລຳຊຸດໜຶ່ງ, Langmuir qmax ເພີ່ມຈາກປະມານ 43 mg/g ທີ່ 30 C ເປັນປະມານ 58 mg/g ທີ່ 60 C, ເປັນການປ່ຽນ 35 percent ຈາກອຸນຫະພູມພຽງຢ່າງດຽວ. ຢ່າຈັດອັນດັບຄວາມຈຸທີ່ວັດໃນອຸນຫະພູມຫ່າງກັນຫຼາຍໂດຍບໍ່ລະບຸຄວາມແຕກຕ່າງນັ້ນ.

ພື້ນຖານການລາຍງານ. Milligrams per gram ຈະປຽບທຽບກັນໄດ້ກໍຕໍ່ເມື່ອຄຳວ່າ gram ໝາຍເຖິງສິ່ງດຽວກັນ. ມວນແຫ້ງກັບມວນປຽກແຕກຕ່າງກັນຕາມສັດສ່ວນຄວາມຊຸ່ມ, ແລະເມັດຄອມໂພສິດກໍແຕກຕ່າງຈາກໄລຍະສານອອກ຤ິດບໍລິສຸດ. ລະບຸຕົວຫານແລະການແກ້ຄ່າຄວາມຊຸ່ມໃດໆ. ສຳລັບຕົວກອງ, ໃຫ້ເພີ່ມຄ່າຄວາມຈຸຄູນກັບ bulk density; ສຳລັບປະສິດທິພາບໜ້າຜິວ, ໃຫ້ເພີ່ມຄວາມຈຸຫານດ້ວຍ BET area, ໂດຍລະບຸວ່າບໍ່ແມ່ນທຸກພື້ນທີ່ທີ່ວັດໄດ້ຈະຮັບໂມເລກຸນຂະໜາດໃຫຍ່ເທົ່າ methylene blue ໄດ້. ອັດຕະລັກຂອງ reagent ກໍຕ້ອງຢູ່ໃນບັນທຶກໃນຂັ້ນຕອນນີ້, ເຊິ່ງເປັນເຫດໃຫ້ການກວດສອບຄວາມບໍລິສຸດແລະຂໍ້ກຳນົດຂອງ reagent ຢູ່ຄຽງຄູ່ກັບມວນຂອງສານດູດຊັບ.

ການຟິດ isotherm ແລະຈົນພົນສາດບອກຫຍັງແທ້

ຄວາມຜິດພາດທົ່ວໄປຄືການຖືວ່າການຟິດທີ່ດີເປັນຫຼັກຖານຢືນຢັນກົນໄກ. ການປຽບທຽບ methylene blue Langmuir Freundlich ທົດສອບວ່າສົມຜົນໃດອະທິບາຍຮູບຮ່າງເສັ້ນໂຄ້ງໄດ້ດີກວ່າໃນຊ່ວງທີ່ທົດສອບ. ມັນບໍ່ໄດ້ຢືນຢັນການປົກຄຸມແບບ monolayer, ຄວາມເປັນເນື້ອດຽວກັນ, ຫຼືການເກີດ multilayer. ວັດສະດຸພຸນທີ່ບໍ່ເປັນເນື້ອດຽວກັນກໍຍັງສາມາດໃຫ້ເສັ້ນໂຄ້ງຮູບແບບ Langmuir ໃນຊ່ວງຈຳກັດໄດ້, ແລະການຟິດ Freundlich ທີ່ດີກວ່າໝາຍພຽງວ່າຂໍ້ມູນຍັງເພີ່ມຂຶ້ນຕາມຮູບແບບທີ່ສົມຜົນນັ້ນເພີ່ມ. ຢືນຢັນກົນໄກດ້ວຍຫຼັກຖານອິດສະຫຼະ ເຊັ່ນ spectroscopy, calorimetry, ຫຼືການພຶງພາຄວາມແຮງໄອອອນ.

ນິໄສການປະເມີນຄຸນນະພາບການຟິດມີຄວາມສຳຄັນ. ຄວນໃຊ້ nonlinear regression ຫຼາຍກວ່າ, ເພາະການແປງໃຫ້ເປັນເສັ້ນຊື່ບິດເບືອນຄ່າຄວາມຜິດພາດ ແລະອາດເອື້ອປະໂຫຍດໃຫ້ແບບຈຳລອງໜຶ່ງຢ່າງເປັນລະບົບ. ກວດ residuals ແທນການໄວ້ໃຈ R squared ພຽງຢ່າງດຽວ. ຖາມວ່າ qmax ຢູ່ພາຍໃນຊ່ວງທີ່ວັດໄດ້ ຫຼືເກີນຊ່ວງນັ້ນ: ລະດັບຄົງທີ່ທີ່ຢູ່ສູງກວ່າ qe ທີ່ວັດໄດ້ສູງສຸດຫຼາຍແມ່ນການຄາດຄະເນ, ແລະຄວນລາຍງານຄວາມບໍ່ແນ່ນອນຂອງມັນ ບໍ່ແມ່ນພຽງຄ່າຂອງມັນ.

ຫຼັກຄວາມລະມັດລະວັງດຽວກັນໃຊ້ກັບຈົນພົນສາດການດູດຊັບ methylene blue. ໃນວັນນະກຳສານດູດຊັບຈາກໃບພືດ, ສົມຜົນ pseudo second order ແມ່ນແບບທີ່ຖືກລາຍງານເລື້ອຍທີ່ສຸດວ່າຟິດດີທີ່ສຸດ, ແຕ່ນັ້ນບໍ່ໄດ້ພິສູດ chemisorption, ເຊັ່ນດຽວກັບການຟິດ pseudo first order ທີ່ບໍ່ໄດ້ພິສູດ physisorption. ການແຜ່ສາມາດຈຳລອງສົມຜົນໃດກໍໄດ້ ຂຶ້ນກັບຂະໜາດອະນຸພາກແລະການກວນ, ແລະກຣາຟທີ່ແປງໃຫ້ເປັນເສັ້ນຊື່ໃນອະດີດໄດ້ເຮັດໃຫ້ການແຂ່ງຂັນເອນອຽງໄປທາງ pseudo second order. ລະບຸສົມຜົນ, rate constant, ຄ່າສົມດຸນທີ່ຟິດໄດ້, ຊ່ວງເວລາ, ຂະໜາດອະນຸພາກ, ແລະການກວນ, ແລະແຍກຄວາມໄວກັບຄວາມຈຸໄວ້ຄົນລະຖັນໃນແບບຟອມ.

ແບບຟອມປຽບທຽບການສຶກສາທີ່ເຜີຍແຜ່

ສຳເນົາຕາຕະລາງນີ້ໜຶ່ງຄັ້ງຕໍ່ໜຶ່ງການສຶກສາ. ການປຽບທຽບຈະໃຊ້ໄດ້ສະເພາະບ່ອນທີ່ຖັນກວດສອບກົງກັນ.

ສອງຕົວຢ່າງຈາກວັນນະກຳສະແດງວ່າແບບຟອມນີ້ໃຊ້ງານແນວໃດ. ຊຸດການທົດລອງປາມອິນທະຜາລຳລາຍງານສົມດຸນປະມານ 160 minutes, ຄ່າເໝາະສົມໃກ້ pH 6.5, qmax ທີ່ເພີ່ມຕາມອຸນຫະພູມ, ແລະ Temkin ກັບ pseudo second order ເປັນຄຳອະທິບາຍທີ່ເລືອກໃຊ້. ຜົງໃບໄຜ່ທີ່ຜ່ານການປິ່ນປົວລາຍງານປະມານ 725 mg/g ພ້ອມການກຳຈັດເກືອບສົມບູນ, ແຕ່ໄດ້ຈາກສານຍ້ອມ 100 ຫາ 400 mg/L ທີ່ປະລິມານສານດູດຊັບ 0.2 ຫາ 1.4 g/L ແລະໃຊ້ປະມານ 60 minutes ເພື່ອຮອດສົມດຸນ. ທັງສອງສາມາດຖືກຕ້ອງພາຍໃນການທົດລອງຂອງຕົນ ແຕ່ບໍ່ສາມາດຈັດອັນດັບທຽບກັນໄດ້ ຈົນກວ່າປະລິມານສານດູດຊັບ, ຄວາມເຂັ້ມຂຸ້ນ, pH, ອຸນຫະພູມ, ແລະພື້ນຖານການລາຍງານຈະກົງກັນ.

ປະໂຫຍກທີ່ຍຸດຕິທຳມີຮູບແບບຄົງທີ່: ພາຍໃຕ້ຊ່ວງຄວາມເຂັ້ມຂຸ້ນ, ປະລິມານສານດູດຊັບ, pH, ອຸນຫະພູມ, ເວລາສົມດຸນ, ແລະພື້ນຖານການລາຍງານທີ່ກົງກັນ, ວັດສະດຸ X ສະແດງການດູດຮັບສູງກວ່າວັດສະດຸ Y. ປະໂຫຍກໃດທີ່ສັ້ນກວ່ານີ້ແມ່ນການອ້າງກ່ຽວກັບການທົດລອງສອງອັນ ບໍ່ແມ່ນວັດສະດຸສອງຊະນິດ.