Fampitahana ara-drariny ireo adsorbant amin'ny manga metilena: fahafaha-mandray, kinetika, ary fepetra andrana

Ny fanadihadiana iray dia mitatitra 58 mg/g. Ny iray hafa kosa mitatitra 725 mg/g. Mora ny milaza avy hatrany fa avo roa ambin'ny folo heny noho ilay voalohany ny adsorbant faharoa, dia ajanona eo ny famakiana. Matetika anefa tsy misy heviny izany filaharana izany, satria tamin'ny fepetra samihafa no nahazoana ireo isa roa ireo ary mety tsy mitovy karazana akory ireo isa ireo.

Ny lahatsoratra momba ny adsorption dia mitatitra habetsahana telo izay toa mitovy: isan-jaton'ny fanesorana, uptake voarefy, ary fahafaha-mandray azo avy amin'ny fitting. Raha ampiana ny karazana akora maro atolotra hamatorana ilay loko sy ireo fomba iovan'ny valin'ilay loko amin'ny tontolo misy azy, dia lasa olana momba ny fampifanarahana aloha ny fampitahana vao lasa olana momba ny filaharana.

Ara-drafitra io fitandremana io fa tsy mifototra amin'ny tranga tokana. Ny fanadihadiana machine learning momba ny andrana 914 avy amin'ny lahatsoratra 75 momba ny tanimanga, lavenona, ary akora nampihetsiketsehina tamin'ny alkali dia nahita fa ny uptake notaterina dia voafehin'ny fepetra andrana indrindra, ary ny fifantohan'ny loko tany am-piandohana no mpaminavina matanjaka indrindra. Ny famerenana tamin'ny 2024 momba ireo adsorbant avy amin'ny ravina dia mampiseho ny halehiben'ny fiovaovan'ny protokola na dia ao anatin'ny fianakavian'akora iray aza. Tsy misy amin'ireo loharano ireo manohana filaharana mifototra amin'ny sanda mg/g asongadina.

Tsy fahafaha-mandray ny isan-jaton'ny fanesorana

Ny ankamaroan'ny filaharana ratsy dia mampifangaro hevitra telo. Ny isan-jaton'ny fanesorana dia mamaly hoe ampahany firy amin'ny loko no nesorina tamin'ny vahaolana iray manokana. Ny uptake voarefy dia mamaly hoe ohatrinona ny loko mipetraka amin'ny grama tsirairay amin'ny adsorbant rehefa tonga amin'ny equilibrium. Ny fahafaha-mandray azo avy amin'ny fitting kosa dia mamaly hoe inona ny sanda saturation vinavinain'ny modely isotherme iray voafidy amin'ny fifantohana avo.

Ny fifandanjan'ny faobe no mampifandray ireo roa voalohany:

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

izay qe no uptake amin'ny equilibrium amin'ny mg/g, C0 sy Ce no fifantohana amin'ny fiandohana sy amin'ny equilibrium, V no volume, ary m no faoben'ny adsorbant.

Mampiseho ny fandrika ny isa roa ampitahaina. Ny fanesorana 100 isan-jato amin'ny loko 10 mg/L ao anaty 0.1 L amin'ny adsorbant 1 g dia manome 1 mg/g monja. Ny fanesorana 80 isan-jato amin'ny loko 1000 mg/L ao anaty 0.1 L amin'ny adsorbant 0.1 g kosa dia manome 800 mg/g. Toa tonga lafatra amin'ny isan-jato ny vokatra voalohany, nefa saika tsy ilaina mihitsy amin'ny maha-fahafaha-mandray azy. Izay filaharana mampifangaro ireo tsanganana roa ireo dia mandahatra ny andrana, fa tsy ny akora.

Misy sosona fanampiny koa ny qmax azo avy amin'ny fitting. Ny isotherme adsorption amin'ny manga metilena dia manao sarintabilao qe manoloana an'i Ce amin'ny fifantohana fanombohana maromaro. Ny fitting Langmuir dia manalava vinavina an'io curve io mankany amin'ny plateau voafetra antsoina hoe qmax; ny fitting Freundlich kosa dia mamaritra power law tsy misy plateau. Ny qmax notaterina dia paramètre amin'ny modely, fa tsy habetsahana nolanjaina. Raha tsy manakaiky plateau mihitsy ireo teboka, dia afaka manova be ny qmax ny fiovana kely amin'ireo teboka farany.

Fepetra enina izay manova ny isa rehetra

Fatra. Raha betsaka kokoa ny vovoka dia betsaka kokoa ny toerana azo ifatorana, ka matetika miakatra ny isan-jaton'ny fanesorana nefa midina ny uptake mg/g, satria zaraina amin'ny faobe betsaka kokoa ilay loko voasambotra. Ny filazana fanesorana 99 isan-jato amin'ny 10 g/L sy amin'ny 0.2 g/L dia samy hafa in-dimampolo amin'ny fahombiazan'ny fampiasana akora. Raketo amin'ny g/L ny fatra ary ampitahao ny uptake amin'ny fatra mitovy.

Fifantohana fanombohana. Ny C0 avo kokoa dia manome hery manosika lehibe kokoa, ka miakatra ny qe raha mihena kosa ny isan-jaton'ny fanesorana rehefa feno ireo toerana azo ifatorana. Ny qmax azo amin'ny fitting eo anelanelan'ny 100 ka hatramin'ny 400 mg/L dia mamaritra faritra hafa amin'ny curve noho ny iray azo amin'ny 5 ka hatramin'ny 50 mg/L. Mitakiana elanelana mifampitohy alohan'ny hanaovana filaharana.

pH. Cationique ny manga metilena, ka ny charge amin'ny velarana no mifehy ny fifanintonana. Eo ambanin'ny point of zero charge-ny dia manosika ilay loko hiala ny velarana; eo amboniny kosa dia misarika azy ny velarana. Misy banga ny fanadihadiana izay mitatitra ny pH voalohany ihany, satria manova ny sanda amin'ny equilibrium ny adsorption. Raketo izy roa, miaraka amin'ireo sira fototra, satria ny ionic strength dia manalefaka ireo hery izay amboarin'ny pH ihany. Mihatra eto koa ilay fitsipi-pifehezana mitazona ny quantification mifototra amin'ny absorbance ho marina momba ny solvent sy ny pH: miaraka amin'ny fepetra nanaovana azy ilay isa.

Fotoana. Ny sanda raisina rehefa afaka 5 minutes dia qt, fa tsy qe. Toetra roa misaraka ny hafainganam-pandeha sy ny fahafaha-mandray: ny andiana fanadihadiana momba ny vovon-dravina dia mitatitra equilibrium manodidina ny 60 minutes amin'ny protokola iray ary manodidina ny 160 amin'ny iray hafa. Ampitahao ihany ny sanda amin'ny equilibrium rehefa efa mihamalama ny curve kinetika, ary tatitrao misaraka ho vokatra kinetika ny uptake amin'ny fotoana voalohany.

Mari-pana. Samy mamaly ny fiovan'ny mari-pana amin'ny fomba miankina amin'ny rafitra ny equilibrium sy ny diffusion. Tao amin'ny andiana date palm iray, niakatra avy amin'ny 43 mg/g teo ho eo amin'ny 30 C ho 58 mg/g teo ho eo amin'ny 60 C ny Langmuir qmax, izany hoe fiovana 35 isan-jato vokatry ny mari-pana fotsiny. Aza mandahatra mihitsy fahafaha-mandray norefesina tamin'ny mari-pana mifanalavitra raha tsy asongadina izany.

Fototra fanaovana tatitra. Tsy azo ampitahaina ny milligrams per gram raha tsy mitovy hevitra ny gram. Samy hafa arakaraka ny ampahan'ny hamandoana ny faobe maina sy mando, ary samy hafa amin'ny phase active madio ny composite beads. Lazao mazava ny denominator sy izay fanitsiana hamandoana rehetra. Ho an'ny sivana, ampio ny fahafaha-mandray ampitomboina amin'ny bulk density; ho an'ny fahombiazan'ny velarana, ampio ny fahafaha-mandray zaraina amin'ny BET area, sady mariho fa tsy ny faritra rehetra voarefy no azon'ny molekiola lehibe tahaka ny manga metilena idirana. Tokony ho ao anatin'ny rakitra amin'ity dingana ity koa ny mombamomba ny reagent, ka izany no antony ametrahana ny fanamarinana ny fahadiovan'ny reagent sy ny specification miaraka amin'ny faoben'ny adsorbant.

Izay tena lazain'ny fitting isotherme sy kinetika

Fahadisoana mahazatra ny fiheverana fa porofon'ny mekanisma ny fitting tsara. Ny fampitahana Langmuir Freundlich amin'ny adsorption manga metilena dia mitsapa hoe iza amin'ireo equation no mamaritra tsara kokoa ny endriky ny curve ao anatin'ny elanelana nozahana. Tsy manaporofo monolayer coverage, homogeneity, na multilayer formation izany. Mbola afaka manome curve miendrika Langmuir ao anatin'ny elanelana voafetra ihany ny akora porous tsy mitovy firafitra, ary ny fitting Freundlich tsara kokoa dia midika fotsiny fa mbola miakatra araka ny fiakaran'io equation io ny angona. Hamafiso amin'ny porofo mahaleo tena toy ny spectroscopy, calorimetry, na fiankinana amin'ny ionic strength ny mekanisma.

Zava-dehibe ny fahazarana amin'ny fanombanana kalitaon'ny fitting. Aleo nonlinear regression, satria manodinkodina ny errors ny transforms linearized ary afaka manome tombony tsy tapaka ho an'ny modely iray. Diniho ny residuals fa aza miantehitra amin'ny R squared fotsiny. Anontanio raha ao anatin'ny elanelana voarefy sa any ivelany ny qmax: projection ny plateau iray lavitra ambonin'ny qe lehibe indrindra voarefy, ary tokony hotaterina ny uncertainty-ny, fa tsy ny sandany fotsiny.

Io fitandremana io ihany koa no tokony hampiharina amin'ny kinetics adsorption amin'ny manga metilena. Ao amin'ny literatiora momba ireo adsorbant avy amin'ny ravina, ny equation pseudo second order no matetika indrindra voalaza ho fitting tsara indrindra, nefa tsy manaporofo chemisorption izany, tahaka ny tsy anaporofoan'ny fitting pseudo first order ny physisorption. Afaka maka endrika mitovy amin'ireo equation roa ireo ny diffusion arakaraka ny haben'ny particule sy ny agitation, ary ara-tantara dia nampandany tombony ho an'ny pseudo second order ny plots linearized. Lazao ny equation, rate constant, equilibrium azo amin'ny fitting, interval, haben'ny particule, ary agitation, ary tazomy amin'ny tsanganana misaraka ao amin'ny worksheet ny hafainganam-pandeha sy ny fahafaha-mandray.

Takelaka fampitahana fanadihadiana navoaka

Adikao indray mandeha isaky ny fanadihadiana ity tabilao ity. Tsy manan-kery ny fampitahana raha tsy mifanaraka ireo tsanganana fanamarinana.

Ohatra roa avy amin'ny literatiora no mampiseho ny fiasan'ilay worksheet. Ny andiana date palm iray dia mitatitra equilibrium manodidina ny 160 minutes, optimum manodidina ny pH 6.5, qmax miakatra miaraka amin'ny mari-pana, ary Temkin miaraka amin'ny pseudo second order ho famaritana nisafidianana. Ny vovon-dravina bamboo voatsabo iray kosa dia mitatitra 725 mg/g eo ho eo miaraka amin'ny fanesorana saika feno, saingy avy amin'ny loko 100 ka hatramin'ny 400 mg/L amin'ny fatra 0.2 ka hatramin'ny 1.4 g/L ary 60 minutes eo ho eo vao tonga amin'ny equilibrium. Samy mety ho marina ao anatin'ny fepetrany izy roa, nefa tsy azo alahatra mifanohitra raha tsy mifanaraka ny fatra, fifantohana, pH, mari-pana, ary fototra fanaovana tatitra.

Manana endrika raikitra ny fehezanteny ara-drariny: rehefa ampitoviana ny elanelam-pifantohana, fatra, pH, mari-pana, fotoana hahatongavana amin'ny equilibrium, ary fototra fanaovana tatitra, dia mampiseho uptake avo kokoa noho ny material Y ny material X. Izay fehezanteny fohy kokoa noho izany dia filazana momba ny andrana roa, fa tsy momba ny akora roa.