مقاله
د methylene blue جاذبو عادلانه پرتله: ظرفیت، کاینټکس، او ازمایښتي شرایط
یوه څېړنه 58 mg/g راپوروي. بله 725 mg/g راپوروي. اسانه ده چې دوهم جاذب دولس ځله غوره وګڼل شي او نور لوستل ودرول شي. دا ډول درجهبندي عموماً بېمعنا وي، ځکه دواړه شمېرې په بېلابېلو شرایطو کې ترلاسه شوې وي او ښايي حتی د یوه ډول شمېرې هم نه وي.
د جذب مقالې درې داسې کمیتونه راپوروي چې ظاهراً ورته ښکاري: د لرې کولو سلنه، اندازه شوی جذب، او د ماډل له مخې برازش شوی ظرفیت. دې ته د هغو موادو پراخه لړۍ ورزیاته کړئ چې د رنګ د تړلو لپاره وړاندیز شوي، او هغه لارې چې رنګ د خپل چاپېریال په وړاندې غبرګون ښيي؛ نو پرتله کول تر درجهبندۍ مخکې د شرایطو د سمون مسئله ګرځي.
دا احتیاط د جوړښت له امله دی، نه د یوه مورد له تجربې. د خټو، ایرو، او الکلي-فعاله موادو په اړه د 75 مقالو د 914 تجربو ماشین زدهکړې تحلیل وموندله چې راپور شوی جذب تر ډېره د ازمایښتي شرایطو تر اغېز لاندې و، او د رنګ لومړنۍ غلظت تر ټولو قوي وړاندوینه کوونکی و. د 2024 کال د پاڼو څخه جوړو جاذبو بیاکتنه ښيي چې حتی د موادو د یوې کورنۍ دننه پروتوکولونه څومره پراخ توپیر لري. له دې دوو سرچینو څخه هېڅ یوه هم د سرلیکونو د mg/g ارزښتونو پر بنسټ جوړ شوی جدول نه تاییدوي.
د لرې کولو سلنه ظرفیت نه دی
ډېرې ناسمې درجهبندۍ درې مفاهیم سره ګډوي. د لرې کولو سلنه دا ښيي چې له یوې ځانګړې محلول څخه د رنګ کومه برخه لرې شوه. اندازه شوی جذب دا ښيي چې په تعادل کې د جاذب پر هر ګرام څومره رنګ ناست دی. برازش شوی ظرفیت دا ښيي چې ټاکل شوی ایزوترم ماډل په لوړه غلظت کې کوم اشباع ارزښت اټکلوي.
د جرم توازن لومړي دوه مفاهیم سره تړي:
qe = (C0 minus Ce) times V divided by m
چې پکې qe په mg/g کې د تعادل جذب دی، C0 او Ce د پیل او تعادل غلظتونه دي، V حجم دی، او m د جاذب جرم دی.
یوه عددي جوړه دام روښانه کوي. د 1 g جاذب په کارولو سره له 0.1 L د 10 mg/L رنګ څخه 100 percent لرې کول یوازې 1 mg/g ورکوي. د 0.1 g جاذب په کارولو سره له 0.1 L د 1000 mg/L رنګ څخه 80 percent لرې کول 800 mg/g ورکوي. لومړۍ پایله د سلنې له مخې بشپړه ښکاري، خو د ظرفیت په توګه نږدې بېګټې ده. هره درجهبندي چې دا دوه ستونونه سره ګډوي، تجربه درجهبندي کوي، نه ماده.
برازش شوی qmax یو بل پوړ هم زیاتوي. د methylene blue د جذب ایزوترم په څو لومړنیو غلظتونو کې qe د Ce پر وړاندې رسموي. د Langmuir برازش دا منحني د یوه محدود پلېټو پر لور غځوي چې qmax بلل کېږي؛ د Freundlich برازش داسې تواني قانون تشریح کوي چې پلېټو نه لري. راپور شوی qmax د ماډل پارامېټر دی، نه په ترازو تلل شوی کمیت. که نقطې هېڅکله پلېټو ته نږدې نه شي، د وروستیو نقطو واړه بدلونونه qmax ډېر بدلوي.
شپږ شرایط چې هره شمېره بدلوي
دوز. ډېر پوډر د ډېرو سایټونو معنا لري، نو د لرې کولو سلنه عموماً لوړېږي، خو د mg/g جذب راټیټېږي، ځکه نیول شوی رنګ پر زیات جرم وېشل کېږي. په 10 g/L کې د 99 percent لرې کولو ادعا او په 0.2 g/L کې همداسې ادعا د موادو د موثریت له پلوه پنځوس چنده توپیر لري. دوز په g/L کې ثبت کړئ او جذب په برابر دوز کې پرتله کړئ.
لومړنۍ غلظت. لوړ C0 لوی محرک ځواک برابروي، نو qe لوړېږي، خو د لرې کولو سلنه د سایټونو له اشباع سره راټیټېږي. هغه qmax چې د 100 to 400 mg/L په لړ کې برازش شوی وي، د منحني له بلې برخې سره تړاو لري نسبت هغه qmax ته چې د 5 to 50 mg/L په لړ کې برازش شوی وي. تر درجهبندۍ مخکې د غلظتونو د لړونو همپوشاني وغواړئ.
pH. Methylene blue کاتیوني دی، نو د سطحې چارج د جذب ځواک کنټرولوي. د صفر چارج له نقطې لاندې سطحه رنګ دفع کوي؛ تر هغې پورته سطحه یې جذبوي. هغه څېړنې چې یوازې لومړنی pH راپوروي تشه پرېږدي، ځکه جذب د تعادل ارزښت بدلوي. دواړه ثبت کړئ، او شالیدي مالګې هم، ځکه ایوني ځواک هماغه ځواکونه کمزوري کوي چې pH یې تنظیموي. هغه انضباط چې د جذب-کچې پر بنسټ اندازه کول د محلل او pH په اړه دقیق ساتي، دلته هم پلي کېږي: شمېره له خپلو شرایطو سره یوځای معنا لري.
وخت. هغه ارزښت چې له 5 minutes وروسته اخیستل شوی وي qt دی، نه qe. چټکتیا او لوړ ظرفیت بېلې ځانګړنې دي: د پاڼو د پوډرونو په ادبیاتو کې لړۍ تر یوه پروتوکول لاندې نږدې 60 minutes او تر بل لاندې نږدې 160 minutes د تعادل وخت راپوروي. یوازې هغه مهال د تعادل ارزښتونه پرتله کړئ چې د کاینټکس منحني هواره شي، او د لومړني وخت جذب د کاینټکس د جلا پایلې په توګه راپور کړئ.
تودوخه. تعادل او نفوذ دواړه د سیستم له ځانګړتیاوو سره سم تودوخې ته غبرګون ښيي. د خرما د یوې لړۍ په یوه مثال کې، Langmuir qmax په 30 C کې له شاوخوا 43 mg/g څخه په 60 C کې شاوخوا 58 mg/g ته لوړ شو، چې یوازې د تودوخې له امله 35 percent بدلون دی. هغه ظرفیتونه چې په ډېر لرې تودوخیزو شرایطو کې اندازه شوي وي، هېڅکله بې له روښانه یادونې مه درجهبندي کوئ.
د راپور ورکولو بنسټ. Milligrams per gram یوازې هغه وخت د پرتله وړ دي چې gram په دواړو ځایونو کې یوه معنا ولري. وچ او لوند جرم د رطوبت د برخې له امله توپیر لري، او مرکبې دانې له خالص فعال پړاو سره توپیر لري. مخرج او د رطوبت هر ډول اصلاح روښانه کړئ. د فلټرونو لپاره، ظرفیت times bulk density هم ورزیات کړئ؛ د سطحې د موثریت لپاره، capacity divided by BET area هم ورزیات کړئ، په دې یادونې سره چې ټولې اندازه شوې سطحې د methylene blue په اندازه لوی مالیکول ته د لاسرسي وړ نه وي. په دې پړاو کې د ریجنټ پېژند هم باید په ثبت کې وي، او همدې لپاره د ریجنټ د خلوص او مشخصاتو ارزونه د جاذب د جرم تر څنګ راځي.
د ایزوترم او کاینټکس برازشونه په حقیقت کې څه وايي
یوه عامه تېروتنه ښه برازش د میکانیزم ثبوت ګڼي. د methylene blue د Langmuir Freundlich پرتله دا ازمېيي چې د ازمویل شوې لړۍ په اوږدو کې کومه معادله د منحني بڼه ښه تشریح کوي. دا د یوه-طبقې پوښښ، همجنستوب، یا څو-طبقې جوړښت نه ثابتوي. ناهمجنس سوري لرونکي مواد هم په محدوده لړۍ کې د Langmuir په بڼه منحني ورکولای شي، او د Freundlich ښه برازش یوازې دا معنا لري چې معلومات هماغسې پورته ځي لکه هغه معادله چې اټکل کوي. میکانیزم د خپلواکو شواهدو لکه سپیکټروسکوپي، کالوریمتري، یا د ایوني ځواک پورې تړاو په وسیله تایید کړئ.
د برازش د کیفیت عادتونه مهم دي. غیرخطی رېګرېشن غوره کړئ، ځکه خطي شوي بدلونونه تېروتنې تحریفوي او په سیستماتیک ډول یوه ماډل ته برتري ورکولای شي. یوازې پر R squared د باور پر ځای پاتې شوني وڅېړئ. وپوښتئ چې qmax د اندازه شوې لړۍ دننه دی که تر هغې هاخوا: هغه پلېټو چې د تر ټولو لوی اندازه شوي qe څخه ډېر پورته وي یو اټکل دی، او باید د ارزښت تر څنګ یې نامعلوموالی هم راپور شي.
همدا احتیاط د methylene blue د جذب پر کاینټکس هم حاکم دی. د پاڼو د جاذبو په ادبیاتو کې pseudo second order معادله تر ټولو ډېره د غوره برازش په توګه راپور شوې، خو دا chemisorption نه ثابتوي، لکه څنګه چې pseudo first order برازش physisorption نه ثابتوي. نفوذ د ذرو د اندازې او هموهلو له مخې د هرې یوې معادلې بڼه تقلیدولای شي، او خطي شوو نمودارونو په تاریخي ډول سیالي د pseudo second order په ګټه کږه کړې ده. معادله، rate constant، برازش شوی تعادل، interval، د ذرې اندازه، او agitation ولیکئ، او سرعت او ظرفیت د کاري پاڼې په جلا ستونونو کې وساتئ.
د خپرو شویو څېړنو د پرتله کولو کاري پاڼه
دا جدول د هرې څېړنې لپاره یو ځل کاپي کړئ. پرتله یوازې هغه ځای معتبره ده چې د ارزونې ستونونه سره برابر وي.
| شرط | څه باید ثبت شي | د عادي کولو قاعده | که نه وي، ودرېږئ |
|---|---|---|---|
| دوز | g/L، له حجم او ټول جرم سره | qe په برابر دوز کې پرتله کړئ؛ د لرې کولو percent جلا وساتئ | Percent په ظرفیت نه شي بدلېدای |
| غلظت | C0 series، Ce range، پلېټو ته رسېدلی که نه | qmax یوازې په همپوشو لړونو کې پرتله کړئ | qmax کېدای شي خالص extrapolation وي |
| pH | لومړنی او تعادلي pH، مالګې، د صفر چارج نقطه که معلومه وي | شاوخوا one unit دننه یې برابر کړئ | محرک ځواک نامعلوم دی |
| وخت | د تماس وخت، kinetic curve، equilibrium criterion | qe یوازې په ثابت شوي تعادل کې پرتله کړئ | ارزښت ښايي qt وي چې په ناسم ډول qe نومول شوی |
| تودوخه | د هر isotherm point تودوخه | په برابرې تودوخې کې پرتله کړئ | حرارتي بدلون د موادو توپیر ګڼل کېږي |
| د راپور ورکولو بنسټ | وچ یا لوند جرم، د رطوبت برخه، active phase versus composite، bulk density، BET area | mg per dry gram ته یې واړوئ؛ د حجم او ساحې ستونونه ورزیات کړئ | مخرج نامعلوم دی |
| د ماډل برازش | معادلې، linear versus nonlinear fit، error metric، residuals، parameter uncertainty | nonlinear fits غوره کړئ؛ بشپړ parameter sets پرتله کړئ | د غوره برازش ادعا نه شي تاییدېدای |
| د محلول matrix | Water grade، ionic strength، competing ions or organics | matrix برابر کړئ یا پایله د screening level په توګه ونوموئ | په واقعي اوبو کې عملکرد نامعلوم دی |
د ادبیاتو دوه مثالونه ښيي چې کاري پاڼه څنګه کار کوي. د خرما یوه لړۍ نږدې 160 minutes کې تعادل، نږدې pH 6.5 کې optimum، له تودوخې سره د qmax زیاتوالی، او Temkin له pseudo second order سره د غوره تشریحاتو په توګه راپوروي. د پروسس شوي بانس د پاڼو پوډر شاوخوا 725 mg/g له نږدې بشپړ لرې کولو سره راپوروي، خو دا پایله د 100 to 400 mg/L رنګ، د 0.2 to 1.4 g/L دوز، او شاوخوا 60 minutes د تعادل وخت څخه ترلاسه شوې. دواړه په داخلي ډول معتبر کېدای شي، خو تر هغه یو د بل پر وړاندې نه شي درجهبندي کېدای چې دوز، غلظت، pH، تودوخه، او بنسټ سره برابر شي.
عادلانه جمله یو ثابت جوړښت لري: د برابر غلظت لړۍ، دوز، pH، تودوخې، د تعادل وخت، او د راپور ورکولو بنسټ لاندې، ماده X د ماده Y په پرتله لوړ جذب ښيي. تر دې لنډه هره ادعا د دوو موادو په اړه نه، بلکې د دوو تجربو په اړه ده.