ලිපිය
මෙතිලීන් බ්ලූ අවශෝෂක සාධාරණ ලෙස සැසඳීම: ධාරිතාව, චාලක විද්යාව සහ පරීක්ෂණ තත්ත්ව
එක් අධ්යයනයක් 58 mg/g ලෙස වාර්තා කරයි. තවත් එකක් 725 mg/g ලෙස වාර්තා කරයි. දෙවන අවශෝෂකය දොළොස් ගුණයක් වඩා හොඳ යැයි ප්රකාශ කර කියවීම නතර කිරීමට පෙළඹීමක් ඇතිවිය හැක. නමුත් අගයන් දෙක වෙනස් තත්ත්ව යටතේ ලබාගෙන ඇති අතර ඒවා එකම වර්ගයේ අගයන් නොවිය හැකි බැවින්, එවැනි ශ්රේණිගත කිරීමක් සාමාන්යයෙන් අර්ථවත් නොවේ.
අවශෝෂණ පත්රිකාවල එකිනෙකට සමානව පෙනෙන ප්රමාණ තුනක් වාර්තා කරයි: ඉවත් කිරීමේ ප්රතිශතය, මනින ලද අවශෝෂණ ප්රමාණය සහ ගැළපූ ධාරිතාව. වර්ණකය බැඳීමට යෝජනා කරන විවිධ ද්රව්ය සහ වර්ණකය තම පරිසරයට ප්රතිචාර දක්වන විවිධ ආකාර එක් කළ විට, සැසඳීම ශ්රේණිගත කිරීමේ ගැටලුවක් වීමට පෙර ගැළපීමේ ගැටලුවක් බවට පත්වේ.
මෙම අවවාදය ව්යුහාත්මක එකක් මිස තනි සිදුවීම් මත පදනම් වූ එකක් නොවේ. මැටි, අළු සහ ක්ෂාර-සක්රීය ද්රව්ය පිළිබඳ පත්රිකා 75ක පරීක්ෂණ 914ක් ඇතුළත් යන්ත්ර ඉගෙනුම් විශ්ලේෂණයක දී, වාර්තා කළ අවශෝෂණ ප්රමාණය ප්රධාන වශයෙන් පරීක්ෂණ සැකසුම් මගින් තීරණය වූ අතර, ආරම්භක වර්ණක සාන්ද්රණය ශක්තිමත්ම අනාවැකි දක්වනය විය. 2024 පත්ර-ව්යුත්පන්න අවශෝෂක සමාලෝචනයක් එකම ද්රව්ය පවුලක් තුළ පවා ක්රියාපටිපාටි කොපමණ පුළුල් ලෙස වෙනස් වේදැයි පෙන්වයි. මෙම මූලාශ්ර දෙකෙන් එකක්වත් ප්රධාන mg/g අගයන් මත ගොඩනගන ලද ශ්රේණි ලැයිස්තුවකට සහාය නොදක්වයි.
ඉවත් කිරීමේ ප්රතිශතය ධාරිතාව නොවේ
දුර්වල ශ්රේණිගත කිරීම් බොහොමයක් සංකල්ප තුනක් එකිනෙකට මිශ්ර කරයි. ඉවත් කිරීමේ ප්රතිශතය කියන්නේ එක් විශේෂිත ද්රාවණයකින් වර්ණකයේ කුමන කොටසක් ඉවත් වීද යන්නයි. මනින ලද අවශෝෂණ ප්රමාණය කියන්නේ සමතුලිතතාවයේදී අවශෝෂක ග්රෑම් එකකට කොපමණ වර්ණකයක් රැඳී තිබේද යන්නයි. ගැළපූ ධාරිතාව කියන්නේ තෝරාගත් සමතාප ආකෘතියක් ඉහළ සාන්ද්රණයකදී පුරෝකථනය කරන සංතෘප්ත අගයයි.
ද්රව්ය-ස්කන්ධ සමතුලිතතාව පළමු දෙක එකට සම්බන්ධ කරයි:
qe = (C0 minus Ce) times V divided by m
මෙහි qe යනු mg/g වලින් සමතුලිත අවශෝෂණ ප්රමාණයයි, C0 සහ Ce යනු ආරම්භක සහ සමතුලිත සාන්ද්රණයන්ය, V යනු පරිමාවයි, සහ m යනු අවශෝෂකයේ ස්කන්ධයයි.
සංඛ්යාත්මක යුගලයක් උගුල පෙන්වයි. අවශෝෂක 1 gක් භාවිතයෙන් 10 mg/L වර්ණකය අඩංගු 0.1 Lකින් 100 percent ඉවත් කළ විට ලැබෙන්නේ 1 mg/g පමණි. අවශෝෂක 0.1 gක් භාවිතයෙන් 1000 mg/L වර්ණකය අඩංගු 0.1 Lකින් 80 percent ඉවත් කළ විට 800 mg/g ලැබේ. පළමු ප්රතිඵලය ප්රතිශතයක් ලෙස සම්පූර්ණ ලෙස පෙනුණත් ධාරිතාවක් ලෙස එය ඉතා අඩු අගයක් දරයි. මෙම තීරු දෙක මිශ්ර කරන ඕනෑම ශ්රේණිගත කිරීමක් ද්රව්යය නොව පරීක්ෂණය ශ්රේණිගත කරයි.
ගැළපූ qmax තවත් ස්ථරයක් එක් කරයි. මෙතිලීන් බ්ලූ අවශෝෂණ සමතාප වක්රයක, ආරම්භක සාන්ද්රණ කිහිපයක් පුරා qe, Ce ට එරෙහිව සටහන් කරයි. Langmuir ගැළපීම එම වක්රය qmax නම් සීමිත සමතලා මට්ටමක් කරා ප්රක්ෂේපණය කරයි; Freundlich ගැළපීම සමතලා මට්ටමක් නොමැති බල නියමයක් විස්තර කරයි. වාර්තා කළ qmax යනු ආකෘති පරාමිතියක් මිස බර මැන ලබාගත් ප්රමාණයක් නොවේ. ලක්ෂ්ය කිසිදා සමතලා මට්ටමකට ළඟා නොවේ නම්, අවසාන ලක්ෂ්යවල සුළු වෙනස්කම් qmax විශාල ලෙස වෙනස් කරයි.
සෑම අගයක්ම වෙනස් කරන තත්ත්ව හයක්
මාත්රාව. වැඩි කුඩු ප්රමාණයක් යනු වැඩි බන්ධන ස්ථාන ප්රමාණයකි. එබැවින් ඉවත් කිරීමේ ප්රතිශතය සාමාන්යයෙන් ඉහළ යන අතර mg/g අවශෝෂණ ප්රමාණය පහළ යයි, මන්ද අල්ලාගත් වර්ණකය වැඩි ස්කන්ධයක් පුරා බෙදී යන බැවිනි. 10 g/L දී සහ 0.2 g/L දී 99 percent ඉවත් කිරීමේ ප්රකාශ ද්රව්ය කාර්යක්ෂමතාව අනුව fiftyfold වෙනස් වේ. මාත්රාව g/L වලින් සටහන් කර, ගැළපෙන මාත්රාවලදී අවශෝෂණ ප්රමාණය සසඳන්න.
ආරම්භක සාන්ද්රණය. වැඩි C0 එකක් වැඩි ධාවක බලයක් සපයන බැවින් qe ඉහළ යන අතර, බන්ධන ස්ථාන සංතෘප්ත වන විට ඉවත් කිරීමේ ප්රතිශතය පහළ යයි. 100 සිට 400 mg/L දක්වා ගැළපූ qmax එකක්, 5 සිට 50 mg/L දක්වා ගැළපූ එකකට වඩා වක්රයේ වෙනස් ප්රදේශයක් විස්තර කරයි. ශ්රේණිගත කිරීමට පෙර පරාස එකිනෙක ආවරණය වීම අවශ්ය කරන්න.
pH. මෙතිලීන් බ්ලූ ධන අයනික බැවින්, මතුපිට ආරෝපණය ආකර්ෂණය පාලනය කරයි. ශූන්ය ආරෝපණ ලක්ෂ්යයට පහළින් මතුපිටක් වර්ණකය විකර්ෂණය කරයි; එයට ඉහළින් මතුපිට වර්ණකය ආකර්ෂණය කරයි. ආරම්භක pH පමණක් වාර්තා කරන අධ්යයනවල හිඩැසක් පවතී, මන්ද අවශෝෂණය සමතුලිත අගය වෙනස් කරන බැවිනි. දෙකම සහ පසුබිම් ලවණද සටහන් කරන්න, මන්ද අයනික ශක්තිය pH මගින් සකස් කරන එම බලයන්ම අවහිර කරන බැවිනි. ද්රාවකය සහ pH පිළිබඳ අවශෝෂණතා-පදනම් ප්රමාණනය විශ්වාසදායකව තබාගන්නා ශික්ෂණය මෙහිද අදාළ වේ: අගය එහි තත්ත්ව සමඟම ගමන් කරයි.
කාලය. 5 minutes පසු ලබාගත් අගයක් qt වේ, qe නොවේ. වේගවත් වීම සහ විශාල ධාරිතාවක් තිබීම වෙනම ගුණාංග දෙකකි: පත්ර කුඩු පිළිබඳ සාහිත්ය ශ්රේණි එක් ක්රියාපටිපාටියක් යටතේ 60 minutes ආසන්නයේත්, තවත් එකක් යටතේ 160 ආසන්නයේත් සමතුලිතතාව වාර්තා කරයි. චාලක වක්රය සමතලා වූ පසුව පමණක් සමතුලිත අගයන් සසඳන්න, සහ මුල් කාලීන අවශෝෂණය වෙනම චාලක ප්රතිඵලයක් ලෙස වාර්තා කරන්න.
උෂ්ණත්වය. සමතුලිතතාව සහ විස්රණය දෙකම පද්ධතියට විශේෂිත ආකාරවලින් උෂ්ණත්වයට ප්රතිචාර දක්වයි. එක් රටඉඳි ගස් ශ්රේණියක Langmuir qmax, 30 C දී about 43 mg/g සිට 60 C දී about 58 mg/g දක්වා ඉහළ ගිය අතර, එය උෂ්ණත්වයෙන් පමණක් ඇති වූ 35 percent වෙනසකි. උෂ්ණත්වයෙන් බොහෝ දුරස්ව මනින ලද ධාරිතා, එය සලකුණු නොකර කිසිදා ශ්රේණිගත නොකරන්න.
වාර්තාකරණ පදනම. ග්රෑමය යන්නෙන් අදහස් කරන්නේ එකම දෙය වන විට පමණක් මිලිග්රෑම්-ප්රති-ග්රෑම් සැසඳීම අර්ථවත් වේ. වියළි සහ තෙත් ස්කන්ධය තෙතමන අනුපාතය නිසා වෙනස් වන අතර, සංයුක්ත බීඩ් පිරිසිදු සක්රීය අදියරෙන් වෙනස් වේ. හරය සහ තෙතමන නිවැරදි කිරීමක් තිබේ නම් එය සඳහන් කරන්න. ෆිල්ටර් සඳහා ධාරිතාව × ගොඩ ඝනත්වය එක් කරන්න; මතුපිට කාර්යක්ෂමතාව සඳහා ධාරිතාව BET ප්රදේශයෙන් බෙදා එක් කරන්න, මනින ලද සියලු මතුපිට ප්රදේශ මෙතිලීන් බ්ලූ තරම් විශාල අණුවකට ප්රවේශ වීමට ඉඩ නොදෙන බව සඳහන් කරමින්. මෙම පියවරේදී ප්රතික්රියාකාරක අනන්යතාවද වාර්තාවට අයත් වන අතර, ඒ නිසාම ප්රතික්රියාකාරක පිරිසිදුභාවය සහ පිරිවිතර පරීක්ෂා කිරීම අවශෝෂක ස්කන්ධය සමඟම සටහන් වේ.
සමතාප සහ චාලක ගැළපීම් ඇත්තටම කියන්නේ කුමක්ද
සාමාන්ය වැරැද්දක් වන්නේ හොඳ ගැළපීමක් යාන්ත්රණයක සාක්ෂියක් ලෙස සැලකීමයි. මෙතිලීන් බ්ලූ සඳහා Langmuir Freundlich සැසඳීමක් පරීක්ෂා කරන්නේ, පරීක්ෂා කළ පරාසය තුළ වක්රයේ හැඩය වඩා හොඳින් විස්තර කරන්නේ කුමන සමීකරණයද යන්නයි. එය ඒකස්තර ආවරණය, සමජාතිකත්වය හෝ බහුස්තර සෑදීම තහවුරු නොකරයි. විෂම සිදුරු සහිත ද්රව්ය පවා සීමිත පරාසයක් තුළ Langmuir හැඩයේ වක්ර ලබාදිය හැකි අතර, වඩා හොඳ Freundlich ගැළපීමක් කියන්නේ දත්ත එම සමීකරණය ඉහළ යන ආකාරයටම දිගටම ඉහළ යන බව පමණි. වර්ණාවලීක්ෂණය, කැලරිමිතිය හෝ අයනික ශක්තිය මත රඳාපවතින බව වැනි ස්වාධීන සාක්ෂි සමඟ යාන්ත්රණය තහවුරු කරන්න.
ගැළපීමේ ගුණාත්මකභාවය පිළිබඳ පුරුදු වැදගත් වේ. nonlinear regression භාවිතයට ප්රමුඛත්වය දෙන්න, මන්ද linearized transforms දෝෂ විකෘති කර එක් ආකෘතියකට ක්රමානුකූලව වාසිදායක විය හැකි බැවිනි. R squared පමණක් විශ්වාස කිරීම වෙනුවට residuals පරීක්ෂා කරන්න. qmax මනින ලද පරාසය ඇතුළතද එයට එහාද යන්න විමසන්න: විශාලතම මනින ලද qe ට බොහෝ ඉහළින් ඇති සමතලා මට්ටමක් ප්රක්ෂේපණයක් වන අතර, එහි අගය පමණක් නොව අවිනිශ්චිතතාවද වාර්තා කළ යුතුය.
එම සංයමයම මෙතිලීන් බ්ලූ අවශෝෂණ චාලක විද්යාවටද අදාළ වේ. පත්ර අවශෝෂක සාහිත්යයේ pseudo second order සමීකරණය බහුලවම වාර්තා කරන හොඳම ගැළපීම වන නමුත්, pseudo first order ගැළපීමක් physisorption සනාථ නොකරන ආකාරයටම එය chemisorption සනාථ නොකරයි. අංශු ප්රමාණය සහ කලවම් කිරීම මත පදනම්ව විස්රණය සමීකරණ දෙකෙන් එකක් අනුකරණය කළ හැකි අතර, linearized plots ඓතිහාසිකව මෙම තරගය pseudo second order දෙසට පක්ෂපාතී කර ඇත. සමීකරණය, වේග නියතය, ගැළපූ සමතුලිතතාව, කාල පරාසය, අංශු ප්රමාණය සහ කලවම් කිරීම සඳහන් කර, වේගය සහ ධාරිතාව වැඩපත්රිකාවේ වෙනම තීරු වල තබන්න.
ප්රකාශිත අධ්යයන සැසඳීමේ වැඩපත්රිකාව
එක් අධ්යයනයකට වරක් මෙම වගුව පිටපත් කරන්න. සැසඳීමක් වලංගු වන්නේ පරීක්ෂණ තීරු ගැළපෙන තැන්වල පමණි.
| තත්ත්වය | සටහන් කළ යුතු දේ | සාමාන්යකරණ නියමය | නොමැති නම්, නවත්වන්න |
|---|---|---|---|
| මාත්රාව | g/L, පරිමාව සහ මුළු ස්කන්ධය සමඟ | ගැළපෙන මාත්රාවේ qe සසඳන්න; ඉවත් කිරීමේ percent වෙනම තබන්න | Percent ධාරිතාවට පරිවර්තනය කළ නොහැක |
| සාන්ද්රණය | C0 ශ්රේණිය, Ce පරාසය, සමතලා මට්ටමට ළඟා වූවාද නැද්ද | එකිනෙක ආවරණය වන පරාසවල පමණක් qmax සසඳන්න | qmax සම්පූර්ණයෙන්ම extrapolation එකක් විය හැක |
| pH | ආරම්භක සහ සමතුලිත pH, ලවණ, දන්නවා නම් ශූන්ය ආරෝපණ ලක්ෂ්යය | about one unit ඇතුළත ගැළපෙන්න | ධාවක බලය නොදනී |
| කාලය | ස්පර්ශ කාලය, චාලක වක්රය, සමතුලිත නිර්ණායකය | පෙන්වා දුන් සමතුලිතතාවයේදී පමණක් qe සසඳන්න | අගය qe ලෙස වැරදි ලෙස ලේබල් කළ qt විය හැක |
| උෂ්ණත්වය | සෑම සමතාප ලක්ෂ්යයකම උෂ්ණත්වය | ගැළපෙන උෂ්ණත්වයේදී සසඳන්න | තාපමය වෙනස ද්රව්ය වෙනසක් ලෙස වැරදි ලෙස සැලකිය හැක |
| වාර්තාකරණ පදනම | වියළි හෝ තෙත් ස්කන්ධය, තෙතමන අනුපාතය, සක්රීය අදියර සහ සංයුක්ත ද්රව්ය, ගොඩ ඝනත්වය, BET ප්රදේශය | වියළි ග්රෑමයකට mg ලෙස පරිවර්තනය කරන්න; පරිමාව සහ ප්රදේශ තීරු එක් කරන්න | හරය නොදනී |
| ආකෘති ගැළපීම | සමීකරණ, linear සහ nonlinear ගැළපීම, දෝෂ මිනුම, residuals, පරාමිති අවිනිශ්චිතතාව | nonlinear fits සඳහා ප්රමුඛත්වය දෙන්න; සම්පූර්ණ පරාමිති කට්ටල සසඳන්න | හොඳම ගැළපීමේ ප්රකාශය තහවුරු කළ නොහැක |
| ද්රාවණ පද්ධතිය | ජල ශ්රේණිය, අයනික ශක්තිය, තරගකාරී අයන හෝ කාබනික ද්රව්ය | පද්ධතිය ගැළපෙන්න හෝ ප්රතිඵලය screening level ලෙස ලේබල් කරන්න | සැබෑ ජලයේ ක්රියාකාරිත්වය නොදනී |
සාහිත්ය උදාහරණ දෙකක් මෙම වැඩපත්රිකාව ක්රියාකරන ආකාරය පෙන්වයි. එක් රටඉඳි ගස් ශ්රේණියක් 160 minutes ආසන්නයේ සමතුලිතතාව, pH 6.5 ආසන්නයේ optimum එකක්, උෂ්ණත්වය සමඟ qmax ඉහළ යාම සහ Temkin සමඟ pseudo second order ප්රමුඛ විස්තර ලෙස වාර්තා කරයි. ප්රතිකාර කළ උණ පත්ර කුඩුවක් about 725 mg/g සහ near complete removal වාර්තා කරයි, නමුත් ඒ 100 සිට 400 mg/L වර්ණකය, 0.2 සිට 1.4 g/L මාත්රාව සහ සමතුලිතතාවයට about 60 minutes යන තත්ත්ව යටතේය. දෙකම අභ්යන්තරව වලංගු විය හැකි නමුත්, මාත්රාව, සාන්ද්රණය, pH, උෂ්ණත්වය සහ පදනම ගැළපෙන තුරු ඒවා එකිනෙකට ශ්රේණිගත කළ නොහැක.
සාධාරණ වාක්යයට නියත හැඩයක් ඇත: ගැළපෙන සාන්ද්රණ පරාසය, මාත්රාව, pH, උෂ්ණත්වය, සමතුලිත කාලය සහ වාර්තාකරණ පදනම යටතේ, X ද්රව්යය Y ද්රව්යයට වඩා වැඩි අවශෝෂණ ප්රමාණයක් පෙන්වයි. ඊට වඩා කෙටි ඕනෑම ප්රකාශයක් ද්රව්ය දෙකක් ගැන නොව පරීක්ෂණ දෙකක් ගැන කරන ප්රකාශයකි.