Isbarbardhigga caddaaladda ah ee walxaha xajiya methylene blue: awoodda, kinetics-ka, iyo xaaladaha tijaabada

Hal daraasad ayaa sheegaysa 58 mg/g. Mid kale ayaa sheegaysa 725 mg/g. Waxaa sahlan in la yiraahdo walaxda labaad ee wax xajisa ayaa laba iyo toban jeer ka fiican dabadeedna akhriska la joojiyo. Kala sarreyntaas badanaa macne ma leh, sababtoo ah labada tiro waxaa lagu helay xaalado kala duwan, xitaa waxaa dhici karta inaysan ahayn tirooyin isku nooc ah.

Waraaqaha adsorption-ku waxay soo sheegaan saddex qiyaasood oo isu eg: boqolkiiba ka saarista, uptake-ka la cabbiray, iyo awoodda la waafajiyey. Marka lagu daro noocyada kala duwan ee walxaha loo soo jeediyey inay dheeha xajiyaan iyo siyaabaha dheehu uga falceliyo deegaankiisa, isbarbardhiggu wuxuu marka hore noqdaa dhibaato isku-aaddin ah ka hor inta uusan noqon dhibaato kala-sarayn ah.

Taxaddarkani wuxuu ku salaysan yahay qaab-dhismeedka xogta, mana aha tusaale keliya. Falanqayn machine learning ah oo lagu sameeyey 914 tijaabo oo ka yimid 75 waraaqood oo ku saabsan dhoobo, dambas, iyo walxo lagu hawlgeliyey alkali ayaa muujisay in uptake-ka la soo sheegay ay si weyn u xukumeen dejimaha tijaabadu, iyadoo fiirsanaanta bilowga ah ee dheehu ahayd saadaaliyaha ugu xooggan. Dib-u-eegis 2024 ah oo ku saabsan walxaha adsorbent-ka ah ee laga soo saaray caleemaha waxay muujinaysaa sida hab-raacyadu aad ugu kala duwan yihiin xitaa hal qoys oo walxo ah gudaheeda. Labada ilood midkoodna ma taageerayo kala-sarayn lagu dhisay oo keliya qiimayaasha mg/g ee cinwaannada lagu xuso.

Boqolkiiba ka saaristu ma aha awood

Kala-saraynnada khaldan intooda badan waxay isku qasaan saddex fikradood. Boqolkiiba ka saaristu waxay sheegaysaa qaybta dheeha ee laga saaray hal xal oo gaar ah. Uptake-ka la cabbiray wuxuu sheegaya inta dheeha ah ee ku fadhida garaam kasta oo adsorbent ah marka dheellitirka la gaaro. Awoodda la waafajiyeyna waxay sheegaysaa qiimaha saturation-ka ee model isotherm oo la doortay uu saadaaliyo marka fiirsanaantu sarreyso.

Isu-dheellitirka cufku wuxuu isku xiraa labada hore:

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

halka qe uu yahay uptake-ka dheellitirka ee mg/g, C0 iyo Ce ay yihiin fiirsanaanta bilowga iyo tan dheellitirka, V uu yahay mugga, m-na uu yahay cufka adsorbent-ka.

Laba tiro ayaa muujinaya dabinka. Ka saarista 100 percent ee 0.1 L oo dheeha 10 mg/L ah iyadoo la adeegsanayo 1 g oo adsorbent ah waxay bixisaa oo keliya 1 mg/g. Ka saarista 80 percent ee 0.1 L oo dheeha 1000 mg/L ah iyadoo la adeegsanayo 0.1 g waxay bixisaa 800 mg/g. Natiijada koowaad boqolkiiba ahaan waxay u muuqataa mid qumman, laakiin awood ahaan ku dhowaad wax faa'iido ah ma leh. Kala-sarayn kasta oo isku qasta labadan tiir waxay kala-saraynaysaa tijaabada, ma aha walaxda.

qmax-ka la waafajiyey wuxuu ku darayaa lakab kale. Isotherm-ka adsorption-ka methylene blue wuxuu qe ka dhigayaa mid lala barbar dhigo Ce iyadoo la adeegsanayo dhowr fiirsanaan bilow ah. Waafajinta Langmuir waxay qaloocaas u saadaalisaa meel xaddidan oo fidsan oo loo yaqaan qmax; waafajinta Freundlich-na waxay qeexaysaa xeer awood leh oo aan lahayn meel fidsan. qmax la soo sheegay waa parameter model, mana aha qaddar la miisaamay. Haddii dhibcuhu waligood u dhowaan waayaan meel fidsan, isbeddello yaryar oo ku yimaadda dhibcaha ugu dambeeya waxay si weyn u beddeli karaan qmax.

Lix xaaladood oo beddela tiro kasta

Qiyaasta. Budada badan waxay ka dhigan tahay goobo badan, sidaas darteed boqolkiiba ka saaristu badanaa way kordhaa halka uptake-ka mg/g uu hoos u dhaco, sababtoo ah dheeha la qabtay waxaa loo qaybiyaa cuf badan. Sheegashooyinka 99 percent ka saarista ee 10 g/L iyo 0.2 g/L waxay ku kala duwan yihiin konton jeer hufnaanta isticmaalka walaxda. Qor qiyaasta g/L oo barbar dhig uptake-ka marka qiyaastu isku mid tahay.

Fiirsanaanta bilowga. C0 oo sarreeya wuxuu bixiyaa xoog wadis weyn, sidaas darteed qe wuu kordhaa halka boqolkiiba ka saaristu hoos u dhacdo marka goobuhu buuxsamaan. qmax lagu waafajiyey 100 ilaa 400 mg/L wuxuu qeexayaa qayb qalooca ka duwan mid lagu waafajiyey 5 ilaa 50 mg/L. Ka hor kala-sarayn, dalbo in kala-duwanaanshaha fiirsanaantu is-dul-saaro.

pH. Methylene blue waa cationic, sidaas darteed danabka dusha ayaa xukuma soojiidashada. Marka uu ka hooseeyo barta zero charge-ka, dusha ayaa dheeha riixda; marka uu ka sarreeyo, dusha ayaa soo jiidata. Daraasadaha sheegaya oo keliya pH-ga bilowga ah waxay reebaan xog maqan, sababtoo ah adsorption-ku wuxuu beddelaa qiimaha dheellitirka. Qor labadaba, iyo sidoo kale cusbada asalka ah, maadaama ionic strength-ku uu daciifiyo isla xoogagga pH-gu hagaajiyo. Nidaamka ka dhigaya cabbirka ku salaysan absorbance mid daacad ka ah solvent-ka iyo pH wuxuu halkan sidoo kale khuseeyaa: tiradu waxay la socotaa xaaladihii lagu helay.

Waqtiga. Qiime la qaaday 5 minutes ka dib waa qt, ma aha qe. Degdegga iyo awoodda sare waa laba sifo oo kala duwan: taxanayaal suugaaneed oo ku saabsan budooyinka caleemaha ayaa sheegaya in dheellitirku ku dhowaaday 60 minutes hal hab-raac, halka mid kale uu ku dhowaaday 160. Isbarbar dhig qiimayaasha dheellitirka oo keliya ka dib marka qalooca kinetics-ku fidsamo, uptake-ka waqtiga hore-na u soo sheeg natiijo kinetics oo gooni ah.

Heerkulka. Dheellitirka iyo diffusion-ku labaduba waxay uga jawaabaan heerkulka siyaabo ku gaar ah nidaamka. Hal taxane oo timir ah, Langmuir qmax wuxuu ka kacay qiyaastii 43 mg/g marka uu ahaa 30 C ilaa qiyaastii 58 mg/g marka uu ahaa 60 C, taas oo ah isbeddel 35 percent ah oo heerkulka keliya ka yimid. Waligaa ha kala-sarayn awoodaha lagu cabbiray heerkullo si weyn u kala fog adigoon si cad u xusin farqigaas.

Saldhigga warbixinta. Milligrams per gram wuxuu isbarbardhig sax ah bixiyaa oo keliya marka gram-ku isku macne yahay. Cuf qalalan iyo cuf qoyan waxay ku kala duwan yihiin saamiga qoyaanka, beads-ka composite-kuna way ka duwan yihiin phase-ka firfircoon ee saafi ah. Sheeg denominator-ka iyo sixitaan kasta oo qoyaanka ah. Filters-ka, ku dar awoodda lagu dhuftay bulk density; hufnaanta dusha, ku dar awoodda loo qaybiyey BET area, adigoo xusaya in aagga la cabbiray oo dhan uusan gelin karin molecule cabbirkiisu la egyahay methylene blue. Aqoonsiga reagent-ku waa inuu diiwaanka ku jiraa marxaladdan, waana sababta hubinta reagent purity iyo specification ay ula socdaan cufka adsorbent-ka.

Waxa ay dhab ahaan sheegayaan waafajinta isotherm-ka iyo kinetics-ku

Khalad caadi ah ayaa ah in waafajin wanaagsan loo qaato caddayn mechanism. Isbarbardhigga methylene blue Langmuir Freundlich wuxuu tijaabiyaa equation-ka si fiican u qeexaya qaabka qalooca gudaha xadka la tijaabiyey. Ma xaqiijinayo monolayer coverage, isku-mid ahaanshaha dusha, ama samaysanka multilayer. Walxaha porous-ka ah ee kala-duwan weli waxay soo saari karaan qaloocyo qaab Langmuir ah gudaha xad kooban, waafajin Freundlich oo ka fiicanina waxay kaliya ka dhigan tahay in xogtu sii kordhayso si la mid ah sida equation-kaasi u kordho. Mechanism-ka ku xaqiiji caddayn madax-bannaan sida spectroscopy, calorimetry, ama ku-tiirsanaanta ionic strength.

Caadooyinka lagu qiimeeyo tayada fit-ku waa muhiim. Doorbid nonlinear regression, sababtoo ah transforms-ka linearized-ku waxay qalloociyaan errors-ka waxayna si nidaamsan u doorbidi karaan hal model. Eeg residuals-ka halkii aad ku kalsoonaan lahayd R squared oo keliya. Weydii in qmax uu ku jiro xadka la cabbiray mise uu ka baxsan yahay: meel fidsan oo aad uga sarraysa qe-ga ugu weyn ee la cabbiray waa projection, uncertainty-geedana waa in la soo sheegaa, ma aha oo keliya qiimaheeda.

Isla xakamayntaas ayaa khusaysa kinetics-ka adsorption-ka methylene blue. Suugaanta adsorbent-ka caleemaha, equation-ka pseudo second order ayaa ah kan inta badan loo soo sheego inuu yahay fit-ka ugu fiican, laakiin taasi ma caddaynayso chemisorption, sida fit pseudo first order ahi aanu u caddayn physisorption. Diffusion-ku wuxuu u ekaan karaa midkood iyadoo ku xiran particle size iyo agitation, plots-ka linearized-kuna taariikh ahaan waxay tartanka u janjeeriyeen pseudo second order. Sheeg equation-ka, rate constant-ka, dheellitirka la waafajiyey, interval-ka, particle size-ka, iyo agitation-ka, xawaaraha iyo awooddana ku hay tiirar kala duwan oo xaashida shaqada ah.

Xaashida shaqada ee isbarbardhigga daraasadaha la daabacay

Nuqul ka samee jadwalkan daraasad kasta. Isbarbardhiggu wuxuu sax yahay oo keliya meelaha tiirarka hubintu isku waafaqaan.

Laba tusaale oo suugaanta ah ayaa muujinaya sida xaashida shaqadu u shaqayso. Taxane timir ah wuxuu sheegaya dheellitir ku dhow 160 minutes, optimum ku dhow pH 6.5, qmax oo kordhaya marka heerkulku kaco, iyo Temkin oo ay weheliso pseudo second order inay yihiin sharaxaadaha la doorbiday. Budada caleenta bamboo ee la daweeyey waxay sheegaysaa qiyaastii 725 mg/g iyadoo ka saaristu ku dhowdahay dhammeystir, laakiin iyadoo la isticmaalayo 100 ilaa 400 mg/L dheeha, qiyaas 0.2 ilaa 1.4 g/L ah, iyo qiyaastii 60 minutes si dheellitir loo gaaro. Labaduba gudaha daraasaddooda way saxnaan karaan, haddana si toos ah looma kala-sarayn karo ilaa qiyaasta, fiirsanaanta, pH, heerkulka, iyo saldhigga warbixintu is-waafaqaan.

Jumladda caddaaladda ahi waxay leedahay qaab go'an: marka xadka fiirsanaanta, qiyaasta, pH, heerkulka, waqtiga dheellitirka, iyo saldhigga warbixintu isku mid yihiin, walaxda X waxay muujisaa uptake ka sarreeya walaxda Y. Wax kasta oo taas ka gaaban waa sheegasho ku saabsan laba tijaabo, ma aha laba walxood.