Kulinganisha Adsorbenti za Bluu ya Methilini: Uwezo, Kinetiki, Hali

Utafiti mmoja unaripoti 58 mg/g. Mwingine unaripoti 725 mg/g. Ni rahisi kutangaza kuwa adsorbenti ya pili ni bora mara kumi na mbili na kuacha kusoma. Kwa kawaida, mpangilio huo hauna maana, kwa sababu thamani hizo mbili zilipatikana chini ya hali tofauti na huenda hata zisiwe aina ileile ya thamani.

Makala za adsorption huripoti vipimo vitatu vinavyofanana: asilimia ya uondoaji, kiasi kilichoadsorbishwa kilichopimwa, na uwezo uliokokotolewa kwa modeli. Ukiongeza aina mbalimbali za nyenzo zinazopendekezwa kufunga rangi hiyo pamoja na namna rangi inavyoitikia mazingira yake, kulinganisha huwa kwanza tatizo la kulinganisha hali zinazolingana kabla ya kuwa tatizo la kupanga ubora.

Tahadhari hii inatokana na muundo wa data, si simulizi moja moja. Uchanganuzi wa kujifunza kwa mashine wa majaribio 914 kutoka makala 75 kuhusu udongo wa mfinyanzi, majivu, na nyenzo zilizoamilishwa kwa alkali uligundua kuwa kiasi kilichoripotiwa cha adsorption kilitawaliwa na mipangilio ya majaribio, huku mkusanyiko wa awali wa rangi ukiwa kitabiri chenye nguvu zaidi. Mapitio ya 2024 ya adsorbenti zinazotokana na majani yanaonyesha jinsi itifaki zinavyotofautiana sana hata ndani ya familia moja ya nyenzo. Hakuna kati ya vyanzo hivyo kinachounga mkono orodha ya ubora iliyojengwa kwa thamani kuu za mg/g.

Asilimia ya uondoaji si uwezo

Mipangilio mingi mibaya ya ubora huchanganya dhana tatu. Asilimia ya uondoaji huonyesha ni sehemu gani ya rangi iliondoka kwenye suluhisho fulani. Kiasi kilichoadsorbishwa kilichopimwa huonyesha kiasi cha rangi kilicho kwenye kila gramu ya adsorbenti wakati wa usawa. Uwezo uliokokotolewa kwa modeli huonyesha thamani ya kujaa ambayo modeli iliyochaguliwa ya isothemu inakadiria katika mkusanyiko mkubwa.

Usawazishaji wa wingi unaunganisha vipimo viwili vya kwanza:

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

ambapo qe ni kiasi cha adsorption katika usawa kwa mg/g, C0 na Ce ni mikusanyiko ya mwanzo na ya usawa, V ni ujazo, na m ni wingi wa adsorbenti.

Jozi ya namba inaonyesha mtego huo. Kuondoa asilimia 100 kutoka 0.1 L ya rangi yenye 10 mg/L kwa kutumia 1 g ya adsorbenti hutoa 1 mg/g tu. Kuondoa asilimia 80 kutoka 0.1 L ya rangi yenye 1000 mg/L kwa kutumia 0.1 g hutoa 800 mg/g. Matokeo ya kwanza yanaonekana kamili kama asilimia lakini karibu hayana maana kama kipimo cha uwezo. Mpangilio wowote unaochanganya safu hizi mbili hupanga jaribio, si nyenzo.

qmax iliyokokotolewa kwa modeli huongeza safu nyingine. Isothemu ya adsorption ya bluu ya methilini huchora qe dhidi ya Ce katika mikusanyiko kadhaa ya mwanzo. Ulinganishaji wa Langmuir hukadiria mkunjo huo kuelekea uwanda wenye kikomo unaoitwa qmax; ulinganishaji wa Freundlich huelezea sheria ya nguvu isiyo na uwanda. qmax iliyoripotiwa ni kigezo cha modeli, si kiasi kilichopimwa kwa mizani. Ikiwa nukta hazikaribii uwanda, mabadiliko madogo katika nukta za mwisho hubadilisha qmax kwa kiasi kikubwa.

Hali sita zinazobadilisha kila thamani

Dozi. Poda zaidi humaanisha maeneo zaidi ya adsorption, kwa hiyo asilimia ya uondoaji kwa kawaida huongezeka huku kiasi cha adsorption cha mg/g kikipungua, kwa sababu rangi iliyonaswa hugawanywa katika wingi mkubwa zaidi. Madai ya asilimia 99 ya uondoaji kwa 10 g/L na kwa 0.2 g/L yanatofautiana mara hamsini katika ufanisi wa matumizi ya nyenzo. Rekodi dozi kwa g/L na linganisha kiasi cha adsorption kwa dozi zinazolingana.

Mkusanyiko wa awali. C0 kubwa zaidi hutoa nguvu kubwa zaidi ya kuendesha mchakato, kwa hiyo qe huongezeka huku asilimia ya uondoaji ikipungua maeneo yanapojaa. qmax iliyokokotolewa katika 100 hadi 400 mg/L huelezea sehemu tofauti ya mkunjo kuliko ile iliyokokotolewa katika 5 hadi 50 mg/L. Hitaji masafa yanayoingiliana kabla ya kupanga ubora.

pH. Bluu ya methilini ni ya kikationi, kwa hiyo chaji ya uso hudhibiti mvutano. Chini ya nukta yake ya chaji sifuri, uso huisukuma rangi; juu yake, uso huivutia. Tafiti zinazotaja pH ya awali pekee huacha pengo, kwa sababu adsorption hubadilisha thamani ya usawa. Rekodi zote mbili, pamoja na chumvi za usuli, kwa sababu nguvu ya ioni hupunguza nguvu zilezile ambazo pH hurekebisha. Nidhamu inayoweka upimaji unaotegemea absorbance kuwa sahihi kuhusu kiyeyushi na pH inatumika hapa pia: thamani husafiri pamoja na hali zake.

Muda. Thamani iliyochukuliwa baada ya 5 minutes ni qt, si qe. Kasi na uwezo mkubwa ni sifa tofauti: mfululizo wa tafiti kuhusu poda za majani unaripoti kufikiwa kwa usawa karibu na 60 minutes chini ya itifaki moja na karibu na 160 chini ya nyingine. Linganisha thamani za usawa tu baada ya mkunjo wa kinetiki kutambaa, na ripoti kiasi cha adsorption cha muda wa mapema kama matokeo tofauti ya kinetiki.

Halijoto. Usawa na usambaaji vyote huitikia halijoto kwa namna maalum kwa kila mfumo. Katika mfululizo mmoja wa mitende, Langmuir qmax iliongezeka kutoka karibu 43 mg/g at 30 C hadi karibu 58 mg/g at 60 C, mabadiliko ya asilimia 35 kutokana na halijoto pekee. Kamwe usipange uwezo uliopimwa katika halijoto zilizo mbali bila kuonyesha tofauti hiyo.

Msingi wa kuripoti. Milligrams per gram zinaweza kulinganishwa tu ikiwa gramu inamaanisha kitu kilekile. Wingi mkavu dhidi ya wenye unyevunyevu hutofautiana kwa sehemu ya unyevu, na shanga za kompoziti hutofautiana na awamu amilifu safi. Taja denomineta na marekebisho yoyote ya unyevu. Kwa vichujio, ongeza uwezo times bulk density; kwa ufanisi wa uso, ongeza uwezo divided by BET area, huku ukitambua kuwa si eneo lote lililopimwa linaloweza kufikiwa na molekuli kubwa kama bluu ya methilini. Utambulisho wa reagent unapaswa kuwa sehemu ya rekodi katika hatua hii, ndiyo maana ukaguzi wa usafi na vipimo vya reagent huwekwa pamoja na wingi wa adsorbenti.

Ulinganishaji wa isothemu na kinetiki unasema nini hasa

Kosa la kawaida ni kuchukulia ulinganishaji mzuri kama uthibitisho wa utaratibu wa mchakato. Ulinganishaji wa Langmuir Freundlich wa adsorption ya bluu ya methilini hupima ni mlinganyo upi unaoelezea vizuri zaidi umbo la mkunjo katika masafa yaliyopimwa. Hauonyeshi moja kwa moja uwepo wa tabaka moja, usawa wa maeneo ya uso, au kutokea kwa tabaka nyingi. Nyenzo zenye vinyweleo visivyo sare bado zinaweza kutoa mikunjo yenye umbo la Langmuir katika masafa machache, na ulinganishaji bora wa Freundlich humaanisha tu kuwa data zinaendelea kuongezeka kwa namna inayolingana na mlinganyo huo. Thibitisha utaratibu kwa ushahidi huru kama spektroskopi, kalorimetri, au utegemezi wa nguvu ya ioni.

Mazoea ya kutathmini ubora wa ulinganishaji ni muhimu. Pendelea regression isiyo ya mstari, kwa sababu mageuzo yaliyowekwa katika mstari hupotosha makosa na yanaweza kupendelea modeli moja kwa utaratibu. Kagua mabaki badala ya kutegemea R squared pekee. Uliza kama qmax iko ndani ya masafa yaliyopimwa au nje yake: uwanda ulio juu sana ya qe kubwa zaidi iliyopimwa ni makadirio, na kutokuwa na uhakika kwake kunapaswa kuripotiwa, si thamani yake pekee.

Tahadhari hiyo hiyo inatumika kwa kinetiki za adsorption ya bluu ya methilini. Katika fasihi kuhusu adsorbenti za majani, mlinganyo wa pseudo second order ndio unaoripotiwa mara nyingi zaidi kuwa na ulinganishaji bora, lakini hilo halithibitishi chemisorption, kama vile ulinganishaji wa pseudo first order usivyothibitisha physisorption. Usambaaji unaweza kuiga mlinganyo wowote kati ya hiyo miwili kutegemea ukubwa wa chembe na uchanganyaji, na grafu zilizowekwa katika mstari kihistoria zimeupendelea ulinganishaji wa pseudo second order. Taja mlinganyo, rate constant, usawa uliokokotolewa, interval, ukubwa wa chembe, na uchanganyaji, na uweke kasi na uwezo katika safu tofauti za karatasi ya kazi.

Karatasi ya kazi ya kulinganisha tafiti zilizochapishwa

Nakili jedwali hili mara moja kwa kila utafiti. Ulinganishaji una maana tu pale safu za ukaguzi zinapolingana.

Hali	Cha kurekodi	Kanuni ya urekebishaji	Ikiwa hakipo, simama
Dozi	g/L, pamoja na ujazo na wingi wa jumla	Linganisha qe kwa dozi inayolingana; weka asilimia ya uondoaji kando	Asilimia haiwezi kubadilishwa kuwa uwezo
Mkusanyiko	Mfululizo wa C0, masafa ya Ce, ikiwa uwanda ulifikiwa au la	Linganisha qmax tu katika masafa yanayoingiliana	qmax inaweza kuwa extrapolation tupu
pH	pH ya awali na ya usawa, chumvi, nukta ya chaji sifuri ikiwa inajulikana	Linganisha ndani ya takriban unit moja	Nguvu ya kuendesha mchakato haijulikani
Muda	Muda wa mgusano, mkunjo wa kinetiki, kigezo cha usawa	Linganisha qe tu katika usawa uliothibitishwa	Thamani inaweza kuwa qt iliyoandikwa kimakosa kama qe
Halijoto	Halijoto ya kila nukta ya isothemu	Linganisha katika halijoto inayolingana	Mabadiliko ya joto yanaweza kudhaniwa kimakosa kuwa tofauti ya nyenzo
Msingi wa kuripoti	Wingi mkavu au wenye unyevunyevu, sehemu ya unyevu, awamu amilifu dhidi ya kompoziti, bulk density, BET area	Badilisha kuwa mg per dry gram; ongeza safu za ujazo na eneo	Denomineta haijulikani
Ulinganishaji wa modeli	Milinganyo, ulinganishaji wa mstari dhidi ya usio wa mstari, kipimo cha makosa, mabaki, kutokuwa na uhakika wa vigezo	Pendelea ulinganishaji usio wa mstari; linganisha seti kamili za vigezo	Dai la ulinganishaji bora haliwezi kuthibitishwa
Muundo wa suluhisho	Daraja la maji, nguvu ya ioni, ioni au viumbehai vinavyoshindana	Linganisha muundo au utambulishe matokeo kuwa ya kiwango cha screening	Utendaji katika maji halisi haujulikani

Mifano miwili kutoka fasihi inaonyesha karatasi hii ya kazi ikifanya kazi. Mfululizo wa mitende unaripoti usawa karibu na 160 minutes, optimum karibu na pH 6.5, qmax inayoongezeka pamoja na halijoto, na Temkin pamoja na pseudo second order kama maelezo yaliyopendelewa. Poda ya majani ya mianzi iliyotibiwa inaripoti karibu 725 mg/g pamoja na uondoaji karibu kamili, lakini kutoka 100 hadi 400 mg/L ya rangi kwa dozi ya 0.2 hadi 1.4 g/L na karibu 60 minutes kufikia usawa. Zote zinaweza kuwa sahihi ndani ya tafiti zao lakini zisiweze kupangwa dhidi ya nyingine hadi dozi, mkusanyiko, pH, halijoto, na msingi wa kuripoti vilingane.

Sentensi ya haki ina muundo maalum: chini ya masafa yanayolingana ya mkusanyiko, dozi, pH, halijoto, muda wa usawa, na msingi wa kuripoti, nyenzo X inaonyesha kiasi kikubwa zaidi cha adsorption kuliko nyenzo Y. Kauli yoyote fupi zaidi ni dai kuhusu majaribio mawili, si nyenzo mbili.