Metilen gök adsorbentlerini adalatly deňeşdirmek: sygym, kinetika we tejribe şertleri

Bir barlagda 58 mg/g görkezilýär. Beýleki bir barlagda 725 mg/g görkezilýär. Ikinji adsorbenti on iki esse gowy diýip yglan edip, okamagy bes etmek aňsat. Emma şeýle reýting, adatça, manysyz bolýar, sebäbi bu iki san dürli şertlerde alnypdyr we hatda şol bir görnüşli görkezijini aňlatmaýan bolmagy mümkin.

Adsorbsiýa baradaky makalalarda biri-birine meňzeýän üç ululyk görkezilýär: aýyrmak göterimi, ölçenen adsorbsiýa mukdary we model boýunça sazlanan sygym. Boýagy baglamak üçin teklip edilýän materiallaryň köpdürlüligini hem-de boýagyň daşky gurşawyna nähili täsirleşýändigini goşanyňyzda, deňeşdirme ilki bilen şertleri gabat getirmek meselesine, diňe şondan soň reýting meselesine öwrülýär.

Bu seresaplyk aýratyn mysallara däl-de, gurluşlaýyn meselä esaslanýar. Palçyklar, kül we aşgar arkaly işjeňleşdirilen materiallar boýunça 75 makaladaky 914 tejribäniň maşyn öwreniş seljermesi hasabatlarda görkezilen adsorbsiýa mukdarynyň esasan tejribe sazlamalaryna baglydygyny, başlangyç boýag konsentrasiýasynyň bolsa iň güýçli çaklaýjydygyny görkezdi. Ýapraklardan alnan adsorbentler boýunça 2024-nji ýyldaky syn hatda bir material maşgalasynyň içinde-de protokollaryň näderejede tapawutlanýandygyny görkezýär. Bu çeşmeleriň hiç biri esasy mg/g görkezijilerinden düzülen reýting sanawyny goldamaýar.

Aýyrmak göterimi sygym däldir

Nädogry reýtingleriň köpüsi üç düşünjäni garyşdyrýar. Aýyrmak göterimi belli bir erginden boýagyň haýsy böleginiň aýrylandygyny görkezýär. Ölçenen adsorbsiýa mukdary deňagramlylykda adsorbentiň her gramyna näçe boýagyň baglanandygyny görkezýär. Model boýunça sazlanan sygym bolsa saýlanan izoterma modeliniň ýokary konsentrasiýada çaklaýan doýgunlyk bahasyny görkezýär.

Massa balansy ilkinji iki ululygy birleşdirýär:

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

bu ýerde qe — mg/g görnüşindäki deňagramlylyk adsorbsiýasy, C0 we Ce — başlangyç we deňagramlylyk konsentrasiýalary, V — göwrüm, m bolsa adsorbentiň massasydyr.

Sanly mysal meseläni aýdyň görkezýär. 1 g adsorbent bilen 0.1 L göwrümli 10 mg/L boýagyň 100 göterimini aýyrmak bary-ýogy 1 mg/g berýär. 0.1 g adsorbent bilen 0.1 L göwrümli 1000 mg/L boýagyň 80 göterimini aýyrmak bolsa 800 mg/g berýär. Birinji netije göterim hökmünde kämil görünýär, emma sygym hökmünde diýen ýaly peýdasyzdyr. Bu iki sütüni garyşdyrýan islendik reýting materialy däl-de, tejribäni reýtinge goýýar.

Model boýunça sazlanan qmax ýene bir gatlak goşýar. Metilen gök adsorbsiýasynyň izotermasy birnäçe başlangyç konsentrasiýa boýunça qe-ni Ce bilen deňeşdirýär. Langmuir sazlamasy egrini qmax diýilýän çäkli plato tarap proýeksiýa edýär; Freundlich sazlamasy bolsa platosyz güýç kanunyny beýan edýär. Hasabatda görkezilen qmax ölçeg arkaly göni alynýan ululyk däl-de, model parametridir. Nokatlar plato golaýlaşmaýan bolsa, soňky nokatlardaky kiçi üýtgeşmeler qmax-y ep-esli üýtgedip biler.

Her bir görkezijini üýtgedýän alty şert

Doza. Has köp poroşok has köp ýer berýär, şonuň üçin aýyrmak göterimi adatça ýokarlanýar, emma mg/g görnüşindäki adsorbsiýa azalýar, sebäbi tutulýan boýag has köp massa paýlanýar. 10 g/L şertinde 99 göterim aýyrmagy görkezýän netije bilen 0.2 g/L şertindäki şol bir görkeziji material netijeliligi boýunça elli esse tapawutlanýar. Dozany g/L görnüşinde belläň we adsorbsiýany deň dozalarda deňeşdiriň.

Başlangyç konsentrasiýa. Has ýokary C0 has uly hereketlendiriji güýç döredýär, şonuň üçin qe ýokarlanýar, ýerler doýdukça bolsa aýyrmak göterimi peselýär. 100-den 400 mg/L çenli aralykda sazlanan qmax, 5-den 50 mg/L çenli aralykda sazlanan qmax-dan egriniň başga bölegini beýan edýär. Reýting etmezden öň aralyklaryň biri-birini örtmegini talap ediň.

pH. Metilen gök kation häsiýetlidir, şonuň üçin üstüň zarýady çekiş güýjüni kesgitleýär. Nol zarýad nokadyndan aşakda üst boýagy itekleýär; ondan ýokarda bolsa üst boýagy özüne çekýär. Diňe başlangyç pH-y görkezýän barlaglarda boşluk galýar, sebäbi adsorbsiýa deňagramlylyk bahasyny üýtgedýär. Ikisini-de, şeýle hem fon duzlaryny belläň, sebäbi ion güýji pH-nyň sazlaýan şol bir güýçlerini ekranlaşdyrýar. Absorbansiýa esasly mukdar kesgitlemesini erediji we pH şertleri babatda dogry saklaýan tertip bu ýerde-de ulanylýar: görkeziji öz şertleri bilen bile hereket edýär.

Wagt. 5 minutdan soň alnan baha qe däl-de, qt-dir. Çaltlyk bilen uly sygym aýry aýratynlyklardyr: ýaprak poroşoklary baradaky edebiýat seriýalarynda bir protokol boýunça deňagramlylygyň takmynan 60 minutda, başga birinde bolsa takmynan 160 minutda ýetilýändigi görkezilýär. Deňagramlylyk bahalaryny diňe kinetiki egri tekizlenenden soň deňeşdiriň we irki wagtdaky adsorbsiýany aýratyn kinetika netijesi hökmünde görkeziň.

Temperatura. Deňagramlylyk hem, diffuziýa hem temperatura ulgam aýratynlygyna görä täsir edýär. Hurma palmasy boýunça bir seriýada Langmuir qmax takmynan 43 mg/g-den 30 C-da takmynan 58 mg/g-e 60 C-da ýokarlandy, ýagny diňe temperaturanyň täsiri bilen 35 göterim üýtgeşme boldy. Temperaturasy ep-esli tapawutlanýan şertlerde ölçenen sygymlary muny aýratyn bellemezden hiç wagt reýtinge goýmaň.

Hasabat esaslary. Milligram/gram diňe “gram” şol bir zady aňladanda deňeşdirilýär. Gury massa bilen çyg massa çyglylyk paýy sebäpli tapawutlanýar, kompozit granulalar bolsa arassa işjeň fazadan tapawutlanýar. Maýdalawjyny we islendik çyglylyk düzedişini görkeziň. Filtrler üçin sygym bilen göwrüm dykyzlygynyň köpeltmesini goşuň; üst netijeliligi üçin sygymy BET meýdanyna bölmegi hem goşuň, ýöne ölçenen meýdanyň hemmesiniň metilen gök ýaly uly molekulany kabul edip bilmejekdigini belläň. Reagentiň şahsyýeti hem şu ädimde ýazga degişli, şonuň üçin reagentiň arassalygy we spesifikasiýasy boýunça barlaglar adsorbentiň massasynyň ýanynda durýar.

Izoterma we kinetika sazlamalary hakykatda nämäni görkezýär

Köp duş gelýän ýalňyşlyk gowy sazlaşygy mehanizmiň subutnamasy diýip kabul edýär. Metilen gök boýunça Langmuir Freundlich deňeşdirmesi synagdan geçirilen aralykda egriniň görnüşini haýsy deňlemäniň has gowy beýan edýändigini barlaýar. Ol bir gatlakly örtügi, birmeňzeşligi ýa-da köp gatlakly emele gelşi subut etmeýär. Geterogen gözenekli materiallar hem çäkli aralykda Langmuir görnüşli egrileri berip biler, has gowy Freundlich sazlaşygy bolsa diňe maglumatlaryň şol deňlemäniň ýokarlanýan görnüşine laýyklykda ýokarlanýandygyny aňladýar. Mehanizmi spektroskopiýa, kalorimetriýa ýa-da ion güýjüne baglylyk ýaly garaşsyz subutnamalar bilen tassyklaň.

Sazlaşygyň hiline degişli usullar möhümdir. Lineýar däl regressiýany ileri tutuň, sebäbi lineýarlaşdyrylan öwrülişikler ýalňyşlyklary ýoýýar we belli bir modeli ulgamlaýyn ýagdaýda artykmaç görkezip biler. Diňe R kwadratyna ynanmagyň ýerine galyndylary barlaň. qmax-yň ölçenen aralygyň içinde ýa-da daşynda ýerleşýändigini soraň: iň uly ölçenen qe-den has ýokarda ýerleşýän plato diňe proýeksiýadyr we diňe bahasy däl-de, onuň näbelliligi hem görkezilmelidir.

Şol bir çäklendirme metilen gök adsorbsiýasynyň kinetikasyna hem degişlidir. Ýaprak adsorbentleri baradaky edebiýatda psewdo ikinji tertip deňlemesi iň köp “iň gowy sazlaşyk” hökmünde görkezilýär, emma bu himiki adsorbsiýany subut etmeýär; edil psewdo birinji tertip sazlaşygynyň fiziki adsorbsiýany subut etmeýşi ýaly. Bölejikleriň ululygyna we garyşdyrylyşyna baglylykda diffuziýa iki deňlemäniň hem görnüşini gaýtalap biler, lineýarlaşdyrylan grafikler bolsa taryhy taýdan deňeşdirmäni psewdo ikinji tertibiň peýdasyna ýoýupdyr. Deňlemäni, tizlik konstantasyny, sazlanan deňagramlylygy, aralygy, bölejikleriň ululygyny we garyşdyrylyşy görkeziň hem-de tizligi we sygymy iş sahypasynda aýratyn sütünlerde saklaň.

Neşir edilen barlaglary deňeşdirmek üçin iş sahypasy

Bu tablisany her bir barlag üçin aýratyn göçüriň. Deňeşdirme diňe barlag sütünleri gabat gelýän ýerlerde ygtybarlydyr.

Edebiýatdan iki mysal bu iş sahypasynyň nähili işleýändigini görkezýär. Hurma palmasy boýunça seriýada deňagramlylyk takmynan 160 minutda, optimal ýagdaý takmynan pH 6.5-de görkezilýär, qmax temperatura bilen ýokarlanýar, Temkin we psewdo ikinji tertip bolsa ileri tutulýan beýany hökmünde berilýär. Işlenen bambuk ýapragynyň poroşogy boýunça barlagda takmynan 725 mg/g we diýen ýaly doly aýyrmak görkezilýär, emma bu netije 100-den 400 mg/L çenli boýag, 0.2-den 1.4 g/L çenli doza we deňagramlylyga takmynan 60 minutda ýetilýän şertlerde alyndy. Iki netije hem öz içindäki şertlerde dogry bolup biler, emma doza, konsentrasiýa, pH, temperatura we hasabat esaslary gabat gelýänçä, olary biri-birine garşy reýtinge goýmak bolmaýar.

Adalatly netije sözleminiň kesgitli görnüşi bar: konsentrasiýa aralygy, doza, pH, temperatura, deňagramlylyk wagty we hasabat esaslary gabat gelýän şertlerde X materialy Y materialyndan has ýokary adsorbsiýa görkezýär. Mundan gysga islendik beýan iki material barada däl-de, iki tejribe barada aýdylan talapdyr.