Fífi àwọn adsorbenti bulu methylene wé ní òdodo: agbára, kínẹ́tíìkì, àti àwọn ipò ìdánwò

Ìwádìí kan ròyìn 58 mg/g. Òmíràn ròyìn 725 mg/g. Ó rọrùn láti sọ pé adsorbenti kejì dára ju àkọ́kọ́ lọ ní ìgbà mejila, kí a sì dá kíkà dúró níbẹ̀. Ṣùgbọ́n irú ìṣètò yẹn kì í sábà ní ìtumọ̀, nítorí pé a gba àwọn nọ́mbà méjèèjì lábẹ́ àwọn ipò tó yàtọ̀, ó sì ṣeé ṣe kí wọn má tilẹ̀ jẹ́ irú nọ́mbà kan náà.

Àwọn ìwé ìwádìí adsorption máa ń ròyìn iye mẹ́ta tí ó dà bí ara wọn: ìdá ogorun yiyọkuro, iye gbigba tí a wọn, àti agbára tí awoṣe bá data mu. Nígbà tí a bá tún fi onírúurú ohun èlò tí a dabaa fún dídè dye náà àti àwọn ọ̀nà tí dye ṣe ń fèsì sí àyíká rẹ̀ kún un, fífi àwọn abajade wé di ìṣòro ìbámu àwọn ipò kí ó tó di ìṣòro ìṣètò ipo.

Ìkìlọ̀ náà jẹ́ ti ìṣètò ìdánwò fúnra rẹ̀, kì í ṣe ìtàn àpẹẹrẹ kan ṣoṣo. Àtúpalẹ̀ ẹ̀kọ́ ẹrọ kan lórí ìdánwò 914 láti inú ìwé 75 lórí amọ̀, eérú, àti àwọn ohun èlò tí alkali ṣiṣẹ́ lórí rí i pé àwọn ìpèsè ìdánwò ló ní ipa tó pọ̀ jù lórí iye gbigba tí a ròyìn, tí concentration dye ìbẹ̀rẹ̀ sì jẹ́ àsọtẹ́lẹ̀ tó lágbára jù. Àyẹ̀wò 2024 kan lórí àwọn adsorbenti tí a ṣe láti ewé fi hàn bí àwọn protocol ṣe lè yàtọ̀ gidigidi, kódà láàárín ẹbí ohun èlò kan ṣoṣo. Kò sí èyíkéyìí nínú àwọn orísun méjèèjì tó ṣe atilẹyin fún tábìlì ìṣètò ipo tí a kọ́ láti inú àwọn iye mg/g pàtàkì nìkan.

Ìdá ogorun yiyọkuro kì í ṣe agbára

Ọ̀pọ̀ ìṣètò ipo tí kò dára máa ń da èrò mẹ́ta pọ̀. Ìdá ogorun yiyọkuro ń dáhùn pé ìpín mélòó ni dye tí ó kúrò nínú ojútùú kan pàtó. Iye gbigba tí a wọn ń dáhùn iye dye tí ó wà lórí gírámù kọ̀ọ̀kan adsorbenti ní equilibrium. Agbára tí awoṣe bá data mu ń dáhùn iye saturation tí awoṣe isotherm tí a yàn ń sọ àsọtẹ́lẹ̀ rẹ̀ ní concentration gíga.

Mass balance ló so àwọn méjì àkọ́kọ́ pọ̀:

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

níbi tí qe ti jẹ́ iye gbigba ní equilibrium ní mg/g, C0 àti Ce jẹ́ concentration ìbẹ̀rẹ̀ àti equilibrium, V jẹ́ volume, m sì jẹ́ mass adsorbenti.

Àpẹẹrẹ nọ́mbà kan fi ẹ̀gẹ́ náà hàn. Yiyọ 100 percent kúrò nínú 0.1 L dye 10 mg/L pẹ̀lú 1 g adsorbenti ń fúnni ní 1 mg/g nìkan. Yiyọ 80 percent kúrò nínú 0.1 L dye 1000 mg/L pẹ̀lú 0.1 g ń fúnni ní 800 mg/g. Abajade àkọ́kọ́ dà bí ẹni pé ó pé pátápátá gẹ́gẹ́ bí ìdá ogorun, ṣùgbọ́n ó fẹ́rẹ̀ẹ́ jẹ́ aláìlò gẹ́gẹ́ bí agbára. Ìṣètò ipo èyíkéyìí tó bá da àwọn column méjì wọ̀nyí pọ̀ ń ṣe ìṣètò ipo ìdánwò, kì í ṣe ohun èlò.

qmax tí awoṣe bá data mu tún fi ìpele míì kún un. Isotherm adsorption bulu methylene máa ń ya qe sí Ce kọjá ọ̀pọ̀ concentration ìbẹ̀rẹ̀. Fitting Langmuir ń fa curve náà lọ sí plateau tó ní ààlà tí a ń pè ní qmax; fitting Freundlich ń ṣàpèjúwe power law tí kò ní plateau. qmax tí a ròyìn jẹ́ parameter awoṣe, kì í ṣe iye tí a wọn lórí òṣùwọ̀n. Bí àwọn point náà kò bá sún mọ́ plateau, ìyípadà kékeré nínú àwọn point ìkẹyìn lè yí qmax padà gidigidi.

Àwọn ipò mẹ́fà tó ń yí gbogbo nọ́mbà padà

Dose. Powder púpọ̀ túmọ̀ sí site púpọ̀, nítorí náà ìdá ogorun yiyọkuro máa ń pọ̀ sí i nígbà tí iye gbigba mg/g máa ń dín kù, nítorí a pín dye tí a mú kọjá mass tó pọ̀ sí i. Ìsọ pé 99 percent ni a yọ ní 10 g/L àti ní 0.2 g/L yàtọ̀ ní ìgbà àádọ́ta nínú efficiency ohun èlò. Ṣàkọsílẹ̀ dose ní g/L, kí o sì fi iye gbigba wé ní dose tó bá ara wọn mu.

Initial concentration. C0 tó ga ń pèsè driving force tó pọ̀ sí i, nítorí náà qe máa ń ga sí i nígbà tí ìdá ogorun yiyọkuro máa ń dín kù bí àwọn site ṣe ń kún. qmax tí a fit lórí 100 sí 400 mg/L ń ṣàpèjúwe apá curve tó yàtọ̀ sí èyí tí a fit lórí 5 sí 50 mg/L. Béèrè fún àwọn range tó ní overlap kí o tó ṣe ìṣètò ipo.

pH. Bulu methylene jẹ́ cationic, nítorí náà charge oju-ilẹ̀ ló ń ṣàkóso attraction. Ní ìsàlẹ̀ point of zero charge rẹ̀, oju-ilẹ̀ kan ń lé dye náà kúrò; lókè rẹ̀, oju-ilẹ̀ náà ń fà á mọ́ra. Àwọn ìwádìí tí ó ròyìn pH ìbẹ̀rẹ̀ nìkan fi àlàfo sílẹ̀, nítorí adsorption máa ń yí iye equilibrium padà. Ṣàkọsílẹ̀ méjèèjì, pẹ̀lú àwọn salt abẹ́lẹ̀, nítorí ionic strength ń dín àwọn force kan náà tí pH ń ṣètò kù. Ìlànà tó ń jẹ́ kí quantification tó dá lórí absorbance jẹ́ olóòtítọ́ nípa solvent àti pH kan náà ló yẹ níbí: nọ́mbà náà máa ń bá àwọn ipò rẹ̀ rìn.

Time. Iye tí a gba lẹ́yìn 5 minutes jẹ́ qt, kì í ṣe qe. Yíyára àti agbára gíga jẹ́ ànímọ́ rere méjì tó yàtọ̀: àwọn ìtẹ̀jáde lórí powder ewé ròyìn pé equilibration wà nítòsí 60 minutes lábẹ́ protocol kan àti nítòsí 160 lábẹ́ òmíràn. Fi àwọn iye equilibrium wé lẹ́yìn tí curve kínẹ́tíìkì bá ti di pẹlẹbẹ nìkan, kí o sì ròyìn iye gbigba ní àkókò ìbẹ̀rẹ̀ gẹ́gẹ́ bí abajade kínẹ́tíìkì tó yàtọ̀.

Temperature. Equilibrium àti diffusion méjèèjì ń fèsì sí temperature ní àwọn ọ̀nà tó dá lórí system kọ̀ọ̀kan. Nínú series date palm kan, Langmuir qmax gòkè láti nítòsí 43 mg/g ní 30 C sí nítòsí 58 mg/g ní 60 C, ìyípadà 35 percent láti temperature nìkan. Má ṣe ṣètò ipo àwọn agbára tí a wọn ní temperature tó jìnnà sí ara wọn láì tọ́ka sí ìyẹn.

Reporting basis. Milligrams per gram lè ṣe afiwe tó tọ́ nìkan bí gram náà bá túmọ̀ sí ohun kan náà. Dry mass àti wet mass yàtọ̀ ní moisture fraction, àwọn composite bead sì yàtọ̀ sí active phase mímọ́. Sọ denominator náà àti moisture correction èyíkéyìí. Fún filter, fi capacity times bulk density kún un; fún surface efficiency, fi capacity divided by BET area kún un, pẹ̀lú àkíyèsí pé kì í ṣe gbogbo area tí a wọn ni molecule tó tóbi bí bulu methylene lè wọ̀. Identity reagent gbọ́dọ̀ wà nínú àkọsílẹ̀ ní ìgbésẹ̀ yìí, ìdí nìyẹn tí àyẹ̀wò reagent purity àti specification fi wà lẹ́gbẹ̀ẹ́ mass adsorbenti.

Ohun tí fit isotherm àti kínẹ́tíìkì ń sọ gan-an

Àṣìṣe tó wọ́pọ̀ ni láti ka fit tó dára sí ẹ̀rí mechanism. Fífi Langmuir àti Freundlich wé fún bulu methylene ń dán wo equation wo ló ṣàpèjúwe ìrísí curve dára jù lórí range tí a dán wò. Kò fi ìdí monolayer coverage, homogeneity, tàbí multilayer formation múlẹ̀. Àwọn ohun èlò porous tí kò dọ́gba tún lè fúnni ní curve tó rí bí Langmuir lórí range tó lopin, fit Freundlich tó dára jù sì túmọ̀ sí pé data náà ń tẹ̀síwájú ní ọ̀nà tí equation yẹn ń tẹ̀síwájú. Jẹ́rìí mechanism pẹ̀lú ẹ̀rí olómìnira bí spectroscopy, calorimetry, tàbí dependence lórí ionic strength.

Àṣà tó dára nínú fit ṣe pàtàkì. Yan nonlinear regression ju, nítorí linearized transforms máa ń yí error po, wọ́n sì lè máa fi àǹfààní fún awoṣe kan ní àtẹ̀jáde. Ṣàyẹ̀wò residual dípò fífi gbogbo ìgbẹ́kẹ̀lé sí R squared nìkan. Béèrè bóyá qmax wà nínú range tí a wọn tàbí lókè rẹ̀: plateau tó jìnnà lókè qe tó pọ̀ jù tí a wọn jẹ́ projection, uncertainty rẹ̀ sì yẹ kí a ròyìn, kì í ṣe iye rẹ̀ nìkan.

Ìṣọ́ra kan náà ló ń ṣàkóso kínẹ́tíìkì adsorption bulu methylene. Nínú literature adsorbenti ewé, equation pseudo second order ni a sábà máa ń ròyìn gẹ́gẹ́ bí fit tó dára jù, ṣùgbọ́n ìyẹn kò fi chemisorption múlẹ̀, gẹ́gẹ́ bí fit pseudo first order náà kò ṣe fi physisorption múlẹ̀. Diffusion lè fara hàn bí equation méjèèjì, ó dá lórí particle size àti agitation, àwọn plot linearized sì ti ní ìtàn pé wọ́n máa ń yí ìdíje náà sí pseudo second order. Sọ equation, rate constant, equilibrium tí a fit, interval, particle size, àti agitation, kí o sì pa speed àti capacity mọ́ sínú column ìwé iṣẹ́ tó yàtọ̀.

Ìwé iṣẹ́ fún fífi àwọn ìwádìí tí a tẹ̀ jáde wé

Daakọ tábìlì yìí lẹ́ẹ̀kan fún ìwádìí kọ̀ọ̀kan. Ìfiwéra kan wúlò nìkan níbi tí àwọn column àyẹ̀wò bá bá ara wọn mu.

Àpẹẹrẹ méjì láti literature fi hàn bí ìwé iṣẹ́ náà ṣe ń ṣiṣẹ́. Series date palm kan ròyìn equilibrium nítòsí 160 minutes, optimum nítòsí pH 6.5, qmax tó ń ga pẹ̀lú temperature, àti Temkin pẹ̀lú pseudo second order gẹ́gẹ́ bí àwọn àpèjúwe tí a fẹ́ràn jù. Powder ewé bamboo tí a ṣe treatment sí ròyìn nítòsí 725 mg/g pẹ̀lú yiyọkuro tó fẹ́rẹ̀ẹ́ pé, ṣùgbọ́n láti 100 sí 400 mg/L dye ní 0.2 sí 1.4 g/L dose àti nítòsí 60 minutes sí equilibrium. Méjèèjì lè jẹ́ olóòótọ́ nínú ìdánwò tiwọn, síbẹ̀ wọn kò ṣeé ṣètò sí ipo ara wọn títí dose, concentration, pH, temperature, àti basis yóò fi bá ara wọn mu.

Gbólóhùn tó dá lórí ìfiwéra òdodo ní ìrísí kan tó dúró ṣinṣin: lábẹ́ concentration range, dose, pH, temperature, equilibrium time, àti reporting basis tó bá ara wọn mu, material X fi iye gbigba tó ga ju material Y hàn. Ohunkóhun tó kuru ju èyí lọ jẹ́ ìsọ nípa ìdánwò méjì, kì í ṣe nípa ohun èlò méjì.