96 matches
-
cu unitatea. Pentru concentrații mari ale fazelor lichide modelele Fritz-Schlunder și Radke-Prausnitz se convertesc la modelul Freundlich. 2.3.1.14. Modelul Sips Acest model este în esență o izotermă Freundlich care permite aprecierea adsorbției maxime la concentrații mari ale adsorbatului. (2.57) în care Ks, as și β sunt parametrii izotermei Sips. 2.3.1.15. Modelul Koble-Corrigan Modelul empiric Koble-Corrigan cu trei parametri se poate considera o combinație a ecuațiilor izotermelor Langmuir și Freundlich într-o ecuație neliniară, exprimată
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
analiza prin regresie liniară și/sau neliniară. 2.3.2.1. Modelul Lagergren Modelul cinetic de pseudo-ordin unu (Lagergren) corespunde ecuației: (2.59) în care k1 reprezintă constanta vitezei de reacție pentru sorbția de ordin unu (L min-1); qe-cantitatea de adsorbat reținută la echilibru (mg g-1); qt-cantitatea de adsorbat reținută la suprafața adsorbentului (mg g-1) la timpul t (min). Reprezentarea grafică a log(qe-qt) funcție de timp va conduce la o dependență liniară, din panta căreia se poate obține k1. Modelul Lagergren
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
3.2.1. Modelul Lagergren Modelul cinetic de pseudo-ordin unu (Lagergren) corespunde ecuației: (2.59) în care k1 reprezintă constanta vitezei de reacție pentru sorbția de ordin unu (L min-1); qe-cantitatea de adsorbat reținută la echilibru (mg g-1); qt-cantitatea de adsorbat reținută la suprafața adsorbentului (mg g-1) la timpul t (min). Reprezentarea grafică a log(qe-qt) funcție de timp va conduce la o dependență liniară, din panta căreia se poate obține k1. Modelul Lagergren nu s-a dovedit însă a fi întotdeauna
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
trei porțiuni liniare, fiecare porțiune reprezentând un mecanism de reacție de pseudo-ordin unu. 2.3.2.2. Modelul Ho Ecuația vitezei de reacție, pentru o reacție de pseudo-ordin doi, se poate scrie: (2.60) în care qt este cantitatea de adsorbat reținută (mg g-1) la timpul dat t (min); qe este cantitatea de adsorbat reținută (mg g-1) la echilibru și k2 este constanta de viteză pentru o reacție de pseudo-ordinul doi (g mg-1 min-1). Modelele Lagergren și Ho includ în esență
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
2.3.2.2. Modelul Ho Ecuația vitezei de reacție, pentru o reacție de pseudo-ordin doi, se poate scrie: (2.60) în care qt este cantitatea de adsorbat reținută (mg g-1) la timpul dat t (min); qe este cantitatea de adsorbat reținută (mg g-1) la echilibru și k2 este constanta de viteză pentru o reacție de pseudo-ordinul doi (g mg-1 min-1). Modelele Lagergren și Ho includ în esență toate etapele adsorbției (difuzia prin filmul extern, adsorbția și difuzia intraparticule) și deci
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
pătrată a timpului. Această dependență poate fi exprimată prin ecuația Webber-Morris, presupunând că dependența matematică se obține dacă procesul este considerat a fi influențat prin difuzie simplă în particule și difuzia în soluție: (2.61) unde qt este cantitatea de adsorbat (mg·g-1) reținută la timpul t (min), ki este constanta vitezei de difuzie intraparticule (mg·g-1·min-1/2). Dacă difuzia intraparticule este implicată în procesul de adsorbție, reprezentarea qt funcție de t1/2 este liniară, iar dfuzia intraparticule este etapa determinantă
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
și alte interacțiuni (în principal interacțiuni hidrofile și hidrofobe). Tipul de proces de adsorbție guvernează viteza globală de îndepărtare a colorantului. Pentru o elucidare a datelor experimentale este necesară identificarea etapelor procesului de adsorbție. În mecanismul difuziei în particule, transportul adsorbatului are loc în porii adsorbentului, cu excepția unei mici cantități care se adsoarbe la suprafața externă. În cazul difuziei peliculare, transportul are loc către suprafața externă a adsorbentului; transportul extern este mai redus decât cel intern. Ca urmare, pentru interpretarea procesului
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
fost elaborat de Yoon și Nelson (Yoon și Nelson, 1984) pentru un sistem monocomponent exprimat prin: (2.81) în care kYN este constanta de viteză Yoon și Nelson (h-1), t1/2 este timpul necesar pentru o străpungere de 50% a adsorbatului (h) și t este timpul (h). Calcularea curbelor de străpungere teoretice pentru sistemele cu un singur component necesită determinarea parametrilor kYN și t1/2 pentru adsorbat. Aceste valori pot fi determinate din datele experimentale obținute. Se reprezintă grafic ln[C
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
și Nelson (h-1), t1/2 este timpul necesar pentru o străpungere de 50% a adsorbatului (h) și t este timpul (h). Calcularea curbelor de străpungere teoretice pentru sistemele cu un singur component necesită determinarea parametrilor kYN și t1/2 pentru adsorbat. Aceste valori pot fi determinate din datele experimentale obținute. Se reprezintă grafic ln[C/(C0-C)] față de timp, conform Ecuației (2.81). Confirmarea faptului că modelul teoretic caracterizează cu acuratețe datele experimentale este reflectată de reprezentarea grafică care conduce la o
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
Confirmarea faptului că modelul teoretic caracterizează cu acuratețe datele experimentale este reflectată de reprezentarea grafică care conduce la o linie dreaptă cu panta kYN și interceptul t1/2kYN. Simplitatea modelului constă și în faptul că nu necesită detalii cu privire la caracteristicile adsorbatului, tipul de adsorbent și proprietățile fizice ale stratului de adsorbent. 2.3.3.6. Modelul Clark O altă simulare a curbelor de străpungere a fost realizată de Clark (1987) care se bazează pe utilizarea conceptului transferului de masă în combinație
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
-ΔS). Valorile negative ale ΔG și ΔS necesită o entalpie de adsorbție negativă, care la rândul ei implică un fenomen de adsorbție exoterm. Valoarea ΔH măsurată experimental poate fi de asemenea utilizată ca o măsură a forței de interacțiune între adsorbat și adsorbent, cu indicații asupra tăriei legăturii (Bourceanu, 1998; Crini și Badot, 2008). Adsorbția pe solide se clasifică în fizică și chimică, dar linia de separare între acestea nu este netă. Adsorbția fizică este nespecifică și variația energiei pentru adsorbția
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
care influențează adsorbția coloranților pe cărbune activ În cazul interacțiunii cărbune activ - fază lichidă capacitatea de adsorbție depinde de o serie de factori, cum ar fi: - natura fizică a adsorbentului, prin structura porilor, conținutul de cenușă și grupele funcționale; - natura adsorbatului, prin pKa, grupele funcționale, polaritate, masă moleculară și mărime; - condițiile din soluție, cum ar fi pH, tărie ionică și concentrația adsorbatului. Capacitatea de adsorbție a unui cărbune activ este determinată nu numai de proprietățile sale texturale, dar și de natura
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
de factori, cum ar fi: - natura fizică a adsorbentului, prin structura porilor, conținutul de cenușă și grupele funcționale; - natura adsorbatului, prin pKa, grupele funcționale, polaritate, masă moleculară și mărime; - condițiile din soluție, cum ar fi pH, tărie ionică și concentrația adsorbatului. Capacitatea de adsorbție a unui cărbune activ este determinată nu numai de proprietățile sale texturale, dar și de natura chimică a suprafeței, adică de natura și numărul grupelor funcționale de suprafață. Natura grupelor funcționale de suprafață poate fi modificată prin
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
gazoasă (N2, H2) pentru îndepărtarea selectivă a unor grupe funcționale. Pentru un domeniu larg de pH, majoritatea poluanților aromatici sunt prezenți în forma lor moleculară. În acest caz, interacțiunile π-π dispersive constituie mecanismul predominant de adsorbție. În condițiile în care adsorbații sunt disociați, interacțiunile electrostatice între aceștia și grupele funcționale încărcate joacă un rol dominant în adsorbție. O cunoaștere completă a chimiei suprafeței cărbunelui activ permite prepararea de adsorbenți cu caracteristici adecvate pentru aplicații specifice. Cărbunele activ neconvențional prezintă capacitate de
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
mai puternic atrași de suprafața cărbunelui. Din această cauză, Albastrul de metilen se adsoarbe mai eficient la valori mai mari de pH. Considerând aria moleculei de Albastru de metilen 1,62 nm2, s-a calculat suprafața cărbunelui ocupată de acest adsorbat. La valori mici de pH, acoperirea Albastrului de metilen pe cărbune este mai mică decât aria suprafeței, ceea ce arată că este adsorbit în macropori și mezopori și pe o anumită fracțiune de micropori, iar adsorbția poate fi doar într-un
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
La pH < pHpzc, deoarece H+ intră în competiție cu colorantul, suprafața reține mai mulți H+, cu reducerea numărului de molecule legate la suprafața sorbentului. La pH > pHpzc, suprafața adsorbentului este încărcată negativ, iar creșterea interacțiunii electrostatice între speciile pozitive de adsorbat și particulele de adsorbent conduce la creșterea capacității de adsorbție a colorantului. Același comportament a fost observat și de alți autori (Hameed și El-Khaiary, 2008a; Karagöz și al., 2008). În Figura 3.9 este prezentată variația procentului de îndepărtare a
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
Colorantul dizolvat în soluție apoasă este încărcat negativ, iar adsorbția are loc atunci când adsorbentul prezintă încărcare pozitivă a suprafeței. Temperatura În general, adsorbția poluanților crește cu creșterea temperaturii, deoarece aceasta asigură o viteză mai mare de difuzie a moleculelor de adsorbat din soluție către adsorbent. Este cunoscut faptul că temperatura are un rol important în adsorbția pe cărbune activ, în general având o influență negativă asupra cantității adsorbite. Adsorbția compușilor organici (inclusiv coloranți) pe cărbune activ este în general un proces
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
îndepărtare a colorantului din soluție crește de la 62,03% la 88,11%. Rezultatele studiului arată că în mediu alcalin încep să domine speciile încărcate negativ și suprafața tinde să capete o încărcare negativă, crescând atracția electrostatică între speciile încărcate de adsorbat și particulele încărcate negativ de adsorbent, deci implicit adsorbția crescută a colorantului. Studiul influenței pH-ului asupra adsorbției pe rumeguș de Prosopis cineraria, comparativ cu cărbunele activ granular comercial, arată că adsorbția pe cărbune activ nu este influențată de pH
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
particulelor, cum ar fi aglomerarea, rezultată din doza mare de adsorbent. Asemenea aglomerare ar conduce la scăderea ariei suprafeței totale a adsorbentului și creșterea grosimii stratului de difuzie. Interacțiunea particulelor poate de asemenea contribui la desorbția unora dintre moleculele de adsorbat care sunt legate doar ușor și reversibil la suprafața rumegușului. Procesul de adsorbție a colorantului Verde malachit pe rumeguș de lemn de trandafir indian crește de la 18,6% la 86,9% cu creșterea dozei de adsorbent de la 0,2 la
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
afectată de prezența surfactanților anionic și neionic și crește ușor în prezența surfactantului cationic. 3.2.3.5. Influența temperaturii Temperatura are un efect important asupra procesului de adsorbție. Cu creșterea temperaturii se mărește viteza de difuzie a moleculelor de adsorbat prin stratul limită extern și porii interni ai particulelor de adsorbent. Modificarea temperaturii va schimba capacitatea de adsorbție a adsorbentului pentru un anumit adsorbat. În ceea ce privește efectul temperaturii, procentul de îndepărtare a Verdelui malachit cu rumeguș de Azadirachta indica scade de la
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
important asupra procesului de adsorbție. Cu creșterea temperaturii se mărește viteza de difuzie a moleculelor de adsorbat prin stratul limită extern și porii interni ai particulelor de adsorbent. Modificarea temperaturii va schimba capacitatea de adsorbție a adsorbentului pentru un anumit adsorbat. În ceea ce privește efectul temperaturii, procentul de îndepărtare a Verdelui malachit cu rumeguș de Azadirachta indica scade de la 83,57% la 65,83% odată cu creșterea temperaturii de la 25 la 45șC, ceea ce indică un proces exoterm (Khattri și Singh, 2009). Aceasta se poate
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
poate datora tendinței moleculelor de colorant de a se elibera din faza solidă în soluție odată cu creșterea temperaturii soluției. Variația gradului de adsorbție cu temperatura poate fi explicată pe baza modificării potențialelor chimice, care sunt legate de solubilitatea speciilor de adsorbat, care este mai mare cu creșterea temperaturii; potențialul chimic scade și ambele efecte, adică solubilitatea și efectul temperaturii acționează în aceeași direcție. Reacția de adsorbție la orice interfață între două faze poate fi privită ca un proces de echilibru, punctul
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
din colorant. De asemenea, colorantul nu poate fi îndepărtat în procent mai mare de 80% într-o singură etapă, datorită atingerii capacității maxime de adsorbție a adsorbentului. 3.2.8. Echilibrul de adsorbție Izotermele de adsorbție descriu modul în care adsorbatul va interacționa cu un adsorbent și sunt importante pentru optimizarea condițiilor de utilizare a adsorbentului. Corelația cu datele de echilibru este esențială pentru interpretarea rezultatelor experimentale. În Tabelul 3.4 sunt prezentate valorile capacității maxime de adsorbție pentru o serie
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
eficiența îndepărtării coloranților cu chitosan devin mai mari cu prelungirea timpului de contact. Practic, este necesar să fie optimizat timpul de contact, luând în considerare eficiența desorbției și regenerarea adsorbentului. În timpul procesului, suprafața adsorbentului este progresiv blocată de moleculele de adsorbat, devenind acoperită după un anumit timp, moment în care adsorbentul nu mai poate adsorbi molecule de colorant. Cum fiecare particulă de adsorbent purifică un anumit volum de lichid, creșterea dozei grăbește atingerea unui echilibru între adsorbat și adsorbent, deoarece crește
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
blocată de moleculele de adsorbat, devenind acoperită după un anumit timp, moment în care adsorbentul nu mai poate adsorbi molecule de colorant. Cum fiecare particulă de adsorbent purifică un anumit volum de lichid, creșterea dozei grăbește atingerea unui echilibru între adsorbat și adsorbent, deoarece crește numărul de particule care tratează același volum de lichid. În general, capacitatea de adsorbție crește în timp și la un moment dat atinge o valoare constantă, la care colorantul nu mai este îndepărtat din soluție. În
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]