227 matches
-
reținuți pe acest tip de adsorbenți nu sunt încă elucidate, deoarece adsorbția este un proces complicat care depinde de mai multe tipuri de interacțiuni, atât electrostatice, cât și ne-electrostatice (hidrofobice). Deși există multe studii în termeni de proprietăți de sorbție și cinetice, în continuare sunt necesare investigații suplimentare pentru elucidarea mecanismelor de adsorbție. 3.1.3. Factori experimentali care influențează adsorbția coloranților pe cărbune activ În cazul interacțiunii cărbune activ - fază lichidă capacitatea de adsorbție depinde de o serie de
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
1000 mg g-1 (Tabelul 3.1). Capacitatea de adsorbție a cărbunelui activ depinde de natura materiei prime, modul de pregătire și condițiile de tratare, cum ar fi temperatura de piroliză și timpul de activare. De asemenea, în aceleași condiții de sorbție, capacitatea de sorbție este influențată de o serie de factori, cum ar fi: chimia suprafeței (conținutul în heteroatomi, încărcarea suprafeței și structura poroasă). Cărbunele activ trebuie să aibă, pe lângă textura poroasă, și o suprafață mare. Unii autori (Guo și al
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
Tabelul 3.1). Capacitatea de adsorbție a cărbunelui activ depinde de natura materiei prime, modul de pregătire și condițiile de tratare, cum ar fi temperatura de piroliză și timpul de activare. De asemenea, în aceleași condiții de sorbție, capacitatea de sorbție este influențată de o serie de factori, cum ar fi: chimia suprafeței (conținutul în heteroatomi, încărcarea suprafeței și structura poroasă). Cărbunele activ trebuie să aibă, pe lângă textura poroasă, și o suprafață mare. Unii autori (Guo și al., 2003) au arătat
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
alcoolice, carbonilice, carboxilice și fenolice, implicate în legarea poluanților adsorbiți. Cinetica adsorbției Albastrului de metilen pe rumeguș de fag este influențată pentru o viteză de agitare între 0 și 200 rpm, fapt care confirmă că influența difuziei externe în cinetica sorbției are un rol semnificativ. Efectul slab al agitării în domeniul 200-600 rpm indică faptul că transferul extern de masă nu este etapa determinantă de viteză și, de asemenea, că rezistența la difuzia intraparticule este necesar să fie inclusă în analiza
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
amino, respectiv hidroxil de a forma legături de hidrogen pentru a asigura fixarea coloranților pe adsorbent. 3.2.3. Factori care influențează adsorbția coloranților pe rumegușuri 3.2.3.1. Influența pH-ului O problemă legată de rumegușuri este că sorbția este puternic dependentă de pH (Garg și al., 2003; 2004b; Ho și McKay, 1998; Khattri și Singh, 2000). Sub o valoare neutră a pH-ului rumegușul poate fi încărcat pozitiv sau negativ. Ho și McKay (1998) au remarcat capacitatea de
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
este puternic dependentă de pH (Garg și al., 2003; 2004b; Ho și McKay, 1998; Khattri și Singh, 2000). Sub o valoare neutră a pH-ului rumegușul poate fi încărcat pozitiv sau negativ. Ho și McKay (1998) au remarcat capacitatea de sorbție a coloranților bazici mult mai mare decât a celor acizi, datorită încărcării ionice a coloranților și caracterului ionic al rumegușului. Khattri și Singh (2000) au constatat dependența capacității de sorbție a rumegușului de neem de concentrație. Tratarea chimică a rumegușului
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
sau negativ. Ho și McKay (1998) au remarcat capacitatea de sorbție a coloranților bazici mult mai mare decât a celor acizi, datorită încărcării ionice a coloranților și caracterului ionic al rumegușului. Khattri și Singh (2000) au constatat dependența capacității de sorbție a rumegușului de neem de concentrație. Tratarea chimică a rumegușului s-a dovedit că îmbunătățește capacitatea de sorbție. Influența pH-ului asupra adsorbției pe rumeguș poate fi explicată pe baza pH-ului izoelectric, pHpzc, la care adsorbentul este neutru. Valoarea
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
a celor acizi, datorită încărcării ionice a coloranților și caracterului ionic al rumegușului. Khattri și Singh (2000) au constatat dependența capacității de sorbție a rumegușului de neem de concentrație. Tratarea chimică a rumegușului s-a dovedit că îmbunătățește capacitatea de sorbție. Influența pH-ului asupra adsorbției pe rumeguș poate fi explicată pe baza pH-ului izoelectric, pHpzc, la care adsorbentul este neutru. Valoarea pHpzc poate fi calculată pentru diferite rumegușuri, prin titrare acido-bazică. Astfel, pentru rumegușul de fag s-a găsit
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
și capacitatea de a stabiliza încărcarea pozitivă a moleculelor de colorant prin efectul inductiv -I al nucleelor benzenice. Cu creșterea pH-ului soluției la 6, gradul de adsorbție se intensifică rapid pentru ambii coloranți și între 6-9,95 capacitatea de sorbție crește de la 10,25 la 28,47 mg g-1 pentru Albastru de metilen, respectiv de la 3,63 la 21,42 mg g-1 pentru Metil violet. La valori de pH peste 9,95, cantitatea adsorbită pentru ambii coloranți nu prezintă o
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
9,5 la 8,1 (Na2CO3) și de la 7,3 la 6,7 (Na2HPO4). Modificări mai puțin pronunțate ale pH-ului au fost constatate în cazul adsorbției Egacid orange. Aceste rezultate sunt în conformitate cu cele ale altor studii, care concluzionează că sorbția coloranților bazici pe lemn este predominant un proces de chimiosorbție care implică reacții de schimb cu grupările hidroxilice ale ligninei și celulozei (se eliberează ioni H+ care conduc la scăderea pH-ului), în timp ce adsorbția coloranților acizi este mai mult sau
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
Orange, pe de altă parte, scade ușor și monoton cu creșterea pH-ului în întreg domeniul investigat, probabil datorită intensificării respingerilor coulombiene. În cazul adsorbției colorantului Basic Red 46 pe un amestec de rumeguș de molid și bentonit, capacitatea de sorbție scade de la 16,16 la 11,42 g mg-1 min-1 cu creșterea pH-ului de la 3 la 9, adsorbția fiind optimă la pH 3 (Yeddou și Bensmaili, 2005). Rumegușul de eucalipt este un material rezidual abundent și ieftin în Portugalia
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
Rezultatele sunt în concordanță și cu alte studii, care au arătat că adsorbția coloranților acizi pe celuloză și derivați ai acesteia este favorizată la valori scăzute de pH (Youssef, 1993). Influența concentrației NaCl este dependentă de pH, conducând la creșterea sorbției la pH2,0 și la scăderea acesteia la pH 1. Adsorbția unor coloranți pe rumeguș de fag și stejar s-a dovedit, de asemenea, a fi dependentă de pH (Dulman și Cucu-Man, 2009; Dulman și al., 2000; 2002b). Procentul de
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
de cenușa din rumeguș. Pretratarea cu acid sulfuric poate îmbunătăți capacitatea de adsorbție a rumegușului (hidroliza hemicelulozelor și hidroliza parțială a celulozei), dar nu în condiții blânde (temperatura 23șC); tratarea la temperaturi ridicate (de exemplu 100șC) îmbunătățește considerabil proprietățile de sorbție. Rezultatele arată că pretratarea acidă mărește viteza de adsorbție a Albastrului de metilen pe rumeguș de fag prin creșterea atât a cantității de colorant adsorbit pe unitatea de masă de adsorbent la echilibru, cât și a constantei de viteză de
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
de procente (8,7%; 4,35 mg g-1) sunt îndepărtate cu materialul inițial (Marchetti și al., 2000). 3.2.7. Analiza adsorbției în sistem static în cicluri succesive Ecuațiile cinetice pot fi utilizate pentru a prefigura design-ul sistemului de sorbție în sistem static, în două etape (Özacar și Șengýl, 2004). În Figura 3.24 este reprezentată diagrama schematică a unui astfel de sistem. Soluția care trebuie tratată conține L litri și concentrația colorantului este redusă în fiecare etapă de la C0
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
de la q0 la q1 mg g-1 sorbent. Ecuația bilanțului de masă: (3.3) Când se utilizează o doză de adsorbent nou în fiecare etapă și se folosește ecuația de pseudo-ordin doi (2.60) pentru a descrie echilibrul în sistemul de sorbție în două etape, ecuația bilanțului de masă poate fi scrisă combinând Ecuația (3.3) și Ecuația (2.60). (3.4) Cantitatea totală de colorant îndepărtat poate fi calculată astfel: (3.5) Îndepărtarea colorantului în fiecare etapă, Rn, poate fi evaluată
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
obține: (3.10) (3.11) Ecuațiile (3.10) și (3.11) pot fi utilizate pentru a calcula cantitatea de colorant îndepărtată la orice concentrație inițială dată și timp de reacție pentru orice sistem în mai multe etape. Se consideră cazul sorbției colorantului în sistem static în contracurent în două etape pe rumeguș de pin, cu volumul soluției de tratat de 10 m3, cantitatea de rumeguș de 15 kg în fiecare etapă și concentrația ințială a colorantului 150 mg L-1 în
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
mg L-1 în prima etapă (Özacar și Șengýl, 2004). Figura 3.25 prezintă: timpul necesar în prima și a doua etapă, timpul total pentru îndepărtarea a 90% din colorantul Metal Complex Blue, timpul de reacție pentru 13 sisteme de sorbție în două etape în serie pentru fiecare etapă individuală și pentru totalul combinat al celor două etape. Fiecare din cele 13 sisteme reprezentate pe axa absciselor în Figura 3.25 se bazează pe un interval de timp de contact de
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
34). Desorbția colorantului reactiv de pe Ch-g-Aam și a celui bazic de pe Ch-g-Aa ar putea avea la bază următoarele reacții: În primul ciclu de sorbție-desorbție pulberile de chitosan prezintă un procent mai mare de desorbție comparativ cu granulele. Scăderea capacității de sorbție de la primul la ultimul ciclu pentru granule este de doar 5%, în timp ce pentru pulberi ajunge la 15%. Acest fapt poate fi atribuit fie gradului mai mare de îmbibare a sorbenților sub formă de pulbere, fie diferenței în distribuția situsurilor active
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
mica (illit), caolinit, serpentin, pirofilit (talc), vermiculit și sepiolit (Shichi și Takagi, 2000). Capacitatea de adsorbție rezultă dintr-o încărcare negativă netă și structura mineralului. Această încărcare negativă conferă argilelor capacitatea de a adsorbi specii încărcate pozitiv. Proprietățile lor de sorbție provin de asemenea și din aria mare a suprafeței și porozitatea ridicată (Alkan și al., 2004a). Argila montmorillonitică are cea mai mare arie a suprafeței și cea mai mare capacitate de schimb cationic. Prețul său de cost este de ~ 20
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
există un interes crescut în utilizarea mineralelor argiloase, cum ar fi bentonitul, caolinitul, diatomitul, pământul Fuller, datorită capacității lor de a adsorbi nu numai molecule anorganice, ci și organice, prezentând o afinitate mare pentru coloranții cationici și anionici. Capacitatea de sorbție a coloranților bazici este mult mai mare decât pentru coloranții acizi, datorită sarcinilor ionice ale coloranților și caracterului argilei. Cele mai utilizate argile ca adsorbenți sunt cele din grupul montmorillonit/smectit și caolinit. Grupa smectitului se referă la o familie
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
organic la un situs neutru. Pentru a îmbunătăți proprietățile de adsorbție ale adsorbenților pe bază de argile s-au dezvoltat argile activate și modificate. Adsorbția coloranților pe argile este dominată în principal de procese de schimb ionic, deci capacitatea de sorbție poate varia puternic cu pH-ul. Unii autori (Al-Ghouti și al., 2003) au arătat că mecanismul de adsorbție a coloranților pe diatomit se datorează adsorbției fizice (dependentă de mărimea particulelor) și prezenței interacțiunilor electrostatice (dependente de pH). Materialele argiloase prezintă
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
mare capacitate de a reține colorantul Basic Blue 9 (Shawabkeh și Tutunji, 2003). S-a arătat că această argilă naturală poate fi un înlocuitor al cărbunelui activ ca adsorbent datorită disponibilității mari, prețului de cost redus și proprietăților bune de sorbție. Izotermele de adsorbție au arătat că echilibrul de adsorbție s-a atins în 10 min. De asemenea, a fost investigată posibilitatea utilizării diatomitului pentru îndepărtarea coloranților reactivi (Al-Ghouti și al., 2003). Sorbția colorantului Acid Blue 9 pe un sorbent mixt
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
prețului de cost redus și proprietăților bune de sorbție. Izotermele de adsorbție au arătat că echilibrul de adsorbție s-a atins în 10 min. De asemenea, a fost investigată posibilitatea utilizării diatomitului pentru îndepărtarea coloranților reactivi (Al-Ghouti și al., 2003). Sorbția colorantului Acid Blue 9 pe un sorbent mixt (argilă activată și cărbune activ în proporție de 12:1) a fost studiată de Ho și Chiang (2001). 3.4.1. Argile naturale nemodificate Unii autori au investigat prin spectroscopie electronică de
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
cationii acestuia și H+. Un efect similar a fost raportat de Dogan și Alkan (2003a) la adsorbția colorantului Metil violet pe perlit. 3.4.2. Argile activate Materialele argiloase pot fi modificate sau activate pentru a le îmbunătăți capacitatea de sorbție. Astfel, sepiolitul modificat a fost investigat ca sorbent pentru o varietate de coloranți reactivi (Ozdemir și al., 2004). Autorii au arătat că, capacitatea de adsorbție este semnificativ îmbunătățită prin modificarea (funcționalizarea) suprafeței cu amine cuaternare. Capacitatea de adsorbție a caolinilului
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
ape. Zeoliții constau într-o mare varietate de specii (mai mult de 40 specii naturale), dintre care cel mai abundent și frecvent studiat este clinoptilolitul. Clinoptilolitul brut nu este un sorbent convenabil pentru reținerea coloranților reactivi, datorită capacității sale de sorbție extrem de scăzută (Armagan și al., 2004; Karcher și al., 2001). Unii autori sugerează că modificarea chimică cu amine cuaternare conduce la mărirea capacității de sorbție (Benkli și al., 2005; Özdemir și al., 2004). Aplicabilitatea reală a acestor materiale în purificarea
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]