252 matches
-
sub limita de detecție eluentul se schimbă, utilizându-se unul care desoarbe substanța din faza staționară până când substanța nu mai este detectabilă în eluat. Analiza eluentului de desorbție va conduce la aprecierea cantității substanței reținută în coloană. Cantitatea de colorant adsorbită qad (mg g-1) în coloană, se obține, pentru o concentrație dată de intrare și o viteză de curgere, din Ecuația (2.15) : (2.15) în care Cad (mg L-1) este concentrația substanței adsorbite, F este viteza de curgere volumetrică
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
reținută în coloană. Cantitatea de colorant adsorbită qad (mg g-1) în coloană, se obține, pentru o concentrație dată de intrare și o viteză de curgere, din Ecuația (2.15) : (2.15) în care Cad (mg L-1) este concentrația substanței adsorbite, F este viteza de curgere volumetrică (mL min-1) și te este timpul de curgere total sau de epuizare (min). Capacitatea de adsorbție a coloanei (qe) se obține prin împărțirea masei colorantului adsorbit (qad) prin masa adsorbentului (m). (2.16) Volumul
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
care Cad (mg L-1) este concentrația substanței adsorbite, F este viteza de curgere volumetrică (mL min-1) și te este timpul de curgere total sau de epuizare (min). Capacitatea de adsorbție a coloanei (qe) se obține prin împărțirea masei colorantului adsorbit (qad) prin masa adsorbentului (m). (2.16) Volumul de efluent (Vefl) poate fi calculat astfel: (2.17) în care F este viteza de curgere volumetrică (L h-1). Cantitatea totală de colorant introdusă în coloană (qtotal) poate fi calculată după cum urmează
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
principiu, se raportează cantitatea de adsorbat reținută pe suprafață, la concentrația adsorbatului rămas la echilibru în soluție. Ecuația decurge din cinetica simplă a legii acțiunii maselor, presupunând că are loc chemisorbția și se consideră că: - forțele de interacțiune între moleculele adsorbite sunt neglijabile; - odată ce molecula ocupă un situs, ulterior, nu mai are loc adsorbția. Teoretic, se atinge o valoare de saturare, peste care nu mai are loc adsorbția. Pentru concentrații mari, ecuația Langmuir, validă pentru sorbția monostrat pe o suprafață cu
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
există mai mulți componenți este valabilă o formă modificată a izotermei Langmuir, care ține cont de echilibrele competitive existente în soluție, redată sub forma: (2.35) în care și sunt concentrația neadsorbită a fiecărui component la echilibru și respectiv cantitatea adsorbită a fiecărui component pe g de adsorbent uscat la echilibru; bi și qmi0 derivă din ecuațiile individuale ale izotermei Langmuir; ηi este coeficientul de corecție Langmuir pentru componentul „i” care este estimat din datele de adsorbție competitive (Aksu, 2005). 2
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
ecuația Temkin, variația energiei de adsorbție și constanta de echilibru Temkin poate fi calculată din panta și din interceptul reprezentării valorilor θ față de Ce (Tabelul 2.2). 2.3.1.7. Modelul Fowler-Guggenheim Izoterma Fowler-Guggenheim consideră interacțiunile secundare ale moleculelor adsorbite, iar ecuația corespunzătoare este: (2.46) în care KFG este constanta de echilibru Fowler-Guggenheim (L mg-1), θ este fracțiunea acoperită, R este constanta universală a gazelor, T temperatura (K) și W este energia de interacțiune între moleculele adsorbite (kJ mol-1
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
ale moleculelor adsorbite, iar ecuația corespunzătoare este: (2.46) în care KFG este constanta de echilibru Fowler-Guggenheim (L mg-1), θ este fracțiunea acoperită, R este constanta universală a gazelor, T temperatura (K) și W este energia de interacțiune între moleculele adsorbite (kJ mol-1). Ecuația Fowler-Guggenheim este una din cele mai simple ecuații care ține cont de interacțiunile secundare. Căldura de adsorbție variază liniar cu încărcarea. Dacă interacția între moleculele adsorbite este de atracție (W este pozitiv), căldura de adsorbție va crește
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
T temperatura (K) și W este energia de interacțiune între moleculele adsorbite (kJ mol-1). Ecuația Fowler-Guggenheim este una din cele mai simple ecuații care ține cont de interacțiunile secundare. Căldura de adsorbție variază liniar cu încărcarea. Dacă interacția între moleculele adsorbite este de atracție (W este pozitiv), căldura de adsorbție va crește cu încărcarea și ca o consecință a creșterii interacției între moleculele adsorbite. Dacă căldura de adsorbție măsurată arată o creștere cu referire la încărcare, aceasta indică interacție secundară pozitivă
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
care ține cont de interacțiunile secundare. Căldura de adsorbție variază liniar cu încărcarea. Dacă interacția între moleculele adsorbite este de atracție (W este pozitiv), căldura de adsorbție va crește cu încărcarea și ca o consecință a creșterii interacției între moleculele adsorbite. Dacă căldura de adsorbție măsurată arată o creștere cu referire la încărcare, aceasta indică interacție secundară pozitivă între moleculele adsorbite. Dacă interacția între moleculele adsorbite este de repulsie (W este negativ), căldura de adsorbție va descrește cu încărcarea. Când nu
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
atracție (W este pozitiv), căldura de adsorbție va crește cu încărcarea și ca o consecință a creșterii interacției între moleculele adsorbite. Dacă căldura de adsorbție măsurată arată o creștere cu referire la încărcare, aceasta indică interacție secundară pozitivă între moleculele adsorbite. Dacă interacția între moleculele adsorbite este de repulsie (W este negativ), căldura de adsorbție va descrește cu încărcarea. Când nu există nici o interacțiune între moleculele adsorbite (W=0), ecuația Fowler-Guggenheim se va reduce la expresia ecuației Langmuir. Forma liniară a
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
de adsorbție va crește cu încărcarea și ca o consecință a creșterii interacției între moleculele adsorbite. Dacă căldura de adsorbție măsurată arată o creștere cu referire la încărcare, aceasta indică interacție secundară pozitivă între moleculele adsorbite. Dacă interacția între moleculele adsorbite este de repulsie (W este negativ), căldura de adsorbție va descrește cu încărcarea. Când nu există nici o interacțiune între moleculele adsorbite (W=0), ecuația Fowler-Guggenheim se va reduce la expresia ecuației Langmuir. Forma liniară a izotermei Fowler-Guggenheim este arătată în
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
arată o creștere cu referire la încărcare, aceasta indică interacție secundară pozitivă între moleculele adsorbite. Dacă interacția între moleculele adsorbite este de repulsie (W este negativ), căldura de adsorbție va descrește cu încărcarea. Când nu există nici o interacțiune între moleculele adsorbite (W=0), ecuația Fowler-Guggenheim se va reduce la expresia ecuației Langmuir. Forma liniară a izotermei Fowler-Guggenheim este arătată în Tabelul 2.2. 2.3.1.8. Modelul Kiselev Ecuația Kiselev este cunoscută ca izoterma de adsorbție în strat monomolecular localizat
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
Ecuația Kiselev este cunoscută ca izoterma de adsorbție în strat monomolecular localizat exprimată prin: (2.47) în care K1 este constanta de echilibru Kiselev (L mg-1), θ este fracțiunea acoperită și Kn este constanta de formare a complexului între moleculele adsorbite. Forma liniară a izotermei Kiselev este dată în Tabelul 2.2. 2.3.1.9. Modelul Hill-de Boer Ecuația (2.48) cunoscută ca ecuația Hill-de Boer, ia în considerare interacțiunile între moleculele adsorbite: (2.48) în care K1 este constanta
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
constanta de formare a complexului între moleculele adsorbite. Forma liniară a izotermei Kiselev este dată în Tabelul 2.2. 2.3.1.9. Modelul Hill-de Boer Ecuația (2.48) cunoscută ca ecuația Hill-de Boer, ia în considerare interacțiunile între moleculele adsorbite: (2.48) în care K1 este constanta Hill-de Boer (L mg-1), θ este fracțiunea acoperită, R este constanta universală a gazelor, T temperatura (K) și K2 este constanta energetică a interacției între moleculele adsorbite (kJ mol-1). O valoare pozitivă a
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
ia în considerare interacțiunile între moleculele adsorbite: (2.48) în care K1 este constanta Hill-de Boer (L mg-1), θ este fracțiunea acoperită, R este constanta universală a gazelor, T temperatura (K) și K2 este constanta energetică a interacției între moleculele adsorbite (kJ mol-1). O valoare pozitivă a lui K2 dovedește atracția între speciile adsorbite și valoarea negativă respingerea, ceea ce înseamnă că afinitatea aparentă crește cu încărcarea când există atracție între speciile adsorbite și descrește cu încărcarea când există repulsie între speciile
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
constanta Hill-de Boer (L mg-1), θ este fracțiunea acoperită, R este constanta universală a gazelor, T temperatura (K) și K2 este constanta energetică a interacției între moleculele adsorbite (kJ mol-1). O valoare pozitivă a lui K2 dovedește atracția între speciile adsorbite și valoarea negativă respingerea, ceea ce înseamnă că afinitatea aparentă crește cu încărcarea când există atracție între speciile adsorbite și descrește cu încărcarea când există repulsie între speciile adsorbite. Forma liniară a izotermei Hill-de Boer este prezentată în Tabelul 2.2
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
și K2 este constanta energetică a interacției între moleculele adsorbite (kJ mol-1). O valoare pozitivă a lui K2 dovedește atracția între speciile adsorbite și valoarea negativă respingerea, ceea ce înseamnă că afinitatea aparentă crește cu încărcarea când există atracție între speciile adsorbite și descrește cu încărcarea când există repulsie între speciile adsorbite. Forma liniară a izotermei Hill-de Boer este prezentată în Tabelul 2.2. În continuare vor fi discutate pe scurt câteva modele cu trei parametri. 2.3.1.10. Modelul Redlich-Peterson
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
kJ mol-1). O valoare pozitivă a lui K2 dovedește atracția între speciile adsorbite și valoarea negativă respingerea, ceea ce înseamnă că afinitatea aparentă crește cu încărcarea când există atracție între speciile adsorbite și descrește cu încărcarea când există repulsie între speciile adsorbite. Forma liniară a izotermei Hill-de Boer este prezentată în Tabelul 2.2. În continuare vor fi discutate pe scurt câteva modele cu trei parametri. 2.3.1.10. Modelul Redlich-Peterson a) Sistem monocomponent Modelul empiric Redlich-Peterson (1959) îmbunătățește concordanța prin
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
Modelul Lagergren nu s-a dovedit însă a fi întotdeauna eficient în reprezentarea datelor cinetice pe parcursul desfășurării adsorbției. În anumite cazuri, deși acest model furnizează o excelentă conformare a datelor cinetice experimentale, nu permite calcularea exactă a cantității de colorant adsorbit teoretic. În cazul modelelor cinetice multiple de pseudo-ordin unu reprezentarea log(qe-qt) funcție de timp poate cuprinde două sau trei porțiuni liniare, fiecare porțiune reprezentând un mecanism de reacție de pseudo-ordin unu. 2.3.2.2. Modelul Ho Ecuația vitezei de
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
sau în rezistența la difuzia în interiorul porilor. Acest model se exprimă cu relația: (2.65) în care F este fracțiunea de solut adsorbit la timpul t, iar Bt este funcție de F. (2.66) în care q și qe reprezintă cantitatea adsorbită (mg g-1) la timpul t și la timpul de atingere a echilibrului. Cu Ecuația (2.65) nu se pot calcula valorile B pentru fiecare fracțiune adsorbită. Aplicând transformata Fourier urmată de integrare se obțin următoarele aproximări: - pentru (2.67) - pentru
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
iar Bt este funcție de F. (2.66) în care q și qe reprezintă cantitatea adsorbită (mg g-1) la timpul t și la timpul de atingere a echilibrului. Cu Ecuația (2.65) nu se pot calcula valorile B pentru fiecare fracțiune adsorbită. Aplicând transformata Fourier urmată de integrare se obțin următoarele aproximări: - pentru (2.67) - pentru (2.68) Valorile B calculate pot fi utilizate pentru a obține coeficientul de difuzie efectiv, Di (cm2 s) cu relația: (2.69) în care r reprezintă
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
la aplicarea unei forme liniarizate a unei izoterme este posibil ca modelul să nu fie adecvat echilibrului respectiv, datorită valorilor mari ale erorii medii procentuale. Validitatea modelului este confirmată numai prin valori reduse ale APE (obținute pe baza recalculării cantităților adsorbite), utilizând valorile concentrațiilor de echilibru și parametrii modelului izotermei testate rezultați din formulele liniarizate. 2.3.3. Modelarea cinetică a adsorbției într-un sistem continuu, cu strat de adsorbent fix Aplicând modelele matematice pentru descrierea adsorbției într-o coloană cu
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
3.6) indică trei moduri distincte de adsorbție (Gürses și al., 2006). Regiunea 1 corespunde adsorbției Albastrului de metilen, în principal prin schimb ionic. În regiunea 2 adsorbția are loc prin polarizarea electronilor π la ciclurile moleculelor de colorant anterior adsorbite. Nu se observă nici o modificare a semnului încărcării suprafeței, deși valoarea potențialului zeta este scăzută (-6,0 mV). În regiunea 3 panta izotermei este redusă deoarece adsorbția trebuie să împiedice respingerile electrostatice între ioni și solidul încărcat similar. Această adsorbție
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
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 exoterm și interacțiunile fizice între acești compuși și situsurile active ale cărbunelui scad cu creșterea temperaturii. De asemenea, cu creșterea temperaturii crește solubilitatea colorantului, forțele de interacțiune
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
în cazul tuturor tipurilor de rumeguș testate. La adsorbția colorantului Verde malachit pe rumeguș de neem s-a constatat că pentru o soluție de colorant de concentrație inițială 12 mg L-1 (30 °C, pH 7,2) procentul de colorant adsorbit crește de la 65,75% la 75,78% odată cu micșorarea mărimii particulelor de adsorbent de la 100 la 50 mesh (Khattri și Singh, 2009). Efectul mărimii particulelor a fost studiat și de Özacar și Sengil (2005a), pentru reținerea a doi coloranți, Metal
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]