8,529 matches
-
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 izotermei Fowler-Guggenheim este arătată
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
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 Tabelul 2.2. 2.3.1.8. Modelul Kiselev Ecuația Kiselev este cunoscută ca izoterma de adsorbție în strat monomolecular
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
Kiselev 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
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
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 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
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
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 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
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
și apoi de difuzia intraparticule. McKay și al. (1985) au observat că difuzia în particulă este mult mai lentă decât deplasarea colorantului din soluție către suprafața externă solidă, din două motive: -datorită obstrucției mecanice mai mari față de mișcare dată de moleculele de la suprafață sau straturile superficiale; -atracțiile chimice dintre colorant și adsorbent. În timpul adsorbției colorantului în sistem static, moleculele de colorant ajung la suprafața adsorbentului mai rapid decât pot difuza în solid. Colorantul se acumulează la suprafață și se stabilește un
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
lentă decât deplasarea colorantului din soluție către suprafața externă solidă, din două motive: -datorită obstrucției mecanice mai mari față de mișcare dată de moleculele de la suprafață sau straturile superficiale; -atracțiile chimice dintre colorant și adsorbent. În timpul adsorbției colorantului în sistem static, moleculele de colorant ajung la suprafața adsorbentului mai rapid decât pot difuza în solid. Colorantul se acumulează la suprafață și se stabilește un pseudo-echilibru, iar în continuare adsorbția colorantului poate avea loc doar cu aceeași viteză deoarece concentrația la suprafață este
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
indicând spontaneitatea. Prin utilizarea constantei de echilibru obținută pentru fiecare temperatură din modelul Langmuir, ΔG poate fi calculat conform expresiei Gibbs. Este important de menționat că ΔG este estimat din datele de adsorbție la echilibru, cu presupunerea că adsorbția unei molecule este reversibilă și condiția de echilibru este stabilită în sistem static. Variațiile ΔH și ΔS pentru un proces de adsorbție pot fi determinate utilizând reprezentarea van’t Hoff și sunt estimate prin determinarea izotermei la diferite temperaturi, considerând acești termeni
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
Variațiile ΔH și ΔS pentru un proces de adsorbție pot fi determinate utilizând reprezentarea van’t Hoff și sunt estimate prin determinarea izotermei la diferite temperaturi, considerând acești termeni independenți de temperatură. La trecerea de la o dezordine mai mare a moleculelor de colorant (în soluție) la o stare mai ordonată, variația de entropie va fi negativă. Semnul variației de entropie ar indica direcția, pentru adsorbție (+ΔS) și pentru desorbție (-ΔS). Valorile negative ale ΔG și ΔS necesită o entalpie de adsorbție
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
studiate componentele materialelor lignocelulozice (David și Hon, 1995). Reziduurile agricole sunt materiale lignocelulozice care conțin trei componenți structurali principali: hemiceluloze, celuloză și lignină, precum și materiale extractibile. În general, cei trei componenți majori au mase moleculare mari, în timp ce compușii extractibili sunt molecule mici și se găsesc în cantități reduse. Studiile arată că adsorbția coloranților pe cărbunele activ astfel obținut necesită timp relativ scurt și conduce la o îndepărtare cantitativă. Rezultatele experimentale indică eficiența ridicată a acestui adsorbent în îndepărtarea coloranților din apele
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
coloranților din soluții apoase necesită diferite tipuri de cărbune activ, caracterizate prin capacități mari de adsorbție, dar și volum semnificativ al porilor și o arie a suprafeței specifice la care să contribuie în special mezopori, datorită dimensiunii relativ mari a moleculelor de colorant. Caracteristicile fizico-chimice ale cărbunelui activ depind de tipul de precursor utilizat și condițiile de activare. Carbonul activ se clasifică în funcție de mărime și formă în trei tipuri: pulbere, granulat și fibros, fiecare având aplicațiile sale specifice. Materialul precursor poate
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
legată de aria suprafeței specifice și volumul porilor. Aria suprafeței specifice a cărbunelui activ obținut din tulpină de bumbac este 794,84 m2 g-1 (Deng și al., 2009). Distribuția mărimii porilor determină fracțiunea din volumul total al porilor accesibilă pentru molecule cu formă și mărime date. Conform clasificării IUPAC a dimensiunii porilor, aceștia pot fi grupați în micropori (d < 2 nm), mezopori (d = 2-50 nm) și macropori (d > 50 nm). Distribuția mărimii porilor pentru diferite tipuri de cărbune activ neconvențional este
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
de alungire se datorează probabil încorporării heteroatomilor în matricea cărbunelui. 3.1.2. Mecanismul reținerii coloranților pe cărbune activ La adsorbția coloranților pe cărbune activ se presupune că au loc în paralel două mecanisme diferite: primul implică interacțiuni electrostatice între moleculele de colorant și grupele de suprafață ale cărbunelui activ, iar al doilea interacțiuni dispersive între moleculele de colorant și straturile superficiale ale cărbunelui activ (Pereira și al., 2003). În cazul coloranților cationici, interacțiunile electrostatice între moleculele de colorant și grupele
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
pe cărbune activ La adsorbția coloranților pe cărbune activ se presupune că au loc în paralel două mecanisme diferite: primul implică interacțiuni electrostatice între moleculele de colorant și grupele de suprafață ale cărbunelui activ, iar al doilea interacțiuni dispersive între moleculele de colorant și straturile superficiale ale cărbunelui activ (Pereira și al., 2003). În cazul coloranților cationici, interacțiunile electrostatice între moleculele de colorant și grupele superficiale ale cărbunelui pot juca un anumit rol, dar efectul dominant îl prezintă interacțiunea între electronii
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
implică interacțiuni electrostatice între moleculele de colorant și grupele de suprafață ale cărbunelui activ, iar al doilea interacțiuni dispersive între moleculele de colorant și straturile superficiale ale cărbunelui activ (Pereira și al., 2003). În cazul coloranților cationici, interacțiunile electrostatice între moleculele de colorant și grupele superficiale ale cărbunelui pot juca un anumit rol, dar efectul dominant îl prezintă interacțiunea între electronii π delocalizați ai suprafeței cărbunelui și electronii liberi ai moleculei de colorant (nucleele aromatice și legăturile -N=N- sau -N
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
și al., 2003). În cazul coloranților cationici, interacțiunile electrostatice între moleculele de colorant și grupele superficiale ale cărbunelui pot juca un anumit rol, dar efectul dominant îl prezintă interacțiunea între electronii π delocalizați ai suprafeței cărbunelui și electronii liberi ai moleculei de colorant (nucleele aromatice și legăturile -N=N- sau -N=C-C=C-). Ca urmare, un cărbune cu aciditatea mai mare va prezenta o capacitate de adsorbție mai redusă pentru un colorant bazic. Cărbunele activ conține de obicei grupe funcționale
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
de Rosa canina (Figura 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
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
din tulpină de bumbac, se observă că aceasta se conformează modelului Langmuir (Figura 3.7) (Deng și al., 2009). Validitatea acestui model sugerează că reținerea colorantului are loc datorită adsorbției în monostrat a solutului pe suprafața adsorbentului și adsorbția fiecărei molecule are energie egală de activare. Același comportament a fost observat și de Hameed și al. (2008). De asemenea, la aplicarea modelelor Langmuir, Temkin și Dubinin-Radushkevich s-a constatat că adsorbția Albastrului de metilen pe cărbune activ obținut din coajă de
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
puternic influențată de natura chimică a suprafeței. Caracterul acid sau bazic al cărbunelui activ influențează natura izotermelor de adsorbție a coloranților. Capacitatea de adsorbție depinde și de accesibilitatea colorantului la suprafața interioară a adsorbentului, condiționată în mare măsură de mărimea moleculelor de colorant. În general, cărbunele activ prezintă capacități de adsorbție diferite pentru diferiți coloranți, de exemplu în cazul unor coloranți bazici se atinge o adsorbție foarte bună pentru Albastrul de metilen, valori medii pentru Cristal Violet și adsorbție redusă pentru
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
în cazul unor coloranți bazici se atinge o adsorbție foarte bună pentru Albastrul de metilen, valori medii pentru Cristal Violet și adsorbție redusă pentru Rodamina B (Wang și Zhu, 2007). Această variație poate fi atribuită masei moleculare a colorantului. Pentru moleculele mai mari adsorbția poate avea loc doar la suprafață și este dificil pentru colorant să pătrundă în porii interiori mai mici ai cărbunelui. De asemenea, acest adsorbent prezintă capacitate diferită de adsorbție a aceluiași colorant în funcție de tipul de activare, de
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
pH mai mare, încărcarea negativă a suprafeței cărbunelui este mai accentuată și cationii din soluție sunt 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
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
3.8). Efectul pH-ului poate fi explicat în termeni de pHpzc, parametru care, pentru acest sorbent, are valoarea 5,92. 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
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
electrostatică între adsorbent și colorant și reacția chimică dintre aceștia. La pH 2 concentrația ionilor H+ în sistem crește și suprafața cărbunelui devine pozitivă prin adsorbția ionilor H+, ca urmare va exista o atracție electrostatică relativ puternică între aceasta și molecula de colorant anionic, conducând la adsorbția maximă a colorantului. Adsorbția slabă la pH alcalin se datorează prezenței ionilor OH-, care destabilizează coloranții anionici și intră în competiție cu anionii colorantului la nivelul situsurilor de adsorbție. În unele cazuri, s-a
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
este pozitivă. 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
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
principal din celuloză și lignină și conțin multe grupări hidroxil, provenite de la taninuri sau alți compuși fenolici. Toți acești componenți sunt compuși activi de schimb ionic. Lignina, al treilea component major al peretelui celular al lemnului este un material polimeric. Molecula de lignină este constituită dintr-un nucleu de fenilpropan. Vanilina și aldehida siringilică sunt alte două unități structurale de bază ale moleculei de lignină. Conținutul de lignină al lemnului de esență tare este de obicei în domeniul 18-25%, în timp ce pentru
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]