96 matches
-
Adsorbția reprezintă în fizică fenomenul de reținere a moleculelor unei substanțe fluide (numite "adsorbat") pe suprafața unui corp lichid sau solid ("adsorbant"). Datorită grosimii sale mici, această suprafață (numită "strat superficial") poate fi considerată omogenă și având proprietăți specifice, diferite de cele ale fazelor separate. Adsorbția este în general exotermă, fiind influențată de natura
Adsorbție () [Corola-website/Science/318656_a_319985]
-
sistemelor reticulate macroporoase prezintă o mare importanț ă deoarece în anumite situații, acesta este criteriul după care li se stabilește destinația. Metodele de determinare a suprafețelor specifice, în general, se bazează pe principiul adsorbției unei substanțe (gaz sau vapori) numită adsorbat, pe suprafața solidului poros numit adsorbant. Adsorbția este fizică atunci când între adsorbant și adsorbat se stabilesc legături de tip Van der Waals. Pentru determinarea experimentală a izotermelor de adsorbție /16/ se folosesc mai multe metode: 1) metodele gravimetrice, determină cantitatea
(Co)polimeri reticulaţi obţinuti prin polimerizare în suspensie by Cristina Doina Vlad, Maria Valentina Dinu () [Corola-publishinghouse/Science/743_a_1451]
-
criteriul după care li se stabilește destinația. Metodele de determinare a suprafețelor specifice, în general, se bazează pe principiul adsorbției unei substanțe (gaz sau vapori) numită adsorbat, pe suprafața solidului poros numit adsorbant. Adsorbția este fizică atunci când între adsorbant și adsorbat se stabilesc legături de tip Van der Waals. Pentru determinarea experimentală a izotermelor de adsorbție /16/ se folosesc mai multe metode: 1) metodele gravimetrice, determină cantitatea de adsorbat folosind balanța (metoda Mc Bain); 2) metodele volumetrice, se bazează pe determinarea
(Co)polimeri reticulaţi obţinuti prin polimerizare în suspensie by Cristina Doina Vlad, Maria Valentina Dinu () [Corola-publishinghouse/Science/743_a_1451]
-
suprafața solidului poros numit adsorbant. Adsorbția este fizică atunci când între adsorbant și adsorbat se stabilesc legături de tip Van der Waals. Pentru determinarea experimentală a izotermelor de adsorbție /16/ se folosesc mai multe metode: 1) metodele gravimetrice, determină cantitatea de adsorbat folosind balanța (metoda Mc Bain); 2) metodele volumetrice, se bazează pe determinarea volumului de gaz adsorbit pe o anumită cantitate de substanță. Frecvent se urmărește adsorbția azotului la temperatura azotului lichid (77 K) /17-22/. 3) metodele cromatografice sunt, (spre deosebire de celelalte
(Co)polimeri reticulaţi obţinuti prin polimerizare în suspensie by Cristina Doina Vlad, Maria Valentina Dinu () [Corola-publishinghouse/Science/743_a_1451]
-
regenerării. Rezultatele obținute sunt extinse la studiul în condiții dinamice pe coloană. 2.2.1. Adsorbția în condiții statice 2.2.1.1. Protocol de adsorbție În general, procedeele statice constau în punerea în contact a adsorbentului cu soluția de adsorbat, sub agitare continuă, până la atingerea echilibrului. Pentru selectarea condițiilor optime de adsorbție ale unor coloranți, experimentele sunt conduse variind condițiile de lucru: pH, concentrația colorantului, temperatura. În cazul particular al utilizării microorganismelor viabile, după sterilizarea mediului și însămânțare, se asigură
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
condițiile diferite de mediu, dar și în prezența diferitelor substanțe utilizate la vopsire, soluții cu o compoziție complexă, care simulează condițiile reale existente în apele reziduale. Ulterior, datele obținute în experimentele de adsorbție pentru un domeniu larg de concentrații ale adsorbatului și doze de adsobent se prelucrează și se interpretează după cum se va prezenta în continuare în Capitolul 2.3. 2.2.1.3. Parametrii care caracterizează eficiența separării coloranților În general, unul dintre obiectivele separărilor constă în recuperarea cantitativă a
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
ridică probleme. Factorul de selectivitate Pentru un amestec binar, factorul de selectivitate α (numit uneori coeficient de separare) se exprimă prin raportul coeficienților de distribuție ai celor doi componenți: (2.9) Coeficientul de distribuție D este raportul dintre cantitatea de adsorbat reținută pe 1 g adsorbent și cantitatea de adsorbat rămasă în 1 mL soluție. Factorul de selectivitate trebuie să posede valori mai mari decât unitatea (când A este specia de interes). Separarea eficientă se caracterizează prin valori mari ale factorului
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
factorul de selectivitate α (numit uneori coeficient de separare) se exprimă prin raportul coeficienților de distribuție ai celor doi componenți: (2.9) Coeficientul de distribuție D este raportul dintre cantitatea de adsorbat reținută pe 1 g adsorbent și cantitatea de adsorbat rămasă în 1 mL soluție. Factorul de selectivitate trebuie să posede valori mai mari decât unitatea (când A este specia de interes). Separarea eficientă se caracterizează prin valori mari ale factorului de selectivitate. Este necesar ca: - produsul celor doi coeficienți
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
de interes, aflat într-o soluție diluată, se calculează factorul de îmbogățire (F.I.) a cărui valoare arată de câte ori a avut loc concentrarea. Pentru procedeul static, dacă adsorbentul a fost pus în contact cu un volum de soluție (Vi) care conține adsorbatul într-o concentrație mică, iar după reținere se desoarbe colorantul cu un volum redus (Vd) dintr-un reactiv adecvat, factorul de îmbogățire (F.I.) se calculează astfel: (2.11) Factorul de îmbogățire ca raport al concentrației adsorbatului în masa adsorbentului față de
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
soluție (Vi) care conține adsorbatul într-o concentrație mică, iar după reținere se desoarbe colorantul cu un volum redus (Vd) dintr-un reactiv adecvat, factorul de îmbogățire (F.I.) se calculează astfel: (2.11) Factorul de îmbogățire ca raport al concentrației adsorbatului în masa adsorbentului față de soluția inițială de colorant diluată poate adesea ajunge în practică la valori de 104 sau 105. 2.2.2. Adsorbția în condiții dinamice 2.2.2.1. Protocol de adsorbție În practică, când se urmărește aplicarea
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
de volumul de soluție trecut prin coloană. Poziția generală a unei astfel de curbe depinde de capacitatea coloanei, cu referire la concentrația soluției introduse și viteza de curgere. Pentru o valoare a vitezei de curgere redusă, timpul de contact între adsorbat și adsorbent este mai lung și în consecință, interacțiunea dintre cei doi participanți la procesul de adsorbție este, de asemenea, mai mare. Se constată în acest caz o adsorbție foarte intensă, față de cazul contrar al vitezelor mari de circulare a
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
teoretice au fost extinse pentru explicarea mecanismelor mult mai complicate care stau la baza adsorbției cu adsorbenți neconvenționali, a biosorbției cu microorganisme, aceasta din urmă fiind uneori urmată și de biodegradarea coloranților. Caracterizarea sistemelor de adsorbție utilizate pentru îndepărtarea unor adsorbați se bazează pe datele de echilibru, în mod obișnuit cunoscute ca izoterme de adsorbție. Modelele frecvent întâlnite în literatură, cu doi parametri care descriu echilibrul neliniar între adsorbatul reținut pe particulele de adsorbent (qe) și adsorbatul rămas în soluție la
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
și de biodegradarea coloranților. Caracterizarea sistemelor de adsorbție utilizate pentru îndepărtarea unor adsorbați se bazează pe datele de echilibru, în mod obișnuit cunoscute ca izoterme de adsorbție. Modelele frecvent întâlnite în literatură, cu doi parametri care descriu echilibrul neliniar între adsorbatul reținut pe particulele de adsorbent (qe) și adsorbatul rămas în soluție la echilibru (Ce), la temperatură constantă sunt prezentate în Tabelul 2.2. Discutarea aspectelor legate de modelarea adsorbției, desfășurate în condiții statice sau dinamice, s-a realizat considerând o
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
utilizate pentru îndepărtarea unor adsorbați se bazează pe datele de echilibru, în mod obișnuit cunoscute ca izoterme de adsorbție. Modelele frecvent întâlnite în literatură, cu doi parametri care descriu echilibrul neliniar între adsorbatul reținut pe particulele de adsorbent (qe) și adsorbatul rămas în soluție la echilibru (Ce), la temperatură constantă sunt prezentate în Tabelul 2.2. Discutarea aspectelor legate de modelarea adsorbției, desfășurate în condiții statice sau dinamice, s-a realizat considerând o serie de materiale de sinteză (Aksu, 2005, Hamdaoui
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
Freundlich, și anume KF indică capacitatea de adsorbție relativă a adsorbentului (mg1-(1/n)L1/ng-1), iar n indică intensitatea adsorbției. Se observă că ecuația Freundlich este o ecuație exponențială și presupune că are loc o creștere a cantității de adsorbat reținută pe suprafața adsorbentului, pe măsură ce concentrația inițială a adsorbatului în soluție crește. Forma liniară a izotermei Freundlich este prezentată în Tabelul 2.2. Pentru a determina capacitatea maximă de adsorbție, este necesar a se opera cu o concentrație inițială constantă
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
a adsorbentului (mg1-(1/n)L1/ng-1), iar n indică intensitatea adsorbției. Se observă că ecuația Freundlich este o ecuație exponențială și presupune că are loc o creștere a cantității de adsorbat reținută pe suprafața adsorbentului, pe măsură ce concentrația inițială a adsorbatului în soluție crește. Forma liniară a izotermei Freundlich este prezentată în Tabelul 2.2. Pentru a determina capacitatea maximă de adsorbție, este necesar a se opera cu o concentrație inițială constantă C0 și mase variabile de adsorbent. Astfel, lnqm este
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
a se opera cu o concentrație inițială constantă C0 și mase variabile de adsorbent. Astfel, lnqm este valoarea extrapolată a lui lnq pentru C=C0 și se calculează KF conform relației: (2.27) în care C0 este concentrația inițială a adsorbatului în soluție (mg L-1) și qm este capacitatea maximă de adsorbție (mg g-1). Modelul Freundlich s-a dovedit mult mai adecvat pentru un sorbent neconvențional, deoarece ține cont de situsurile diferite de legare existente pe suprafața acestuia, deci de
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
ceilalți șase parametri sunt coeficienții competitivi pentru cele două specii. 2.3.1.2. Modelul Langmuir a) Sistem monocomponent Izoterma teoretică de echilibru Langmuir este utilizată frecvent în studiile de adsorbție de către diverși cercetători. În 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
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
pentru cele două specii. 2.3.1.2. Modelul Langmuir a) Sistem monocomponent Izoterma teoretică de echilibru Langmuir este utilizată frecvent în studiile de adsorbție de către diverși cercetători. În 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
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
și b sunt constantele Langmuir care redau capacitatea maximă de adsorbție (capacitate monostrat), în mg L-1 și respectiv energia de legare a adsorbției (L mg-1), fiind dependente de caracteristicile sistemului și de timp, Ce este concentrația de echilibru a adsorbatului (mg L-1), qe este cantitatea de adsorbat reținută la echilibru (mg g-1), iar qm este qe pentru un monostrat complet (mg g-1). Parametrii Langmuir qm și b pot fi determinați prin 5 variante de liniarizare ale Ecuației (2.31
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
maximă de adsorbție (capacitate monostrat), în mg L-1 și respectiv energia de legare a adsorbției (L mg-1), fiind dependente de caracteristicile sistemului și de timp, Ce este concentrația de echilibru a adsorbatului (mg L-1), qe este cantitatea de adsorbat reținută la echilibru (mg g-1), iar qm este qe pentru un monostrat complet (mg g-1). Parametrii Langmuir qm și b pot fi determinați prin 5 variante de liniarizare ale Ecuației (2.31) prezentate în Tabelul 2.2. Pe baza acestora
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
de corecție Langmuir pentru componentul „i” care este estimat din datele de adsorbție competitive (Aksu, 2005). 2.3.1.3. Modelul BET Izoterma BET poate fi scrisă sub forma: (2.36) în care [A]s este concentrația de saturare a adsorbatului, q0 este numărul de moli de adsorbat în monostrat pe unitatea de masă a adsorbentului și b este o constantă raportată la energia interacției cu suprafața. Izoterma are o formă sigmoidală, iar punctul de inflexiune dovedește că s-a format
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
este estimat din datele de adsorbție competitive (Aksu, 2005). 2.3.1.3. Modelul BET Izoterma BET poate fi scrisă sub forma: (2.36) în care [A]s este concentrația de saturare a adsorbatului, q0 este numărul de moli de adsorbat în monostrat pe unitatea de masă a adsorbentului și b este o constantă raportată la energia interacției cu suprafața. Izoterma are o formă sigmoidală, iar punctul de inflexiune dovedește că s-a format un monostrat complet pe suprafața adsorbentului. Forma
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
de Dubinin și Radushkevich (Bulut și al., 2008). (2.42) în care ε (potențialul Polanyi) poate fi corelat cu concentrația de echilibru, după cum urmează: (2.43) Constanta B este o măsură a energiei libere ( E) a adsorbției pe molecula de adsorbat când este transferată pe suprafața solidului din soluție și poate fi calculată cu relația: (2.44) în care R este constanta gazelor (8,314 J mol-1 K-1) și T este temperatura absolută. Constantele Dubinin-Radushkevich pot fi calculate conform Ecuației (2
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]
-
2.3.1.11. Modelul Fritz-Schlunder Ecuațiile Langmuir și Freundlich au fost dezvoltate empiric de către Fritz și Schlunder, fiind exprimate prin ecuația: (2.54) în care qe este cantitatea adsorbită la echilibru (mg g-1), Ce este concentrația de echilibru a adsorbatului (mg L-1), A și B sunt parametrii Fritz-Schlunder, α și β sunt exponenții ecuației Fritz-Schlunder. 2.3.1.12. Modelul Radke-Prausnitz Modelul izotermei Radke-Prausnitz (1972) este dat sub forma: (2.55) în care qmRP este capacitatea maximă de adsorbție
Metode neconvenţionale de sorbţie a unor coloranţi by Viorica DULMAN, Simona Maria CUCU-MAN, Rodica MUREŞAN () [Corola-publishinghouse/Science/100974_a_102266]