Для понимания вклада этапов (т е., внутричастицевая диффузия или диффузия через пленку), участвующих в процессе адсорбции, были использованы внутричастицевая диффузия и модель Бойда
жүктеу/скачать 15,61 Kb.
|
Обсуждения таблички с константами
- Бұл бет үшін навигация:
- 4.2.5 Изотермы адсорбции
- Лэнгмюра, Френдлиха и Темкина
|
4.2.4 Кинетика адсорбции Для определения времени достижения равновесия для целевых редкоземельных элементов (REE), необходимого для достижения максимальной адсорбции, было исследовано влияние времени контакта на CL-Zn/Al LDH, CLN/SiO2, GA-g-PAM/SiO2, GA5MA и Zr@XG-ZA (работы IeV). На рисунке 7.15 показано влияние времени контакта на бионанокомпозиты для адсорбции REE. Быстрый рост удаления REE был замечен, за которым последовало медленное достижение во всех случаях. Этот резкий рост, в свою очередь, был связан с доступностью активных участков в начале адсорбции REE на бионанокомпозитах. Как только внешние активные участки насыщались, REE начинали диффундировать внутрь пор, что занимало больше времени. Удаление REE на 99% было наблюдено за 10 минут для CL-Zn/Al LDH (Работа I). Адсорбция Sc на Zr@XG-ZA была быстрее (30 минут) из-за меньшего ионного радиуса, в то время как равновесие было достигнуто через 80 минут для Nd. Адсорбция REE достигла равновесия через 50, 60 и 90 минут для CLN/SiO2, GA-g-PAM/SiO2 и GA5MA (работы II, III и IV), соответственно. Кинетика адсорбции целевых редкоземельных элементов (REE) на CL-Zn/Al LDH, CLN/SiO2, GA-gPAM/SiO2, GA5MA и Zr@XG-ZA (работы IeV) также исследовалась с использованием кинетических моделей PS1 и PS2. Кинетические параметры для адсорбции REE на бионанокомпозитах приведены в Таблице 7.10. Более высокие значения коэффициента корреляции (R2) позволяют использовать модель PS2 для адсорбции REE на CL-Zn/Al LDH (Работа I). Для адсорбции на CLN/SiO2 модель PS2 дала лучшее соответствие экспериментальным данным для La и Eu, тогда как PS1 кажется более подходящей для Sc (Работа II). Точно так же, для GAg-PAM/SiO2 и Zr@XG-ZA, значения R2 и кинетических параметров указывали на то, что кинетические данные хорошо описывались моделью PS1 (Работы III и V). Близкие значения qe,exp и qe,cal указывают на преимущественное использование PS2 для адсорбции REE на GA5MA (Работа IV). Для понимания вклада этапов (т.е., внутричастицевая диффузия или диффузия через пленку), участвующих в процессе адсорбции, были использованы внутричастицевая диффузия и модель Бойда. Если кривая внутричастицевой диффузии не соответствует линейной зависимости от экспериментальных данных, процесс адсорбции контролируется внутричастицевой диффузией и диффузией через пленку [170], что затем было подтверждено моделью Бойда. Модель Бойда помогает различать внутричастицевую диффузию и диффузию через пленку. Диффузия через пленку является определяющим этапом скорости, если график Бойда не проходит через начало координат [167]. Во всех случаях было обнаружено, что диффузия через пленку является контролирующим этапом скорости (работы IeV). Более того, было замечено, что кривая внутричастицевой диффузии показала многолинейность, указывая на то, что диффузия происходит через три стадии, включая внешнюю пленку, макропоры и микропоры. Область макропорной диффузии была обнаружена только для адсорбции REE на CL-Zn/Al LDH (Работа I), для адсорбции Nd и Eu на GA5MA (Работа IV) и для адсорбции Nd на Zr@XG-ZA (Работа V). 4.2.5 Изотермы адсорбции Для исследования адсорбционного потенциала использованных бионанокомпозитов для целевых редкоземельных элементов (REE) исследовалась равновесная адсорбция как функция начальной концентрации REE (работы IeV). Адсорбция Y, La и Ce на CL-Zn/Al LDH была исследована с использованием изотермических моделей Лэнгмюра, Френдлиха и Темкина. Результаты в Таблице 7.11 показывают, что данные хорошо подходят под модель Лэнгмюра, указывая на адсорбцию монослоя. Порядок следования изотерм адсорбции был Темкин < Френдлих < Лэнгмюр (Работа I). Модели Лэнгмюра IeIV, Френдлиха и Темкина использовались в исследованиях адсорбции REE (Sc, La, Eu) на CLN/SiO2. Среди различных изотерм данных хорошо описывались моделью Лэнгмюра I с более высокими значениями R2. Напротив, для адсорбции Sc данные хорошо соответствовали изотерме Френдлиха (Работа II). Похожая тенденция также была замечена для адсорбции Sc на GA-gPAM/SiO2 и GA5MA (Работы III и IV). Кроме того, значения n, полученные для адсорбции Sc на CLN/SiO2, GA-g-PAM/SiO2 и GA5MA, указывали на гетерогенную поверхность (Работы II, III и IV). Данные равновесия для адсорбции Sc, Y, La, Ce, Nd и Eu на Zr@XG-ZA были подогнаны под изотермы Лэнгмюра и Френдлиха. Результаты из Таблицы 7.11 показывают, что значения коэффициента корреляции изотермы Френдлиха (0,98-0,99) были выше, чем изотермы Лэнгмюра (0,57-0,96) (Работа V). По сравнению со всеми использованными бионанокомпозитами, GA-g-PAM/SiO2 показал наименьшую емкость адсорбции для REE (Таблица 7.12, Работа II), тогда как GA5MA проявила наивысшую (Работа IV). Емкости адсорбции REE следовали порядку La < Eu < Ce < Nd < Y < Sc на GA5MA (Работа V) и Nd < Tm < Yb < Sc на Zr@XG-ZA (Работа V). Это можно объяснить тем, что меньшие ионные радиусы показывают лучшие адсорбирующие способности. Эти результаты согласуются с предыдущими исследованиями. Термодинамика Результаты термодинамических параметров, рассчитанных с использованием уравнений, перечисленных в разделе 2.5.3, приведены в Таблице 7.13. Наблюдалось увеличение адсорбции REE на бионанокомпозитах с повышением температуры. Спонтанность процесса адсорбции указывается полученными отрицательными или уменьшающимися значениями DGo (работы IeV). Более того, результаты в Таблице 7.13 показывают, что значения DHo положительны для всех случаев, указывая на эндотермический процесс адсорбции (работы IeV). Значения DHo < 50 кДж/моль предполагали химисорбционный процесс, и наоборот [103, 172, 173]. Физисорбционный процесс был рекомендован на основе значений DHo для адсорбции REE на GA-g-PAM/SiO2, и результаты согласуются с кинетическим исследованием (работа III). Следует отметить, что различное поведение Sc к CLN/SiO2 по сравнению с La и Eu (работа II) вероятно связано с лантанидным сжатием [174]. Положительные значения DSo в Таблице 7.13 представляют увеличение хаоса на границе твердо-жидкое тело (работы IeV). Начало формы жүктеу/скачать 15,61 Kb. Достарыңызбен бөлісу:
|