和评论:化学》杂志上的雷竞技苹果下载研究表明
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1研究学者、圣安的程度对于女性来说,Mehdipatnam,海德拉巴,Telangana、印度
2无机和分析化学印度安得拉邦大学维萨卡帕特南。
3无机和分析化学印度安得拉邦大学维萨卡帕特南
收到日期:23/04/2021;接受日期:21/07/2021;发表日期:30/07/2021
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由于其高效、低成本的活动,碳酸钙,粉笔粉末成分被认为是最强的吸附剂之一治疗地下水,无机金属。基于钙含量、表面积和形态、白垩粉用于实现潜在的砷吸附率高。吸附过程也得益于白垩粉的孔隙度和化学成分。在不同的设置,砷吸附的速率被发现是直接接触时间等参数成正比,吸附剂用量,在不同的温度、浓度和博士最好的弗伦德里希吸附等温式统治平衡吸附相关系数(0.999)。雷竞技网页版
在不同浓度,平衡吸附可能是证明了伪第二动能秩序。负的吉布斯能量,焓和熵表示吸附机制是本能和吸热,与没有随机性solute-liquid接口。分离因子RL被发现在0 < R < 1,表明砷吸附到白垩粉很好。上面的结果导致了决定使用粉笔粉作为一种低成本吸附剂去除砷从水溶液中。
砷吸附,弗伦德里希等温线,吉布斯能量,焓,熵,碳酸钙(白垩粉)。
研究的基础上,考虑吸附剂的独特性。吸附势、表面积、孔隙度、关键功能类,成本和为每个吸附剂解吸可能性都是不同的。砷吸附测试、白垩粉被认为是最强大的吸附剂。碳酸钙,少量的淤泥和粘土,白垩粉。多孔碳酸钙是最多才多艺的材料,应用在各种行业。根据研究发现,只有少数参考使用粉笔粉去除重金属。白垩粉含有粘土矿物的吸附能力被发现增加(1]。与CaCO3研究中,白垩粉导致了吸附能力(2- - - - - -4]。因为它更大的内部空间结构,Ca2 +砷离子取代了金属离子吸附的结果在一个更大的空间,导致高砷去除效率[5]。
砷主要是存在于地下水浓度高达10 ppb(磅),在那里存在waterinsoluble砷离子或砷分子。在孟加拉国的某些地区,地下水浓度可能超过100个十亿分之几。根据先前的研究,海德拉巴地下水含有10 - 150μg / L的砷,这可以被水净化方法如吸附、混凝、离子交换和膜过滤。一样(V)更容易地带比(III),它可以pre-oxidized (V)为了方便。吸附法是用在这项研究中移除(3)通过使用粉笔粉末。
一。开发去除砷地下水的控制技术。
b。评估吸附剂吸附的潜能和力量和调整吸附剂以提高其功效。
c。开发一种低成本、环境可持续使用低成本的材料水除砷的方法。
吸附剂的选择方法和材料
白垩粉的物理性质规则吸附阶段,这是由于分解方面,物理吸附在碳酸钙加热到900摄氏度。白垩粉取得最好的消除砷地下水和证实89%的消除砷筛查分析由于多孔表面形态和结构的碳酸钙的结晶结构和包含其他离子,如硅、铁和其他小颗粒及其反应性。白垩粉被选中作为吸附剂对砷的去除水溶液中基于这些考虑。
砷和白垩粉接触时间的功能雷竞技网页版
有效的吸附法去除金属为了获得饮用水对我们的生存是由于接触时间。雷竞技网页版使用1.0 g白垩粉和50μg / L砷浓度、接触时间对砷吸附的影响是研究使用接触乘以10,20、30、40、50分钟。雷竞技网页版缓慢平衡方法是观察在初步阶段。此外,最大的除砷约为20分钟(最佳联系时间),这是由于吸附剂的属性可能会影响达到平衡所需的时间。雷竞技网页版
砷离子的多功能性很好由于低浓度的稀释溶剂,推动了整个地区的媒体根据Debye-Huckel理论,如所示图1。铬吸附到白垩粉(6)取得了类似的结果。砷酸钙沉淀(Ca3(麻生太郎4)2)是砷和白垩粉接触时形成了很长一段时间。雷竞技网页版因为这降水不稳定,除砷率下降随着吸附时间的增加(2013)。
图1:角色之间的接触时雷竞技网页版间砷和白垩粉。
在砷吸附剂量的重要性
最优用量直接影响吸附吸附物的数量。图2显示2通用的吸附剂去除89%的砷的最佳联系时间20分钟后环境温度从25°C到27°C。雷竞技网页版额外的剂量。,more than 2 gm provides a greater surface with more binding sites for the metal ion but the adsorption process rate has slowed down to the overlapping of active sites at higher dosages. Since there is no increase after 2 gm due to the conglomeration of exchanger particles, 2 gm was chosen as the optimal dose for further research. The same results were observed during aniline adsorption on graphene oxide [7]。
图2:在砷吸附剂量的重要性。
白垩粉驱逐砷在不同浓度的能力
图3描绘了砷的去除能力(3)与不同初始浓度的砷含钙吸附剂(白垩粉)。图3表明吸附剂有最好的砷去除潜在的42.6浓度砷去除μg / L为90%。由于co-anions不与吸附机制,除砷的程度是在较高的浓度更高。
图3:在不同浓度砷去除能力。
粒子大小、孔隙度、形状和精确的吸附剂的表面积都扮演一个角色在砷吸附粉笔粉末。砷酸的形成不溶性钙盐引发的这一过程,其中包括砷酸离子和钙离子8]。由于砷酸钙的障碍,随着砷浓度的升高吸附的速率减少。
P的影响H对砷的去除
砷的吸附能力是受pH值参数,这是依赖于吸附剂表面的表面电荷和电离率(9]。所示的单位吸附剂图4去除砷的能力加强,pH值2.0至11.0。在低pH值、砷离子与H+绑定粉笔粒子表面离子,而在高pH值,带负电荷的吸附剂表面为金属离子可以绑定(10]因此,最佳pH值从9.8到11.0不等。此外,降水的Ca3(麻生太郎4)2可以阻碍吸附过程,放缓下来。去除铬(III)和镍(II)使用碳酸钙涂层细菌从制革厂废水发展前景(11产生相同的结果。
图4:p的影响H砷消除
砷吸附在不同的温度
图5观察显示,72% - 95%的除砷效率40°C和60°C之间温度和初始砷浓度的14μgμg 28.6和42.6μg使用定义参数的20分钟的接触时间,2通用剂量和11.0博士根据当前研究,浓度的吸附能力先进高温14μg / L和42.6μg / L和吸附率亦然浓度为28.6μg / L,注意的是,吸附现象是不依赖于温度的,这意味着这个过程可以在室温下操作雷竞技网页版12即。,with no additional energy.
图5:砷吸附的速率在不同的温度。
低吸附势在28.6μg / L浓度可以归因于CaCO3超饱和温度升高时,这可能导致鳞片表面形成降水的结果(13]。这可以减少吸附效率通过抑制砷吸收。然而,扩展可能发生由于过度散装溶解度,这并不总是与温度有关。吸附过程是吸热的。
吸附等温线的解释及其平衡到吸附剂一直是许多研究的主题(14,15]。线性回归的审查(16定义被吸附物的分布,吸附等温线的分析模型和假设。因此,线性等温线模型已经大量使用。
的朗缪尔吸附等温式
朗缪尔吸附等温式模型计算不同吸附剂的吸附能力的工具(17)和想象单层吸附在吸附剂表面。广泛的表面积和孔隙的大小是由吸附剂的孔隙度。这个模型解释表面覆盖的平衡吸附和解吸的相对量:吸附分数成正比的吸附剂表面和解吸吸附剂表面覆盖的数量成正比18]。朗缪尔线性方程(19是用于我们的调查来实现这些原则。
图6显示了朗缪尔吸附等温式无法确定吸附的维度,以及孔隙率和表面积的大小。(负斜率值)和拦截中描述的情节表1测量轴使用出现的行。砷浓度较低比弗和Temkin等温线,相关系数(R2)从0.394到0.739不等。因此,朗缪尔吸附等温式模型不匹配砷吸附到粉笔的力量。
| 美国没有 | 参数 | 结果 |
|---|---|---|
| 1。 | 表面积 | 10.5厘米2 |
| 2。 | 颗粒大小 | 236年µm |
| 3所示。 | 粒子密度 | 0.27 |
| 4所示。 | 水分含量 | 11% |
| 5。 | 孔隙度与孔隙比 | 59 |
| 6。 | 表观密度 | 0.25 |
| 7所示。 | 真正的密度 | 0.78 |
表1。物理性质粉笔粉末。
图6:朗缪尔吸附等温式的砷去除白垩粉。
弗伦德里希等温线的吸附
表面的异质性,活性中心的散射和精力都是定义的弗伦德里希等温线(20.]。结果,举行了异构表面吸附实验中使用这个等温线线性形式(21,22)产生最好的均衡结果,并有很强的相关系数(4]。图7显示了一个线性形状来源于量化宽松和Ce对数的阴谋。表2显示突出R2值高于朗缪尔和Temkin等温线,从0.971 - 0.999。很明显,上级去除砷的白垩粉与弗伦德里希等温线在大多数情况下。从合成废水吸附去除铬为白垩粉(22产生相同的结果。
图7:弗伦德里希吸附等温式的情节。
Temkin吸附等温式
Temkin等温线假定吸附热量的减少了线性形式,像弗伦德里希方程所描述的23]。由于山梨酸酯/吸着剂的相互作用,所有的分子的吸附热层将减少线性(4,8]。根据图8线性协会略微可见对砷的吸附分析用粉笔粉当Temkin等温线模型假设是适度。自R2值(0.987 - -0.993)表2提供更好的相关系数,Temkin吸附等温式也可以描述砷吸附过程在白垩粉。
图8:问的情节e与Ce对砷的吸附研究。
| 美国没有 | 参数 | 朗缪尔吸附等温式 | ||||
|---|---|---|---|---|---|---|
| 温度°C | ||||||
| 0°C | 20°C | 40°C | 60°C | 80°C | ||
| 1。 | R2 | 0.394 | 0.968 | 0.999 | 0.976 | 0.739 |
| 屁股 | 0.567 | 0.113 | 0.007 | 0.099 | 0.341 | |
| Q0处 | -0.001 | -0.002 | -0.002 | -0.002 | -0.002 | |
| 提单 | 0.367 | 0.416 | 0.439 | 0.489 | 0.489 | |
| 弗伦德里希吸附等温式 | ||||||
| 2。 | R2 | 0.971 | 0.999 | 0.996 | 0.999 | 0.995 |
| 屁股 | 0.107 | 0.006 | 0.022 | 0.035 | 0.060 | |
| 日志kf | 0.835 | 0.841 | 0.715 | 0.846 | 0.906 | |
| l / n | -0.027 | -0.224 | -0.012 | -0.224 | -0.231 | |
| Temkin吸附等温式 | ||||||
| 3所示。 | R2 | 0.989 | 0.993 | 0.993 | 0.990 | 0.987 |
| 屁股 | 0.005 | 0.003 | 0.003 | 0.004 | 0.006 | |
| 在 | 0.294 | 0.327 | 0.352 | 0.377 | 0.401 | |
| 英国电信 | 0.327 | 0.430 | 0.440 | 0.541 | 0.642 | |
表2。吸附等温式常数及其值的统计比较。
吸附动力学分析是至关重要的在确定所需的速度和时间溶质吸附在吸附阶段,传质和化学反应。利用动力学模型,动态评价砷的吸附进行了分析在不同的时间间隔。
符合一级动力学
Lagergren所说的符合一级动力学模型的相对速度和空置的吸附网站。R2值列表(0.899)表3给吸附的速率和砷吸附,所需时间计算使用Lagergren方程的线性形式[10]。然而,在这个分析中,较低的R2数据显示,图9有弱相关和非线性结构。由于这些发现,表明砷吸附实验白垩粉不遵守伪一阶动力学。测试吸附铬(III)和镍(II)使用碳酸钙涂层细菌从制革厂废水发展前景(24)显示一个类似的印象。
| 美国没有 | 参数 | 砷 浓度 (10µg / L) |
砷 浓度 (20µg / L) |
砷 浓度 (30µg / L |
砷 浓度 (40µg / L) |
砷浓度 (50µg / L) |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 伪一级反应动力学模型 | ||||||
| 1。 | R2 | 0.899 | 0.931 | 0.875 | 0.750 | 0.839 |
| 屁股 | 0.014 | 0.007 | 0.019 | 0.057 | 0.028 | |
| K1 | 0.005 | 0.002 | 0.003 | 0.002 | 0.002 | |
| 伪二阶动力学模型 | ||||||
| 2。 | R2 | 0.950 | 0.950 | 0.954 | 0.951 | 0.807 |
| 屁股 | 0.004 | 0.004 | 0.004 | 0.046 | 0.038 | |
| K2 | 0.290 | 0.403 | 0.658 | 1.001 | 0.612 | |
| Elovich模型 | ||||||
| 3所示。 | R2 | 0.909 | 0.951 | 0.966 | 0.931 | 0.943 |
| 屁股 | 0.006 | 0.004 | 0.002 | 0.007 | 0.005 | |
| 一个 | -8.571 | -4.319 | -4.898 | -5.949 | -4.529 | |
| b | 18.66 | 10.23 | 10.03 | 10.96 | 9.816 | |
| Intraparticle扩散模型 | ||||||
| 4所示。 | R2 | 0.948 | 0.944 | 0.949 | 0.870 | 0.969 |
| 屁股 | 0.005 | 0.005 | 0.004 | 0.020 | 0.002 | |
| 孩子 | -1.548 | -0.772 | -0.873 | -1.036 | -0.066 | |
| 我 | 14.70 | 8.204 | 7.718 | 8.012 | 3.109 | |
表3。对砷的吸附动力学参数白垩粉。
图9:伪第一砷在白垩粉的动力学模型。
Pseudo-Second-Order动力学模型
pseudo-second动力学模型的好处是,K2可以用来衡量平衡吸附的潜力。吸附的速率是由吸附能力,而不是被吸附物浓度(25]。t / qt的情节和t)所示图10,产生一个线性情节。K2和R2值从这个图表计算使用pseudosecond -阶动力学模型所示表3提供最强的实验和理论结果之间的相关性。砷吸附的结果,效力上白垩粉pseudo-second-order动力学模型匹配很好。
图10:从伪二阶动力学砷吸附能力。
Elovich模型的实现
Zeldowitsch Elovich动力学模型预测的质量和表面扩散,以及吸附率之间的关系和溶质吸附的数量22]。所示表3吸附率(α)和解吸(β)斜率和截距确定使用正面和负面的价值,分别。
由于吸附的速率是间接的溶质吸附量成正比,图(图11)的qt对比ln (t)确定异构吸附剂表面的吸附是物理吸附。根据这一分析结果,R2值(0.909)表3并非线性相关。
图11:Elovich模型预测砷吸附。
Intra-Particle扩散模型
传质扩散(电影),表面扩散,孔隙扩散和吸附溶质在活跃的网站(15)四个机制内部粒子扩散。在这项研究中,我(边界层厚度)的拦截值降低,导致降低边界层的影响,导致非线性函数所示图12。相比其它模型表3相关有效的值较低(0.870),表明质量传递已经成为速率控制阶段。结果,砷吸附机制不受粒子内扩散模型(图13和14)。
图12:砷吸附的粒子内扩散模型。
图13:ln (q之间的关系e/ ce),问e砷吸附。
图14:ln (K之间的关系c)和1 / T根除的砷。
吉布斯能量的变化,标准自由焓和熵为每个使用范霍夫温度计算方程和平衡常数的阴谋。
表4显示了热力学测试的结果。的斜率和截距的情节ln qe / ce和量化宽松政策给ΔHo的值和ΔSo(0.258和-88.75)所示表5。在273 - 353 K的温度范围内,ΔGo测量和消极结果记录,推断吸附反应的可行性和自发的性质(6焓的积极价值表明一个吸热反应,而负值证实没有随机性在固溶体界面砷吸附。
| 美国没有 | 温度 | DG(焦每摩尔) | DS(焦每摩尔) | DH(焦每摩尔) |
|---|---|---|---|---|
| 1。 | 273年 | -17.02 | -88.75 | 0.258 |
| 2。 | 293年 | -21.68 | ||
| 3所示。 | 313年 | -19.25 | ||
| 4所示。 | 333年 | -23.80 | ||
| 5。 | 353年 | -28.46 |
表4。砷吸附的热力学参数白垩粉。
| 美国没有 | 温度(°C) | 砷的浓度(µg / L)和Rl值 | ||
|---|---|---|---|---|
| 10µg / L | 30µg / L | 50µg / L | ||
| 1。 | 0 | 0.1001 | 0.033 | 0.200 |
| 2。 | 20. | 0.1002 | 0.033 | 0.200 |
| 3所示。 | 40 | 0.1002 | 0.033 | 0.200 |
| 4所示。 | 60 | 0.1002 | 0.033 | 0.200 |
| 5。 | 80年 | 0.1002 | 0.033 | 0.200 |
表5所示。平衡参数Rl值在不同浓度和温度。
平衡的标准
测试砷吸附到白垩粉Rl在不同的温度下被报告为Rl< 1(0.1),这表明砷吸附是一个有利的过程。
金属砷的杰出的吸附能力是归因于白垩粉的物理和化学性质。除砷的百分比上白垩粉从它的解决方案是85%,确认是合格的吸附剂对砷吸附水的解决方案,根据调查的接触时间等参数,吸附剂剂量,pH值和初始金属离子浓度。雷竞技网页版分析砷吸附在白垩粉揭示了弗伦德里希吸附等温线及其有效的相关系数。动力学参数表明,当前的研究是一个很好的匹配pseudosecond动能秩序和热力学常数表明这个过程是吸热和随机,Rl值是有利的。由于这些发现,我们可以推断白垩粉可以在低成本起着重要的作用,对环境友好的技术,因为它有一个更高的吸附强度和潜力的除砷。
我感谢我的向导B.B.V.博士Sailaja,部门负责人安得拉邦大学无机和分析化学博士和我的co-guide d Sirisha大卫的激情、经验和细致的对细节的关注是灵感和保持我的工作正轨自从我第一次遇到这篇文章,不可能没有他们的帮助。我也感激圣安的程度在Mehdipatnam女子学院,海得拉巴,印度,让我完成我的实验室项目的学院的研究实验室。