نمونه ۱: خاکشیر بدون ارتقا یافته با اسید
نمونه ۲: خاکشیر ارتقا یافته با اسید
نمونه ۳: جاذب بعد از جذب رنگ بریلیانت‌گرین
همانطور که در شکل‌های ۴-۳٫ تا ۴-۱۰ دیده میشود با اسیدی‌کردن جاذب، بار منفی بر روی جاذب‌ایجاد شد و‌این امر موجب شد که رنگ کاتیونی به‌خوبی بر روی جاذب جذب شود و به‌این طریق سرعت جذب افزایش یابد. برای جاذب بدون ارتقاء‌، همانطور که در شکل ۴-۱۰٫ نشان داده شده‌، پیک‌هایی‌ایجاد شد که در‌این جا،‌این پیک‌ها مورد بررسی قرار می‌گیرند.

( اینجا فقط تکه ای از متن فایل پایان نامه درج شده است. برای خرید متن کامل پایان نامه با فرمت ورد می توانید به سایت feko.ir مراجعه نمایید و کلمه کلیدی مورد نظرتان را جستجو نمایید. )

پیک مربوط به cm-1716 نشان دهنده‌ی گروه C-H[82] میباشد که به حلقه بنزن متصل است. پیک‌های cm-11063.3 مربوط به لرزش پیوند دوگانه کربن-کربن موجود در حلقه‌ی آروماتیک است C=C[83] که به طور دقیق‌تر مربوط به ۲-متوکسی ۲-فنیل اتانول می‌باشد[۸۴]،cm-1 ۱۲۵۶ مربوط به پیوند C-H داخلی[۸۵] ویا ترکیبات سیلیس است و cm-1 ۱۶۴۹٫۶ مربوط به گروه آب جذب شده است، cm-1 ۱۷۴۹٫۹ مربوط به پیوند کربن اکسیژن در گروه کربونیل می‌باشد C=O[86] [۸۵]، البته باید توجه داشت که در محدوده ۳۳۰۰ تا ۳۴۰۰ نیز‌این گروه پیک تولید می‌کند ولی به حدی ضعیف است که قابل تشخیص نیست، cm-1 ۲۹۳۷٫۸ مربوط به گروه ۴کربنی[۸۷] می‌باشد که با‌هالوژن‌های کلر یا برم پیوند برقرار کرده اند[۸۸]، ۱ cm–3431.5 مربوط به پیوند O-H آب جذب شده بر روی جاذب است[۸۹]‌، cm-1 ۳۸۶۳٫۵ مربوط به پیوند C-H خارجی[۹۰]، میباشد.
شکل ۴- ۲۱٫ طیف FTIRشکل دوم جاذب بدون ارتقاء با اسید
cm-1 ۶۱۶ مربوط به وجود هیدروکسید منیزیم و آلومینیم می‌باشد که احتمالاً به دلیل وجود کارخانه‌های گچ سمنان، به صورت ذرات ریز در نمونه حضور پیدا کرده است، (یک علت دیگر شاید به وجود هیدروکسید منیزیم و آلومینیم در اسید کلریدریک تهیه شده از شرکت کلران باشد که در شهرک صنعتی سمنان واقع است.) cm-1 ۱۰۷۱ مربوط به پیوند C-O در ساختار پلی ساکارید می‌باشد[۹۱]، cm-11510 مربوط به پیوند C-C در حلقه‌ی آروماتیک است[۹۲]، cm-11649 مربوط به گروه آب جذب شده است، cm-11749 مربوط به پیوند کربن اکسیژن در گروه کربونیل می‌باشد، cm-1 ۲۱۵۱ مربوط به پیوند کربونیل که بر روی هیدروکسیل جذب شده است[۸۶]، cm-12907 مربوط به پیوند C-H گروه دی متیل سلسیل است[۹۳]، cm-1 ۳۴۰۸٫۴ مربوط به پیوند کلر در CHCl3 می‌باشد که در اثر خواباندن جاذب در اسید کلریدریک بوجود آمده است[۹۴][۸۷]، cm-13770 مربوط به پیوند هیدروکسیل در ساختار AlOH و یا پیوند اکسیژن-هیدروژن مربوط به رطوبت می‌باشد.
شکل ۴- ۲۲٫ طیف FTIR جاذب بعد از خواباندن در اسید کلریدریک ۱مولار
cm-1 ۶۸۵٫۴ مربوط به پیوند C-H خارجی[۹۵]، cm-1 ۱۰۷۱ مربوط به پیوند C-O در ساختار پلی ساکارید می‌باشد [۹۶]، cm–1395 مربوط به پیوند O-H[97]، cm-11649 مربوط به مربوط به گروه آب جذب شده است [۹۸]، cm-11734 مربوط به پیوند کربن اکسیژن در گروه کربونیل می‌باشد [۸۸]، cm-12367 مربوط به پیوند C≡N[99]‌، cm-12930 مربوط به پیوند C-H خارجی، cm-1 ۳۴۳۹ مربوط به پیوند O-H خارجی، cm-13770 مربوط هیدروکسیل در ساختار AlOH و یا پیوند اکسیژن-هیدروژن مربوط به رطوبت می‌باشند.
شکل ۴- ۲۳٫ طیف FTIR جاذب ارتقاء داده شده بعد از جذب رنگ
بعد از حذف، به دلیل قدرت جذب بالای جاذب، زمانی که به محلول پالاییده شده نگاه می‌شد، رنگ جذب شده به راحتی بر روی جاذب دیده می‌شد، شکل ۴-۲۴ نشان دهنده‌ی آلودگی رنگی جذب شده بر روی جاذب است.
شکل ۴- ۲۴٫ تصویر جاذب بعد از جذب آلودگی رنگی از محیط آبی

تخمین پارامتر‌های ترمودینامیکی
مدل سنتیک شبه درجه اول
مدل سنتیک شبه درجه‌ی اول برای فرایند جذب سطحی بررسی شد. شکل ۴-۲۵٫ از روی داده‌های جذب رنگ توسط دو شکل از جاذب بدست آمد، برای رسم شکل ۴-۲۵٫ مقادیر زمانی (t) برحسب log(qe-qt) انتخاب و رسم گردیدند و از روی شیب نموداری که برای داده‌ها برازش شد و با بهره گرفتن از معادله‌ی ۳-۴٫ مقادیر مربوط به qe بدست آمد که در مقایسه با مقادیر بدست آمده از آزمایشات تفاوت فاحشی وجود داشت. بنابراین با توجه به‌این اختلاف،‌این مدل از سنتیک، سرعت جذب رنگ بریلیانت‌گرین را خوب توصیف نکرد‌، به همین دلیل‌این مدل انتخاب نمی‌شود.
شکل ۴- ۲۵٫ برازش داده‌ها برای مدل سنتیکی شبه درجه اول.

مدل سنتیک شبه درجه دوم
مدل سنتیک شبه درجه دو نیز برای داده‌های آزمایش بررسی گردید. شکل ۴-۲۶٫ برای داده‌های جذب رنگ توسط دو شکل از جاذب بدست آمد و برای رسم شکل ۴-۲۶٫ مقادیر زمانی (t) برحسب t/qt رسم گردیدند و از روی شیب نمودار برازش شده و با توجه به معادله‌ی ۳-۴٫ مقادیر مربوط به qe بدست آمد که در مقایسه با مقادیر بدست آمده از آزمایشات تطابق خوبی نشان داد. بنابراین با توجه به نتایج،‌این مدل از سنتیک، سرعت جذب رنگ بریلیانت‌گرین را خوب توصیف کرد‌، به همین دلیل‌این مدل انتخاب شد. با توجه به‌این مدل، پارامتر h نشان دهنده‌ی نرخ جذب در لحظات اولیه است که برای شکل نانوژل جاذب فوق العاده بالا و در حدود ۱۰هزار میلی‌گرم به ازای هر گرم جاذب در هر دقیقه بود(mg/(g.min)10000)‌این مقدار در مقابل نرخ جذب شکل دوم جاذب که در ابعاد میکرو به کار رفت، در حدود ۱۴۲۸٫۲۵ میلی‌گرم به ازای هر گرم جاذب در هر دقیقه بود(mg/(g.min) 1428.25) به عبارت دیگر نانوژل شدن جاذب باعث افزایش ۷برابری نرخ جذب در لحظات اولیه‌ی فرایند جذب می‌شود که‌این پدیده تأثیر زیادی در انتخاب‌این شکل از جاذب، از نظر ابعاد و شکل خواهد داشت. به دلیل‌اینکه نفوذ درون ذره حذف شده است،‌این حالت از توصیف سنتیک واکنش، برای نانوژل خوب نتیجه داد.
شکل ۴- ۲۶٫ برازش داده‌ها برای مدل سنتیک مدل شبه درجه دوم.

مدل نفوذ درون ذره‌ای
این مدل که شرح آن در فصل گذشته به همراه روابط آورده شده است، یکی از مدل‌های نزدیک به واقعیت می‌باشد. در‌این مدل که توسط وبر و موریس در سال ۱۹۶۳ میلادی ارائه شده، برای توصیف جذب از دومرحله استفاده شده است که مرحله‌ی اول سریع‌تر اتفاق می‌افتد،‌این امر در شکل ۴-۲۶٫ به‌خوبی نشان داده شده است، همان طور که از شکل استنباط می‌شود، برای لحظات اولیه‌ی جذب، سرعت بالایی از فرایند وجود دارد، و پس از آن سرعت در مرحله‌ی دوم کاهش می‌یابد، و بدین صورت جذب در دومرحله اتفاق می‌افتد. قسمتی که شیب تندی دارد مربوط به جذب سایت‌های فعالی از خاکشیر است که در سطح آن واقع شده‌اند و قسمتی که شیب کندی دارد مربوط به سایت‌های درونی جاذب می‌باشند که هنوز ماده‌ی آلاینده به آنجا نرسیده است. در مورد نانوژل قسمت اول بسیار تند اتفاق افتاده و سپس فرایند جذب، همان گونه که نمودار نشان می‌دهد، شیب تقریبا افقی را طی کرد، به عبارت دیگر تقریباً مقاومتی بعد از رسیدن آلاینده به سطح جاذب وجود نداشته است.
شکل ۴- ۲۷٫ برازش مدل درون ذره ای به عنوان سنتیک جذب دو شکل از جاذب

مدل بنگهام
این مدل که شرح آن در فصل سوم به همراه روابط آورده شده است، یکی از مدل‌های کاربردی در فرایند جذب می‌باشد که به صورت معادله ۴-۲۱٫ می‌باشد:
(۴- ۱۶
که در آن V حجم محلول است که برحسب میلی لیتر می‌باشد و α(که کوچکتر از ۱ می‌باشد) و k0 ثابت می‌باشند. همان طور که از شکل ۴-۲۷٫ مشاهده می‌شود، دو بار لگاریتم‌گیری از داخل پرانتز‌، و رسم خط مربوطه، داده‌ها را برازش نکرد، می‌توان نتیجه گرفت که نفوذ جذب‌شونده به داخل حفرات، به‌تنهایی مرحله‌ی کنترل کننده نمی‌باشد. شاید نفوذ از حفرات و نفوذ از فیلم برای‌این چنین فرآیندهایی غیر قابل چشم پوشی بوده‌اند که‌این چنین نتیجه ای حاصل شده است.
شکل ۴- ۲۸٫ برازش داده‌های آزمایش برای مدل سنتیک بنگهام
شکل ۴-۲۷٫ نشان داد برازش مدل بنگهام برای داده‌ها میسر نیست، به عبارت دیگر جذب با بهره گرفتن از مقاومت درون ذره ای و نفوذ به حفرات کنترل کننده‌ی جذب نیست، پس می‌توان گفت که برای حذف رنگ‌این مدل از انتخاب حذف می‌شود. جدول ۴-۲٫ نتایج بدست آمده از تمام روش‌ها را نشان می‌دهد.
جدول ۴- ۲٫ مدل‌های سنتیکی فرایند جذب

مدل سنتیک شبه درجه اول

شکل جاذب

C0(mg/l)

qe,exp(mg/g)

qe,calc (mg/g)

kf(1/min)

موضوعات: بدون موضوع  لینک ثابت


فرم در حال بارگذاری ...