Karboksimetil kitosan (CMCTS) [51, 52] kitosan ve su / izopropanol içeren süspansiyona sodyum hidroksit çözeltisinin 50 ° C’de 1 saat şişmesi ile hazırlandı. Daha sonra reaksiyon karışımına monokloroasetik asit damla damla ilave edildi ve 4 saat 50 ° C’de karıştırıldı.

Elde edilen süspansiyon süzüldü ve etanol ile yıkandı ve gece boyunca oda sıcaklığında vakumla kurutuldu. [A336] [OH], kitosan çözeltisine (mol oranı 1.1: 1) damla damla ilave edildi ve reaksiyon, 50 ° C’de 24 saat karıştırıldı. Reaksiyon karışımındaki çökelti süzüldü, bir aseton / su çözeltisi ile yıkandı ve Aliquat 336 işlevselleştirilmiş kitosan adsorbanını [A336] [CMCTS] vermek üzere dondurularak kurutuldu.

[A336] [CMCTS], Şekil 4.9’daki SEM görüntülerinde gösterilen kitosan parçacıklarına kıyasla kaba bir yapı sunar. Bu tür kaba yapının oluşumu, katyonlar ve anyonlar arasındaki etkileşimlerle ilişkilidir. Ayrıca, [A336] [CMCTS] ‘nin yüzey alanı, kitosanınkinden (1.72 m2 / g) daha büyük olan 2.43 m2 / g olarak ölçülmüştür. Bu nedenle, [A336] [CMCTS], çapraz bağlantı yoluyla hazırlanan kompozitlerden daha üstündür.

Metal İyon Ayırmanın Adsorpsiyon Mekanizması

Yukarıdaki adsorpsiyon materyallerinin adsorpsiyon kinetiği ve izoterm mekanizması araştırıldı ve yeni anyon değişim reçinesinin rejenerasyonu ve yeniden kullanılabilirliği bu bölümde tartışıldı.

 Metal İyonların Adsorpsiyon Kinetiği

Cr (VI) ‘nın adsorpsiyon kinetiği deneyleri, güçlü bazik anyon değişimi RCI ve R2SO4 kullanılarak gerçekleştirildi. Şekil 4.10’da gösterildiği gibi, Cr (VI) adsorpsiyonu, ilk 10 dakikada reaksiyon süresinin artmasıyla hızla artar ve ardından temas süresi ile yavaşça artar.

Yığın yönteminden elde edilen deneysel veriler uydurularak adsorpsiyon kinetik mekanizmasını araştırmak için sözde birinci derece ve sözde ikinci derece kinetik modeller kullanılmıştır. Lagergren sözde birinci derece modeli, Denklem olarak ifade edilir, qt ve qe sırasıyla t ve denge anında adsorbe edilen Cr (VI) miktarlarıdır. k1, sözde birinci dereceden adsorpsiyonun hız sabitidir. Eşitlik olarak yeniden düzenlenebilir.

Tablo 4.2 sözde birinci derece ve sözde ikinci derece modellere göre uydurulmuş sonuçları göstermektedir. Hem sözde birinci dereceden hem de sözde ikinci dereceden modellerin verilere iyi uyduğu ve yüksek regresyon değerleri verdiği görülebilir.

Bununla birlikte, sözde ikinci derece modelin regresyon değeri, sözde birinci dereceden modelinkinden biraz daha yüksekti. Sözde ikinci derece modelden hesaplanan qe, özellikle RC1 anyon değişim reçinesi için deneysel verilere çok iyi uyuyordu. Bu nedenle sözde ikinci derece model, Cr (VI) ‘nın RCl ve R2SO4 üzerindeki adsorpsiyon kinetiğini daha iyi tanımlayabilir.

Adsorpsiyon termodinamiği
Fiziksel adsorpsiyon örnekleri
Adsorpsiyon mekanizması
İyonik adsorpsiyon
Adsorpsiyon izotermleri
Adsorpsiyon mekanizmasını sınıflandırma

Metal İyonların Adsorpsiyon İzotermleri

Metal iyonunun reçinelerle adsorpsiyonu üzerindeki ilk metal iyon konsantrasyonunun etkisi, Langmuir ve Freundlich izoterm modelleri kullanılarak analiz edildi. Langmuir izotermi (Denklem 4.5), adsorpsiyon yüzeyinin tek tabakalı kapsamını ve bitişik adsorbe edilmiş moleküller arasında etkileşim olmadığını varsayar.

qe, reçine üzerine adsorbe edilen metal iyonlarının denge miktarıdır (mg / g), Ce, çözeltide kalan metal iyonlarının denge konsantrasyonudur (mg / L), qm, reçinenin maksimum yükleme kapasitesidir ve b, Langmuir’dir. adsorpsiyon enerjisi ile ilgili sabit (L / mg) vardır.

Freundlich denklemi (Denklem 4.6), heterojen yüzeylerde çok katmanlı adsorpsiyon ve adsorpsiyonu modellemek için türetilmiştir.

Langmuir ve Freundlich izoterm modellerinin sorpsiyon parametreleri Şekil 4.11’de gösterilmektedir. Metal iyonlarının alımının artan denge konsantrasyonu ile arttığını ve Cr (VI) adsorpsiyonu için çok hızlı bir şekilde doygunluğa ulaştığını ve Langmuir modelinin tüm konsantrasyon aralığında Freundlich verilerinden daha iyi korelasyona sahip olduğunu ortaya koymaktadır. Ancak Cr (III) adsorpsiyonu için Freundlich, Langmuir modelinden daha iyi bir uyum sağladı. Metal iyonlarının farklı anyon değiştiricilerdeki maksimum adsorpsiyon kapasitesi Tablo 4’te listelenmiştir.

Langmuir ve Freundlich izoterm modellerinin adsorpsiyon parametre değerleri, korelasyon katsayıları (R2) ile birlikte Tablo 4.3’te özetlenmiştir. Freundlich modeli, Cr (VI) ‘nın RCl, R2SO4, PCl, SBA-15 ve RCl tarafından As (V) adsorpsiyonu için Langmuir modelinden daha iyi korelasyona sahiptir. Freundlich izotermi, Re (VII) ‘nin R2SO4 ve Cr (VI)’ nın XAD-7 / Cyphos IL 104 reçinesi tarafından adsorpsiyonu için R2 değerleri ile tatmin edici bir uyum sağladı.

Sol-jel tipi reçine ile Cr (VI) ve Cr (III) adsorpsiyonunun denge verileri Şekil 4.11’de gösterilmektedir. Adsorbe edilen maksimum Cr (VI) miktarları, SG-2, SG-3 ve SG-5 için sırasıyla 19.31, 11.05 ve 15.29 mg / g idi. R 2 değerleri (0,990–0,992) Freundlich modelinden (0,852–0,897) daha yüksek olduğundan, Langmuir modelinin Cr (VI) adsorpsiyonu için tüm deneysel verilere iyi uyabileceği Tablo 4.3’ten (girişler 8-13) açıktır. 

Cr (VI) ‘nın SG-2, SG-3 ve SG-5 üzerindeki maksimum adsorpsiyon kapasiteleri sırasıyla 19.16, 12.21 ve 15.49 mg / g idi. Cr (III) ‘ün adsorpsiyonu için Freundlich, 0.991 ila 0.997 arasında değişen R2 değerleri ile tatmin edici bir uyum sağladı. Freundlich ayrıca bir dizi CnSG sol-jel sorbent ile La (III) ekstraksiyonu için Langmuir modelinden daha iyi bir uyum sağladı.

Reçine Rejenerasyonu ve Yeniden Kullanılabilirlik

Metal iyonu yüklü anyon değişim reçinesi genellikle NaCl, NaOH, HCl, NH3H2O, NH4Cl ve bunların farklı konsantrasyonlarda karışık solüsyonları ile rejenere edildi. Aliquat 336 işlevselleştirilmiş kenetleyici adsorban [A336] [CMCTS] [52], Y (III), Pb (II) ve Cd (II) ‘nin zenginleştirilmesi ve ayrılması için araştırılmıştır (Şekil 4.12). Kinetik ve izoterm parametreleri, zamana (dakika) karşı adsorbe edilen miktar (mg / g) olarak çizildi.

Adsorpsiyon, ilk 40 dakika boyunca hızlıdır ve daha sonra, 360 dakika sonra dengeye ulaşana kadar, yavaşça 60 dakikadan 240 dakikaya yükseltilir. [A336] [CMCTS] üzerindeki Pb (II), Y (III) ve Cd (II) ‘nin üç adsorpsiyonunun tümü, Tablo 4.5’te sunulduğu gibi 0,991–0,999 R 2 ile sözde ikinci derece denkleme daha iyi uymaktadır. 

Bu nedenle, adsorpsiyon reaksiyonu esas olarak sözde ikinci derece kinetik modeline göre ilerler. Kitosan bazlı adsorbanlar tarafından metal iyonu adsorpsiyonu için benzer sonuçlar gözlenir.

The post Metal İyonların Adsorpsiyon İzotermleri – Ayırma Teknolojisi – Katı Sıvı Ayırma Teknolojisi – Kimya Mühendisliği – Ayırma Teknolojisi Ödevleri – Kimya Mühendisliği Ödev Yaptırma – Kimya Ödev Yaptırma Ücretleri first appeared on Online (Parayla Ödev Yaptırma).

Laboratuvarımızda, çeşitli metal iyonlarının, örneğin RE (III), nadir metaller, ağır metaller, vb. Ayrılması için yüksek verimli özütleyiciler ve çevreye zarar vermeyen çözücüler olarak IL’ler kullanılmıştır. Birkaç tipik uygulama aşağıdaki gibi sunulmuştur.

Ekstraktant olarak saf iyonik sıvı [C8mim] [PF6], HNO3 ortamından Ce (IV) için iyi ekstrakte edilebilirliğe sahiptir ve çözünmez kompleks oluşturur. Ce (IV) ‘ün saf [C8mim] [PF6] tarafından benzersiz ekstraksiyon davranışı temel olarak [C8mim] n􏰱Ce (NO3) m’nin yeni IL oluşumundan kaynaklanıyordu.

Ekstraksiyon işlemi sırasında IL kaybını önlemek için, [C8mim] C ilk Ce (NO3) 4 solüsyonlarına eklenmiş ve / veya sıyırma ajanı olarak KPF6 solüsyonu kullanılmıştır. Artan [C8mim] C konsantrasyonu, IL fazında [C8mim] n􏰱Ce (NO3) m oluşumunu tetikleyebilir ve böylece Ce (IV) ‘ün IL’ye bölünmesini artırabilir.

İmidazolyum bazlı IL’ler, en yaygın olarak kullanılan IL çözücülerdir ve metal iyonlarının ayrılmasında uygulanır. Bununla birlikte, IL’nin hala bazı dezavantajları, özellikle iyon değişim mekanizmaları nedeniyle IL kaybı ve IL fazından metal iyonlarının geri kazanılmasındaki zorluklar vardır [18]. Bu sınırlamalar, en yaygın olarak kullanılan IL’lerden biri olan 1-alkil-3-metilimidazolyum heksaflorofosfat [Cnmim] [PF6] için özellikle ciddiydi.

Adsorpsiyon izotermi nedir
Adsorpsiyon Ders Notları
Langmuir izotermi soruları
Langmuir izotermi grafik
BET izotermi
Freundlich İzotermi soru
Fiziksel adsorpsiyon örnekleri
İzotermi nedir

Dört ortak IL kategorisinde, yani imidazolyum, pirolidinyum, amonyum ve fosfonyumda, amonyum tipi IL, en düşük maliyet ve en az toksisite için daha fazla dikkat çeker. Bir tür önemli bileşik olarak, kuaterner amonyum tuzları, bir asırdır faz transfer katalizörü, yüzey aktif madde ve bakterisit olarak yaygın şekilde kullanılmaktadır.

Sun [25], asit-baz nötrleştirme reaksiyonu ile farklı anyonlara sahip bir dizi yeni amonyum bazlı iki işlevli IL ekstraksiyonu (bif-ILE’ler) hazırladı ve bunları RE’lerin (III) ve metal iyonlarının seçici olarak ayrılması için kullandı (Şekil 4.1). Bu bif-ILE’ler üç adımda hazırlandı: anyon değişimi, hidroliz ve asit-baz nötrleştirme.

Bif-ILE’ler arasında [A366] [CA-12], [A336] [CA-100], [A336] [P204], [A336] [P507], [A336] [C272] ve [A336] [C302 bulunur ]. Bu tür bif-ILE’lerin, metal iyonlarının ayrılması için karşılık gelen öncülerden daha yüksek ekstraksiyon yeteneği sağlayan bir iç sinerjistik etki ve sterik etki sergilediği bulunmuştur.

[A336] [P204] ‘ün iki özütleyicinin basit bir karışımı olmadığı, interiyonik etkileşimlerle [A336] C’nin [P204] 􏰵 (P204’ün protondan arındırma anyonu) ile kombinasyonu olduğu bulundu. Bif-ILE’ler [A336] [P507], [A336] [P204] ve [A336] [C272], H2SO4 solüsyonunda [27] ve H2 SO4 / H3 PO4 sisteminde [28] Ce (IV) çıkarmak için yüksek seçiciliğe sahiptir. HNO3 sisteminde [A336] [P507] ekstraktant, atık floresan lambalardan RE’leri (Y, Eu, La, Ce ve Tb) geri kazanabilir.

[A336] [CA-12] ve [A336] [CA-100] gibi karboksilik asidi birleştiren amonyum tipi IL’ler, HNO3 ortamından RE’ler için önemli ekstraksiyon kabiliyetine sahiptir. [A336] [CA-12], La (III) ‘ü klorür ortamındaki diğer RE’lerden (III) ayırabilir ve H2SO4 solüsyonunda Co (II) veya Ni (II) [32] çıkarabilir.

Dörtlü fosfonyum katyonu ve fosfonik asit anyonu içeren Cyphos IL 104 de yeni özütleyici olarak araştırılmıştır. Cyphos IL 104 anyonunun protonlanmış formu, Cyanex 272, Co (II), Ni (II) ve RE (III) ‘ün iyi bilinen bir özütleyicisidir. Cyphos IL 104, seyreltici olarak biyodizel ile birlikte Y (III) ekstraksiyonunda incelendi, yüksek ekstrakte edilebilirlik ve seçicilik ve düşük asit ve baz tüketimi gösterdi.

IL’nin metal iyon sıvı-sıvı ekstraksiyonu uygulaması heyecan verici olsa da, endüstriyel ölçekte büyük miktarda IL’nin potansiyel kullanımı hala bazı belirsiz faktörlere sahiptir. Ekonomik uygulama için IL’lerin araştırılmasında, IL’lerin düşük tüketim ve düşük maliyet avantajları ile çeşitli destekler (örneğin polimerler) üzerinde hareketsizleştirilmesiyle yeni bir tür IL işlevsel adsorpsiyon malzemesi hazırlanmıştır. Bu bölümde, yakın zamanda metal iyonlarının ayrılması ve geri kazanılmasında IL fonksiyonel adsorpsiyon malzemesinin uygulamalarını özetleyeceğiz.

IL Hareketsizleştirilmiş Adsorbanların Hazırlanması ve Karakterizasyonu

Çeşitli IL türleri, fiziksel ve kimyasal tekniklerle farklı destek malzemeleri üzerinde hareketsiz hale getirilebilir. Hareketsizleştirme için kullanılan katı destek malzemeleri arasında polimer reçine, silika jel, polimer membranlar, Al2O3  ve aktif karbon [38] gibi inorganik gözenekli malzemeler ve polimerler bulunur.

 Polimer Destekli Kuvvetli Bazlı Anyon Değiştirmeli Reçinenin Hazırlanması ve Karakterizasyonu

Merrifield reçinesi, jel tipi ve makro gözenekli tip içeren bir tür polimer bazlı klorometile stiren divinilbenzen reçinesidir. Zhu vd. N-metilimidazolyumun Cl􏰵 formunda (RCl), SO4 2􏰵 formunda (R2S04) kovalent bağlarla jel tipi reçineye ankrajlanarak bir dizi N-alkilimidazolyum ile işlevselleştirilmiş güçlü bazik anyon değişim reçinelerini (AIM-AER) sentezledi, NO3 􏰵 formu (RNO3) [39] ve PF6􏰵 formu (RPF6). Hazırlık rotası Şekil 4.2’de gösterilmektedir.

Merrifield reçine numunesi dimetilformamid (DMF) içerisinde N-metilimidazol ile 80 ° C’de 36 saat reaksiyona sokuldu. Reçine daha sonra süzüldü ve 65 ° C’de 24 saat etanol ile yıkandı ve diğer formlara (R2SO4, RNO3 veya RPF6) Na2SO4, NaNO3 veya HPF6 çözeltisi ile reaksiyona girerek yapılır.

N-alkilimidazolyum ile birleştirilmiş makro gözenekli tipte kopolimer güçlü bazik anyon değişim reçineleri benzer bir strateji ile sentezlendi. N-metilimidazol-immobilize reçine PCl ve N-butilimidazol-immobilize reçine MCl olarak adlandırıldı. Özellikleri Tablo 4.1’de ayrıntılı olarak özetlenmiştir.

The post IL Hareketsizleştirilmiş Adsorbanların Hazırlanması ve Karakterizasyonu – Ayırma Teknolojisi – Katı Sıvı Ayırma Teknolojisi – Kimya Mühendisliği – Ayırma Teknolojisi Ödevleri – Kimya Mühendisliği Ödev Yaptırma – Kimya Ödev Yaptırma Ücretleri first appeared on Online (Parayla Ödev Yaptırma).