![【48812】江西理工《CEJ》:打破经典吸附模型限制!提出离子交流新的等温吸附式(附核算代码)](/ms/static/picture/1-1zf9153g60-l.jpg)
【48812】江西理工《CEJ》:打破经典吸附模型限制!提出离子交流新的等温吸附式(附核算代码)
离子交流是化工、冶金、环境等范畴的常用别离纯化技能。人们习惯用Langmuir和Freundlich模型来拟合等温吸附曲线,求算离子交流的热力学参数。但是,这两个经典模型开始用于研讨固体对气体的吸附。吸附进程固体外表的活性点或许吸附有气体分子,也或许以空位存在。但关于离子交流,带电功用团为保持电中性,既不能以空位方式存在,也不会吸附过多离子。因而,这两个模型用到离子交流进程存在限制性,有必要依据离子交流反响自身的特征,推导与之习惯的热力学研讨办法。
图形摘要列出了部别离子交流反响的等温吸附式。为削减非线性拟合的差错,推导了树脂参加量CR与平衡浓度(CA或CB)的关系式。根据此,研讨了F-,WO42- ,MoO42-,PO43-,AsO43-, MoS2O22-,MoS42-与氯型阴离子交流树脂的反响,还研讨了阳离K+, Ca2+与钠型阳离子交流树脂的反响。依据成果得出,尽管参加反响的离子价态不同,对树脂亲和力差异巨大,但根据新模型对试验数据的拟合成果优于经典模型。
文章还对新模型与Langmuir和Freundlich模型进行了兼容性剖析。理论剖析标明,离子交流反响平衡常数K越大,Langmuir模型的拟合成果通常将优于Freundlich模型。这一趋势也被多组试验数据证明。因而,站在新模型视点,是能够审视经典吸附模型对离子交流数据的拟合程度。
风趣的现象是,关于WO42-与氯型季铵树脂的交流,K值跟着温度上升而添加。若选用经典模型拟合,10℃时,Freundlich模型优于Langmuir模型;而温度越高,Freundlich模型拟合的相关系数越差,Langmuir模型表现为更优。这将导出令人为难的定论,气温改变好像会导致同一离子交流反响的机理产生显着的改变(多层吸附转变为单层吸附)。因而,用新等温模型研讨离子交流反响,则可防止经典吸附模型带来的为难。
(1)物理含义清晰:比较于传统Langmuir和Freundlich模型,新模型中的一切参数具有清晰的物理含义。
(2)合适运用的规模广泛:直接对试验数据拟合取得成果,不需要预先断定离子交流反响的机理(本不该套用吸附模型),适用于各种价态离子与树脂的交流进程。(3)数据处理灵敏:传统吸附模型的拟合只能根据被吸附离子的平衡浓度数据,而新模型所需平衡浓度数据即能够是被吸附离子的,也能够是被解吸离子的。
作者在百度网盘中供给了新模型非线性拟合的源代码(仅用于学习,请勿商用)。代码可在Matlab环境中运转。为削减差错,非线性拟合根据树脂参加量CR与平衡浓度(CA或CB)的关系式。
(1)假如CB更易精确丈量,则运用文件夹Derived_from_CB中的主程序。填入初始浓度CBo、树脂吸附容量qm、被解吸离子A和被吸附离子B的价态,再将CR和CB两组试验值填入,便可运转算得平衡常数K;若qm不知道,则可将qm赋为负值,便可运转算得K和qm。(2)假如CA更易精确丈量,则运用文件夹Derived_from_CA中的主程序。填入CBo、qm、A离子和B离子的价态,再将CR和CA两组试验值填入,便可运转算得K;若qm不知道,则可将qm赋为负值,便可运转算得K和qm;若CBo不知道,则可将CBo赋为负值,便可运转算得K和CBo。
感谢国家自然科学基金的赞助!青年基金项目原计划用Langmuir和Freundlich模型研讨离子交流的热力学问题。履行进程的质疑和猎奇推动了本研讨的深化。本文来自微信大众号“材料科学与工程”。感谢论文作者团队大力支持。
特别声明:以上内容(如有图片或视频亦包含在内)为自媒体渠道“网易号”用户上传并发布,本渠道仅供给信息存储服务。
华为Mate 70或许不会运用中芯世界5nm制程 而是比麒麟9010密度更高的N+3节点
餐饮卷起价格战,太二酸菜鱼客单价跌至7年前 九毛九CEO何成效:下半年慎重开店
与中坚力量共生长,2024建信信任艺术大奖评委会特别奖获奖艺术家凌海鹏
BLG Wei首发上场;FNC时隔两年半打败G2,大心脏打野决胜局练英豪