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廣東韓研活性炭科技股份有限公司
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閱讀：181發(fā)布時(shí)間：2021-11-29
活性炭對釕的吸附在288 K?308 K的溫度范圍內(nèi)，溫度對3mol / L HNO 3溶液活性炭對釕吸附的影響。觀察到溫度升高增加了釕離子在活性炭上的吸附，并遵循速率常數(shù)值為0.0564-0.0640 min -1的一階速率定律的動(dòng)力學(xué)分別為288 K?308 K的溫度范圍。發(fā)現(xiàn)吸附過程的活化能為1.3806 kJ / mol。從平衡常數(shù)K C值計(jì)算各種熱力學(xué)量，即ΔH，ΔS和ΔG。結(jié)果表明陽極吸熱。
金屬離子對固體吸附的時(shí)間依賴性研究提供了有關(guān)吸附過程及其機(jī)理的有價(jià)值的信息。金屬離子吸附速率取決于溶液的攪拌，溶液中金屬離子的狀態(tài)，金屬離子濃度和溫度等因素。溫度是大多數(shù)吸附研究中通常忽略的參數(shù)。106的Ru(噸 ? = 386 d)為在核工業(yè)中的重要放射性同位素及其對固體吸附進(jìn)行純化，痕量金屬分析和廢物處理很重要。本文介紹了我們對溫度對3mol / L HNO 3溶液活性炭上釕離子吸附動(dòng)力學(xué)影響的研究結(jié)果。使用活性炭由于其的吸附特性和輻射穩(wěn)定性。結(jié)果對于回收釕離子是重要的。一些工人研究了釕在各種固體/底物上的吸附。在石墨/碳上吸附的數(shù)據(jù)很少。這些研究從不同的角度進(jìn)行了調(diào)查。
本研究中使用的化學(xué)品是氯化釕(III)，韓研產(chǎn)的活性炭指標(biāo)表面積980m 2 / g以上和硝酸酸。
吸附測量通過批次技術(shù)進(jìn)行。因此，將已知濃度在3mol / L HNO 3中的已知濃度的釕溶液加入到50ml玻璃試劑瓶中，并在恒溫振蕩器中與0.1g干活性炭一起搖動(dòng)，將其溫度預(yù)調(diào)節(jié)到所需的溫度值。在預(yù)定時(shí)間后，通過Whatman濾紙40號(hào)(圓形，14.0cm)過濾各溶液。由于濾紙上的釕離子的吸附，最初2-3ml的濾液被排除。通過波長色散X射線熒光光譜儀(西門子SRS200)測定測量濾液中的釕離子的濃度，并通過運(yùn)行空白實(shí)驗(yàn)來校正玻璃瓶壁上吸附造成的損失(即，沒有添加活性炭)。使用以下關(guān)系計(jì)算吸附在活性炭上的釕離子的量：
吸附量(g / g)=(C o - C t)V / W (公式1)
其中C o是釕離子溶液的初始濃度(g / L); ? 噸釕離子的溶液(克/升)在時(shí)間濃度噸 ; V取溶液的體積(L)，W為活性炭的重量(g)。
進(jìn)行調(diào)查以確定達(dá)到釕離子和活性炭之間的平衡所需的時(shí)間作為溫度的函數(shù)。該研究涉及在288K 至308的溫度下，將10ml含有5×10 -3 g / L釕的3mol / L HNO 3溶液與0.1g活性炭在不同時(shí)間間隔內(nèi)振蕩2至100分鐘K.圖1所示1表示釕離子吸附在活性炭上的振蕩時(shí)間的變化。該圖表明，最初吸附的釕離子的量迅速增加，但隨后該過程減慢，隨后在80分鐘后達(dá)到恒定值，即當(dāng)建立吸附平衡時(shí)。緩慢的吸附是通過釕離子擴(kuò)散到活性炭的孔中來解釋的。圖圖11還示出了釕離子吸附過程的一般時(shí)間依賴性基本上與溫度無關(guān)。然而，溫度變化影響釕離子吸附量，隨吸附溫度的升高而增加。這是因?yàn)樵谳^高的溫度下，釕離子通過炭孔的擴(kuò)散更快，可以進(jìn)行更大的程度。1 1還示出了釕離子吸附過程的一般時(shí)間依賴性基本上與溫度無關(guān)。然而，溫度變化影響釕離子吸附量，隨吸附溫度的升高而增加。這是因?yàn)樵谳^高的溫度下，釕離子通過炭孔的擴(kuò)散更快，可以進(jìn)行更大的程度。1 1還示出了釕離子吸附過程的一般時(shí)間依賴性基本上與溫度無關(guān)。然而，溫度變化影響釕離子吸附量，隨吸附溫度的升高而增加。這是因?yàn)樵谳^高的溫度下，釕離子通過炭孔的擴(kuò)散更快，可以進(jìn)行更大的程度。
用于研究活性炭上釕離子吸附過程速率常數(shù)的Lagergren方程形式如下：
log(q e - q t)= log q e - K ads t /2.303(公式2)
其中q e是平衡時(shí)每克活性炭吸附的釕離子的量; q 噸是吸附在時(shí)間釕離子的量噸和? 廣告為釕離子吸附(min的速率常數(shù)-1)。(日志的線性圖q ? - q 噸)對噸，圖2所示，2，示出了上述等式的適當(dāng)性，并隨后涉及的過程的階性質(zhì)。速率常數(shù)的值? 廣告從前述曲線的斜率計(jì)算出，并在表中給出表1。1。釕離子吸附過程的活化能由ln K ads對1 / T線性圖的斜率確定，發(fā)現(xiàn)為1.3806 kJ / mol。
活性炭對釕離子的吸附可以表示為：
其中S是活性炭; M是釕離子; k 1和k 2分別是吸附和解吸過程的速率常數(shù)。平衡常數(shù)K C可以計(jì)算為：
K C = k 1 / k 2 = C M，AC / C M，SN(公式4)
其中C M，AC和C M，SN分別是活性炭和溶液中釕離子的平衡濃度。在數(shù)學(xué)上，這些濃度可以表示為：
C M，AC = C Mi(F)(公式5)和C M，SN = C Mi(1- F)(公式6)
其中C Mi是釕離子的初始濃度，F(xiàn)是平衡時(shí)的吸附分?jǐn)?shù)。在將C M，AC和C M，SN的值代入式(4)中，變?yōu)椋?/p>
K C = F /(1- F)(公式7)
在平衡時(shí)間(即80分鐘)下，在不同溫度下計(jì)算吸附活性炭上釕離子的平衡常數(shù)(K C)值。的變化? ?隨溫度示于圖。圖33表示? ?值與吸附溫度增加而增加，從而在較高溫度下意味著一個(gè)加強(qiáng)吸附物-吸附劑的相互作用。這也表明釕離子在吸附前在更高的溫度下顯著脫水，因此其吸附時(shí)的尺寸較小，產(chǎn)生較高的K C值(Qadeer等，1995)。
LN ? ? =-Δ ? / R ? +恒定(公式8)
Δ ? = -R ? LN ? ?(公式9)
Δ 小號(hào) =(Δ ? -Δ ?)/ ?(公式10)
其中ΔH，ΔG，ΔS和T分別是K中的焓，吉布斯自由能，熵和溫度; R為氣體常數(shù)(8.314J /(mol·K))。Δ的值?從LN的線性變化的斜率計(jì)算? ?與溫度的倒數(shù)，1 / ?(圖(圖4)4)根據(jù)公式(8)。本系統(tǒng)估計(jì)的ΔH值為34.1642 kJ / mol。該值與陳和同事為樹脂上釕吸附22.59 kJ / mol所確定的ΔH值相當(dāng)吻合。特異性吸附的自由能的值，Δ g ^和熵Δ 小號(hào)在不同溫度下，通過使用等式(計(jì)算。9)和等式(10分別地)和列于表表2。2。ΔH的正值表明，釕離子在活性炭上的吸附是吸熱過程。吸熱過程的可能。在自發(fā)過程中，ΔG的值在298K和303K是負(fù)的。隨著溫度的升高， ΔG值的降低表明，釕離子在活性炭上的吸附在較高的溫度下變得更好，因?yàn)獒戨x子更容易去溶劑化。ΔS的正值揭示了在釕離子固定在吸附劑的活性位點(diǎn)時(shí)在固溶體界面處的隨機(jī)性增加。由于吸附過程是吸熱的; 因此，在這些條件下，由于正熵變，過程變得自發(fā)。由于吸附過程是吸熱的; 因此，在這些條件下，由于正熵變，過程變得自發(fā)。由于吸附過程是吸熱的; 因此，在這些條件下，由于正熵變，過程變得自發(fā)。
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