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活性炭對釕離子的吸附

來源：韓研活性炭網作者：韓研活性炭網 2017-06-30

　　活性炭對釕的吸附在288 K?308 K的溫度范圍內，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，并遵循速率常數值為0.0564-0.0640 min -1的一階速率定律的動力學分別為288 K?308 K的溫度范圍。發現吸附過程的活化能為1.3806 kJ / mol。從平衡常數K C值計算各種熱力學量，即ΔH，ΔS和ΔG。結果表明陽極吸熱。

　　金屬離子對固體吸附的時間依賴性研究提供了有關吸附過程及其機理的有價值的信息。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，金屬離子濃度和溫度等因素。溫度是大多數吸附研究中通常忽略的參數。106的Ru(噸 ? = 386 d)為在核工業中的重要放射性同位素及其對固體吸附進行純化，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力學影響的研究結果。使用活性炭由于其眾所周知的吸附特性和輻射穩定性。結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/碳上吸附的數據很少。這些研究從不同的角度進行了調查。

　　本研究中使用的化學品是氯化釕(III)，韓研產的活性炭指標表面積980m 2 / g以上和硝酸酸。

　　吸附測量通過批次技術進行。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，將其溫度預調節到所需的溫度值。在預定時間后，通過Whatman濾紙40號(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，并通過運行空白實驗來校正玻璃瓶壁上吸附造成的損失(即，沒有添加活性炭)。使用以下關系計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)在時間濃度噸 ; V取溶液的體積(L)，W為活性炭的重量(g)。

　　進行調查以確定達到釕離子和活性炭之間的平衡所需的時間作為溫度的函數。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活性炭在不同時間間隔內振蕩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分鐘后達到恒定值，即當建立吸附平衡時。緩慢的吸附是通過釕離子擴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間依賴性基本上與溫度無關。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。這是因為在較高的溫度下，釕離子通過炭孔的擴散更快，可以進行更大的程度。1 1還示出了釕離子吸附過程的一般時間依賴性基本上與溫度無關。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。這是因為在較高的溫度下，釕離子通過炭孔的擴散更快，可以進行更大的程度。1 1還示出了釕離子吸附過程的一般時間依賴性基本上與溫度無關。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。這是因為在較高的溫度下，釕離子通過炭孔的擴散更快，可以進行更大的程度。

　　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是平衡時每克活性炭吸附的釕離子的量; q 噸是吸附在時間釕離子的量噸和? 廣告為釕離子吸附(min的速率常數-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性，并隨后涉及的過程的第一階性質。速率常數的值? 廣告從前述曲線的斜率計算出，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，發現為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。平衡常數K C可以計算為：

　　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。在數學上，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是平衡時的吸附分數。在將C M，AC和C M，SN的值代入式(4)中，變為：

　　K C = F /(1- F)(公式7)

　　在平衡時間(即80分鐘)下，在不同溫度下計算吸附活性炭上釕離子的平衡常數(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加強吸附物-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，因此其吸附時的尺寸較小，產生較高的K C值(Qadeer等，1995)。

　　LN ? ? =-Δ ? / R ? +恒定(公式8)

　　Δ ? = -R ? LN ? ?(公式9)

　　Δ 小號 =(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(8.314J /(mol·K))。Δ的值?從LN的線性變化的斜率計算? ?與溫度的倒數，1 / ?(圖(圖4)4)根據公式(8)。本系統估計的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值相當吻合。特異性吸附的自由能的值，Δ g ^和熵Δ 小號在不同溫度下，通過使用等式(計算。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。在自發過程中，ΔG的值在298K和303K是負的。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，因為釕離子更容易去溶劑化。ΔS的正值揭示了在釕離子固定在吸附劑的活性位點時在固溶體界面處的隨機性增加。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。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。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。

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