Sorpce azobarviv na nanočástice oxidu titaničitého: studium adsorpčních izoterem

Bc. Jana KUBRYCHTOVÁ

Master's thesis

Sorption of azo dyes onto titanium dioxide nanoparticles: a study of adsorption isotherms

Abstract:

Předkládaná práce se zabývá studiem sorpce vybraných sulfonovaných azobarviv na nanočástice oxidu titaničitého z vodných roztoků ve vsádkovém uspořádání. Celkem byla sledována sorpce sedmi azobarviv rozpustných ve vodě. Sorpce byla popsána deseti adsorpčními izotermami. Vhodnost izoterem byla statisticky ověřena. Separace azobarviv oxidem titaničitým byla též charakterizována vypočtenými distribučními koeficienty a sorpční kapacitou. Jako vhodné modely se více ukázaly tříparametrové izotermy než dvouparametrové izotermy. Sorpční data byla dobře popsatelná izotermami Song, Tóth, Jovanović-Freundlich, Redlich-Peterson, Temkin a v některých případech se ukázala vhodná i izoterma Langmuirova. Jako nevyhovující se ukázaly izotermy Jovanovićova a Freundlichova. Na základě analýzy izoterem předpokládáme, že sorpce probíhá na heterogenním povrchu v jedné vrstvě. Sorpční kapacita studovaných barviv se pohybovala v rozmezí 48,7 až 163 mol g1. Největší sorpce byla pozorována pro barvivo oranž II a nejmenší pro barvivo tartrazin. Největší distribuční koeficient byl zjištěn pro azorubin (KD = 2,3 106) a nejmenší pro oranž II (KD = 14,9).

Abstract:

The present work deals with the study of the sorption of selected sulfonated azo dyes onto titanium dioxide nanoparticles from aqueous solutions in a batch arrangement. In total, the sorption of seven water-soluble azo dyes was studied. The sorption was described by ten adsorption isotherms. The suitability of the isotherms was statistically verified. The separation of azo dyes by titanium dioxide was also characterized by calculated distribution coefficients and sorption capacity. Three-parameter isotherms were found to be more appropriate models than two-parameter isotherms. The sorption data were well described by the Song, Tóth, Jovanovic-Freundlich, Redlich-Peterson, and Temkin isotherms, and in some cases the Langmuir isotherm also proved to be suitable. The Jovanovic and Freundlich isotherms proved to be unsuitable. Based on the analysis of the isotherms, we assume that sorption takes place on a heterogeneous surface in a single layer. The sorption capacity of the studied dyes ranged from 48.7 to 163 mol g1. The highest sorption was observed for the dye Orange II and the lowest for the dye Tartrazine. The highest distribution coefficient was found for Azorubin (KD = 2.3 106) and the lowest for Orange II (KD = 14.9).

Keywords

adsorpce, azobarviva, oxid titaničitý, adsorpční izotermy

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 4. 7. 2024

Accessible from:: 31. 12. 2999

Thesis defence

• Supervisor: RNDr. Ľuboš Vrtoch, Ph.D.

JAN EVANGELISTA PURKYNĚ UNIVERSITY IN ÚSTÍ NAD LABEM

Faculty of Science

Master programme / field:
Analytical Environmental Chemistry and Toxicology / Analytical Environmental Chemistry and Toxicology