Vliv poměru sorbent/roztok na sorpci kovů na uhlíkatých aerogelech.

Gabriela HOTOVÁ

Bachelor's thesis

Effect of the sorbent/solution ratio on sorption of metals on carbon aerogels

Abstract:

Tato práce byla zaměřena na odstraňování Pb+2 iontů z vodných roztoků pomocí uhlíkatých aerogelů (RFA, RFB) a aktivního uhlí s hlavním cílem sledovat adsorpční chování Pb+2 iontů při různých poměrech sorbent/roztok. Experimenty byly uskutečněny ve třech poměrech sorbent [g]/roztok [ml] 1:20, 1:50 a 1:100. Bylo zjištěno, že poměr sorbent/roztok neměl vliv na sorpci Pb+2 iontů na uhlíkatých aerogelech a ani na aktivním uhlí. Experimentální data byla převedena do podoby Langmuirovy izotermy, kde hodnoty korelačních koeficientů (R2) byly větší než 0,98, zatímco u Freundlichova modelu byly hodnoty korelačních koeficientů (R2) menší než 0,94. Z rovnic regresivních přímek bylo vypočteno maximální naadsorbované množství am [mmol/g] a Langmuirova konstanta b [l/mol]. Kinetika adsorpce Pb+2 iontů na aktivním uhlí byla také zkoumána ve třech poměrech sorbent [g]/roztok [ml] 1:20, 1:50 a 1:100. Pro prozkoumání procesu adsorpce Pb+2 iontů byl použit model kinetiky pseudo-druhého řádu, který byl určen jako lépe vyhovující z hlediska porovnání hodnot korelačních koeficientů (R2) než model kinetiky pseudo-prvního řádu. Na základě vypočtených hodnot rychlostních konstant k2 [g/(mmol.min)] bylo zjištěno, že se snižujícím se objemem roztoku [ml] a konstantní hmotností adsorbentu [g] rychlost ustanovení adsorpční rovnováhy Pb+2 iontů na aktivním uhlí roste, a tedy poměr sorbent/roztok má vliv na kinetiku sorpce Pb+2 iontů na aktivním uhlí.

Abstract:

This thesis was focused on the removal of Pb+2 ions from aqueous solutions using carbon aerogels (RFA, RFB) and activated carbon with the main objective to watch the adsorption behaviour of Pb+2 ions in the different sorbent/solution ratios. Experiments were carried out in three sorbent [g]/solution [ml] ratios 1:20, 1:50 and 1:100. It was found that the sorbent/solution ratio did not affect the sorption of Pb+2 ions on carbon aerogels nor on activated carbon. Experimental data were converted into a Langmuir isotherm where the values of correlation coefficients (R2) > 0,98 while the values of correlation coefficients (R2) < 0,94 for Freundlich model. Langmuir parameters am [mmol/g] and b [l/mol] were calculated from the regression equations. The kinetics of the adsorption of Pb+2 ions on activated carbon was also examined in three sorbent [g]/solution [ml] ratios 1:20, 1:50 and 1:100. Pseudo-second order kinetic model which was used for the investigation of adsorption of Pb+2 ions onto activated carbon fits better than pseudo-first kinetic model according to comparison of correlation coefficients (R2). The values of the adsorption rate constants [g/(mmol.min)] were calculated and it was found that with decreasing volume [ml] and constant mass of adsorbent [g] establishing of the adsorption equilibrium rate of Pb+2 ions onto activated carbon increases and thus the sorbent/solution ratio affects the adsorption kinetics of Pb+2 on activated carbon.

Keywords

adsorpce, uhlíkaté aerogely, aktivní uhlí, olovnaté ionty, vliv poměru sorbent/roztok

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 20. 4. 2012

Accessible from:: 20. 4. 2012

Thesis defence

• Supervisor: Doc. RNDr. Václav Slovák, Ph.D.

University of Ostrava

Faculty of Science

Bachelor programme / field:
Chemistry / Chemie - Biologie (dvouoborové)