Kalsiyum oksit partikülleri üzerine sulu çözeltilerde asit ve bazların adsorpsiyonunun araştırılması

Abstract

Bu çalışmada kalsiyum oksit (CaO) partikülleri yüzeyi üzerinde asit ve bazların adsorpsiyonu aktivasyon koşulları, temas süresi, özel yüzey alanı, partikül büyüklüğü, konsantrasyon ve sıcaklık gibi parametreleri de içermek üzere birkaç değişkenin fonksiyonu olarak sistematik bir şekilde çalışılmış ve bazı termodinamik parametreler değerlendirilmiştir. CaO partiküllerinin fiziksel özellikleri araştırılmış, partiküllerin karakterizasyonları FT-IR spektroskopisi ile gerçekleştirilmiş ve morfolojisi bir taramalı elektron mikroskobu (SEM) kullanılarak incelenmiştir. Numunelerin SEM resimleri partiküllerin iyi dispersiyona sahip olduklarını ve yaklaşık olarak ortalama çapları 0.5-2.0 µm olan aynı şekile benzer düzenli CaO partikülleri olduklarını göstermiştir. Adsorpsiyon sonuçlarına göre CaO partiküllerinin yüzeylerinin asit ve bazlar ile etkin etkileşmelere sahip olduklarını ve en fazla adsorpsiyon kapasitesinin CH3COOH ile oluştuğunu ve burada en uygun izoterm modelinin de Freundlich adsorpsiyon modeli olduğunu göstermiştir. Ham CaO partiküllerinin adsorpsiyon özellikleri ultrasonike, nitrik asit ve termal işlemlere tabi tutmak suretiyle ayrıca geliştirilmiştir. CH3COOH adsorbantının 25 oC deki Langmiur tek tabaka adsorpsiyon kapasitesi sonike olmuş (386.6 mg/g), nitrik asitle işleme tabi tutulmuş (354.9 mg/g) ve termal işleme tabi tutulmuş (320.8 mg/g) CaO partikülleri üzerine, sonike olmamış (296.3 mg/g) CaO partiküllerininkinden daha büyük olduğu bulunmuştur. Adsorpiyon işleminin kendiliğinden olması serbest enerjisinin çalışılan 283-338 K sıcaklıkları arasında -16.1'den -17.1 kJmol-1 değerine azalmasıyla tayin edilmiştir.

In this study, the adsorption of acids and bases onto the surface of calcium oxide (CaO) particles was systematically studied as a function of several variables, including activation conditions, contact time, specific surface area, particle size, concentration and temperature and some thermodynamic parameters were evaluated. The physical properties of CaO particles were investigated, where characterizations were carried out by FT-IR spectroscopy, and morphology was examined by scanning electron microscopy (SEM). The SEM of samples showed good dispersion and uniform CaO particles with an average diameter of about 0.5-2.0 µm. The adsorption results revealed that CaO surfaces possessed effective interactions with acids and bases, and the greatest adsorption capacity was achieved with CH3COOH, where the best fit isotherm model was the Freundlich adsorption model. The adsorption properties of raw CaO particles were further improved by ultrasonication, activation with HNO3 and thermal treatment processes. Langmuir monolayer adsorption capacity of CH3COOH adsorbate at 25 oC on sonicated CaO (386.6 mg/g) nitric acid ativated (354.9 mg/g) and thermal treated (320.8 mg/g) was found to be greater than that of the unsonicated CaO (296.3 mg/g). The spontaneity of the adsorption process was established by decreases in , which varied from ?16.1 to ?17.1 kJ mol?1, in the temperature range 283?338 K.