تصحيح ايزوترم لانگموير در فرآيندهاي جذب سطحي وابسته به pH

Development of a modified Langmuir model for prediction of pH influence on adsorption processes

معادلات ايزوترم تحليلي مانند لانگموير و فرندليچ براي مدل كردن فرآيند جذب سطحي به طور گسترده اي استفاده مي شوند. اگرچه اين ايزوترم ها اصولاً براي شبيه-سازي داده هاي جمع آوري شده در يك مقدار pH ثابت معتبر هستند و به راحتي نمي توان از آن براي شبيه سازي داده هاي وابسته به pH استفاده كرد. بنابراين، بسياري از مطالعات فرآيندهاي جذب سطحي از مدل‌هاي عددي مانند كمپلكس سطح استفاده مي كنند كه نسبت به ايزوترم هاي تحليلي متداول بسيار پيچيده و وقت گير هستند. در اين مطالعه، يك مدل ايزوترم جديد ارايه شده كه مي تواند براي شبيه سازي جذب سطحي وابسته به pH بكار رود. ايزوترم ارايه شده بر مبناي ايزوترم لانگموير است كه در آن رابطه ي بين ثوابت لانگموير با pH بررسي شده است. اعتبار ايزوترم جديد ارايه شده نيز با پيش بيني ميزان جذب نيكل گزارش شده در منابع بررسي شد. بررسي ها نشان داد كه خطاي ميانگين مقدار پيش بيني جذب توسط مدل پيشنهادي با مقدار پيش بيني جذب توسط مدل عددي استفاده شده در منابع حدود 13% است. ايزوترم تحليلي ارايه شده مي تواند پيچيدگي مدل‌سازي‌هاي عددي و مقدار محاسبات را كاهش دهد.

Analytical isotherm equations such as Langmuir and Freundlich are widely used for modeling adsorption process. However, these isotherms are primarily useful for simulating data collected at a fixed pH value and cannot be easily used to simulate pH-dependent adsorption data. Therefore, most adsorption processes studies currently use numerical surface-complexation models (SCMs), which are more complex and time consuming than traditional analytical isotherm models. In this study, a new analytical isotherm model is presented for simulation ofpH-dependent adsorption. This model was validated by predicting Ni adsorption reported in literature. Investigation shows that the average deviation of proposed adsorption prediction model with reported model in literature is about 13%. The proposed analytical isotherm can help to reduce numerical modeling complexity and computational calculations.