تهیه نانو ذرات زئین و مطالعه کاربردهای تجزیه ای و زیست محیطی آن ۹۰- قسمت ۶

تهیه نانو ذرات زئین و مطالعه کاربردهای تجزیه ای و زیست محیطی آن ۹۰- قسمت ۶

در مطالعه جذب سطحی به راحتی تشخیص داده میشود که انواع جذب را میتوان در یکی از دو دسته جای داد. این دستهبندی بر اساس داشتن نیروهای اساسأ فیزیکی نگهدارنده مولکولهای گاز بر سطح جامد یا امکان وجود پیوندهای شیمیایی که موجب چنین اتصالی بشوند، انجام گرفته است. طبقه بندی جذب سطحی به فیزیکی یا شیمیایی از همین جا منشأ میگیرد.
جدول (١- ٢) خلاصه جنبه های تجربی را که بتوان پدیدهای را بر اساس فوق دسته بندی کرد، ارائه میکند. تشخیص رفتار متفاوت دو نوع جذب سطحی بایستی بر اساس داشتن خصوصیات یک پدیده فیزیکی، مثل تراکم بخار به مایع، یا خصوصیات یک واکنش شیمیایی صورت بگیرد [۳۵].
جدول (۱-۲) خصوصیات جذب سطحی فیزیکی و شیمیایی

جذب سطی شیمیایی جذب سطحی فیزیکی
گرمای جذب بیشتر از حدود ٨٠ کیلو ژول بر مول است.
جذب می تواند در دماهای بالا صورت بگیرد.
رشد افزایش مقدار جسم جذب شده در سطح با رشد افزایش فشار جسم جذب شونده نقصان مییابد.
مقدار جذب از خصوصیات هر دو جسم جذب کننده و جذب شونده است.
انرژی فعالسازی در فرایند جذب ممکن است دخیل باشد.
جذب سطحی شیمیایی، حداکثر منتهی به یک لایه میشود.
گرمای جذب کمتر از حدود ٨٠ کیلو ژول بر مول است.
جذب تنها در دماهای پایینتر از نقطه جوش جسم جذب شونده به طور قابل توجهی اتفاق میافتد.
رشد افزایش مقدار جسم جذب شده در سطح با هر افزایش رشد فشار جسم جذب شونده اضافه میشود.
مقدار جذب بیشتر تابع جسم جذب شونده است تا جسم جذب کننده.
در فرایند جذب انرژی فعالسازی چندان دخیل نیست.
جذب سطحی فیزیکی به صورت چند لایه صورت میگیرد.

۱-٩-۳-جذب فیزیکی
پایه و اساس این نوع جذب، وجود نیروهای الکتروستاتیکی بین مولکولهای جذب شونده و جاذب میباشد. واکنشهای فیزیکی بین مولکولها بر اساس این نیروها شامل اثر متقابل بین دو قطبی، نیروهای ضعیف واندروالسی میباشد. جذب سطحی فیزیکی در پایین تر از نقطه ی جوش جذب شونده اتفاق می افتد ولی در جذب سطحی شیمیایی ، جذب در دماهای بالاتر نیز می تواند اتفاق افتد. انتالپی جذب سطحی فیزیکی کمتر از انتالپی جذب سطحی شیمیایی است. در جذب سطحی فیزیکی،
میزان جذب از خصوصیات جسم جذب شونده است. جذب سطحی فیزیکی به صورت چندلایه صورت می گیرد ولی جذب سطحی شیمیایی حداکثر به یک لایه منتهی میشود [۳۳]. .
۱-٩-۴- جذب شیمیایی
در جذب سطحی شیمیایی ، مولکولهای جذب شده ، با پیوندهایی که قابل مقایسه با پیوندهای شیمیایی است، در سطح ماده نگه داشته می‌شوند. در فرایند تشکیل پیوند با ماده جاذب ، مولکولهایی که بطور شیمیایی جذب شده‌اند، دچار تغییر آرایش الکترونی درونی می‌شوند. پیوندهای درون بعضی از مولکولهای کشیده و ضعیف و حتی پیوند بعضی از آنها شکسته می‌شوند. گرمای جذب برای این نوع فرایندها همانند گرمای واکنشهای شیمیایی بوده و از ۵۰۰-۵ کیلو کالری بر مول تغییر میکند [ ۳۳].
این نوع جذب نیز ناشی از وجود نیروهای الکتروستاتیکی است و اختلاف دو نوع جذب فیزیکی و شیمیایی قابل تشخیص نیست. در جذب شیمیایی نسبت به جذب فیزیکی پیوندها قویتر و طول پیوند کوتاهتر میباشد. پیوند شیمیایی ماده جذب شونده روی جاذب به دلیل ویژگی پیوند، معمولأ نمیتواند بیش از یک لایه مولکولی باشد. انرژی پیوند مکانیسمهای مختلف جذب تقریبأ از قوی به ضعیفتر، به ترتیب پیوند شیمیایی الکتروستاتیکی با بیش از ١٠ کیلو کالری بر مول، نیروی واندروالسی و پیوند هیدروژنی با ۱۰-۲ کیلو کالری بر مول و اثرات متقابل دو قطبی ها با کمتر از ٢ کیلو کالری بر مول میباشد. بیشتر پدیده های جذب، ترکیبی از دو شکل جذب و در نتیجه نیروهای متفاوتی میباشد و تشخیص بین جذب فیزیکی و شیمیایی چندان ساده نیست [۳۷،۳۶].
۱-٩-۵-مهم ترین عوامل موثر بر جذب سطحی
۱-٩-۵-۱-طبیعت جاذب
مقدار ماده جذب سطحی شده به سطح ویژه جاذب بستگی دارد. جاذبهایی که بطور عمده استفاده میشوند عموماً بشکل صفحات کروی، نقطهای با قطر۱۰-۵/۰ میلیمتر است که نتایج نشان میدهد با افزایش سطح ویژه جاذب ظرفیت جاذب افزایش مییابد [۳۸].
۱-۹-۵-۲-طبیعت ماده جذب شونده
در فرایند جذب سطحی، مسأله مهم انحلال پذیری ماده حل شونده است که تا حد زیادی تعادل جذب سطحی را کنترل میکند. بطور کلی یک رابطه معکوس بین مقدار ماده جذب سطحی شده و انحلال پذیری آن در حلال وجود دارد که این رابطه همان قانون لاندلیوس[۱۵] است . وبر[۱۶] و موریس[۱۷] نشان دادند که ترکیبات بزرگتر یک خانواده شیمیایی خیلی سریع تر از مولکولهای کوچک یک خانواده دیگر جذب میشوند [۳۹ ].
۱-۹-۵-۳-شرایط محلول
شرایطی چون pH ، قدرت یونی و غلظت محلول جز عوامل موثر بر جذب سطحی محلول میباشد. که مهمترین پارامتر از بین آنها pH محلول میباشد و این به دلیل اثر آن بر روی جاذب و چگونگی اثر آن در دانسیته الکترونی و باردار کردن جاذب، و اثر آن بر روی ماده و میزان یونیزه شدن آن ماده میباشد.
۱-۵-٩-۴-دما

دانلود متن کامل این پایان نامه در سایت abisho.ir

مدیر سایت