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碳纳米管吸附茜素红S染料的实验和理论研究
The Journal of Physical Chemistry C ( IF 3.3 ) Pub Date : 2016-08-08 00:00:00 , DOI: 10.1021/acs.jpcc.6b03884
Fernando M. Machado 1 , Sophia A. Carmalin 2 , Eder C. Lima 3 , Silvio L. P. Dias 3 , Lizie D. T. Prola 3 , Caroline Saucier 3 , Iuri M. Jauris 4 , Ivana Zanella 4 , Solange B. Fagan 4
The Journal of Physical Chemistry C ( IF 3.3 ) Pub Date : 2016-08-08 00:00:00 , DOI: 10.1021/acs.jpcc.6b03884
Fernando M. Machado 1 , Sophia A. Carmalin 2 , Eder C. Lima 3 , Silvio L. P. Dias 3 , Lizie D. T. Prola 3 , Caroline Saucier 3 , Iuri M. Jauris 4 , Ivana Zanella 4 , Solange B. Fagan 4
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这项研究评估了使用纳米吸附剂(例如单壁和多壁碳纳米管(分别为SWCNT和MWCNT))从水溶液中去除茜素红S染料(ARS)的可行性。研究了pH,振荡时间和温度对吸附的影响。观察到pH 2.0显示出对于两个碳纳米管的最佳去除。SWCNT和MWCNT的平衡时间(298–318 K)分别固定为65和100分钟。吸附动力学是使用拟一级方程,拟第二级方程和一般方程计算的。计算表明,一般动力学方程最适合吸附数据。Liu等温线模型最适合平衡数据(298-318 K)。ARS染料在318 K时的最大吸附容量为312.5和135.2 mg g –1分别用于SWCNT和MWCNT。熵的变化(ΔS °),吉布的自由能变化(ΔG °)和焓(ΔH °)计算出ARS染料的吸附量。纳米吸附剂与吸附剂之间的静电相互作用是通过焓变的幅度来传递的。从头算模拟用于研究ARS与(5,5)和(8,0)SWCNT,以及(16,0)和(25,0)SWCNT在有空位和无空位时的相互作用。理论计算表明,随着纳米管直径的增大,ARS染料与SWCNT的结合能增强。但是,绑定的距离保持不变。因此,第一原理计算的结果表明静电相互作用可能是ARS染料吸附到SWCNT上的原因。发现理论结果与实验估计值相吻合。
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更新日期:2016-08-08
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