Zeitschrift für Membranwissenschaft und -technologie

Abstrakt

Kohlenstoffnanoröhren: Mechanismus, Wachstumskinetik nach Langmuir und Hinshelwood und ihre Anwendung zur Entfernung von Chrom (VI)

Ahmed A, Abdulhakim SA, Ishaq K, Saka AA, Peter MS und Chidinma OU

In dieser Studie wurde ein kinetisches Modell für die Zersetzung von Acetylen zur Herstellung von Kohlenstoffnanoröhren (CNTs) untersucht. Das kinetische Modell beschrieb das Wachstum der CNTs im Reaktor zur chemischen Gasphasenabscheidung (CVD), während die Arrhenius-Gleichung zur Ermittlung der Aktivierungsenergie verwendet wurde. Das Ergebnis der Analyse zeigt eine Aktivierungsenergie von 237,2483 kJmol-1, was darauf hindeutet, dass die Reaktion, die zur Herstellung von CNTs führt, zur Adsorption neigt. Der beobachtete Frequenzfaktor zeigt, dass die Partikel der Reaktanten schneller kollidieren, was das Wachstum der CNTs fördert. Die hergestellten CNTs wurden unter Verwendung eines hochauflösenden Rasterelektronenmikroskops/hochauflösenden Transmissionselektronenmikroskops (HRSEM/HRTEM), einer Elektronenbeugung im ausgewählten Bereich (SAED), einer energiedispersiven Spektroskopie (EDS) und der Brunauer-Emmett-Teller-Methode (BET) hinsichtlich Morphologie, Kristallinität, Elementzusammensetzung und Oberfläche charakterisiert. CNT mit den besten physikochemischen Eigenschaften wurde verwendet, um die Wirkung von CNT-Dosierung, pH-Wert, Kontaktzeit und Temperatur auf die prozentuale Entfernung von Chrom (VI) zu untersuchen. Die Pseudo-Ratengleichungen erster und zweiter Ordnung wurden anhand kinetischer Daten getestet und die Pseudo-Ratenkinetik erster Ordnung beschrieb den Adsorptionsprozess am besten. Die Gleichgewichtsdaten zeigen, dass die Langmuir-Isotherme (R2 = 0,9914) besser angepasst ist als die Freundlich-Isothermen (R2 = 0,09758), Dubinin-Radushkevich-Isothermen (R2 = 0,9092) und Temkin-Isothermen (R2 = 0,9355).