$$\rightleftharpoonup{xx}$$
$$\longleftharp{xx}$$,
$$\longrightharp{xx}$$,
Пример изотермы, накопленного в связи с предлагаемой процедурой
На рисунке 4 показан пример результатов, накопленного при применении протокола в случае расследования адсорбции НТМП GFH на различных рН. НТМП был выбран потому, что, с тремя phosphonate группы, это наиболее представительный phosphonate для широкого спектра возможных фосфонаты (фосфиты), из которых количество phosphonate групп различаются между одной (PBTC) и пять (DTPMP). Кроме того Молярная масса НТМП (299.05 г/моль) также находится в середине диапазона фосфонаты (ГКДД: 206.03 г/моль, DTPMP: 573.20 г/моль). На рисунке 4изотермы адсорбции, т.е., Загрузка phosphonate выше концентрация остаточного phosphonate, изображены в разных буферов и значения рН после время контакта 1 ч. длительный контакт, который раз может привести к нежелательным истиранию материала из-за слишком долгого контакта между частицами. Для каждой изотермы, решение с 1 мг/Л НТМП-P и, в зависимости от желаемого рН, буфера в концентрации 0,01 М был подготовлен и отрегулировать к значению начальное значение pH с помощью HCl или NaOH. Это был 4.0 (AcOH), 6.0 (МЧС), 8.0 (ЭПТ), 10.0 (CAPS) и 12,0 (NaOH). В зависимости от концентрации GFH, результате время контакта 1 h, значение пэ-аша в решении изменилась максимум 2.0: 4.0-6.0 (AcOH), 6.0-7.3 (МЧС), 8.0-8.2 (ЭПТ), 9,4-10.0 (CAPS), 10,9-12,0 (NaOH). PZC GFH составляет около 8.6, так что это косвенный, что значение рН в случае набора рН значение > 8.6 уменьшился вследствие контакта с GFH и увеличилась на рН значение < 8.6. Чем дальше от это отрегулировать значение pH было от 8.6, тем сильнее изменения рН.

Рисунок 4 : Загрузка НТМП (первоначальный концентрации 1 мг/Л НТМП-P) на гранулированный гидроокисью железа дозированной на концентрации 0,7 - 14 г/Л после время контакта 1 ч при комнатной температуре. Следующие буферы в концентрации 0,01 моль/Л, были использованы на упомянутых pH в графе: AcOH (рН 4,0-6,0), МЧС (pH 6.0-7.3), ЭППС (рН 8,0-8.2), крышки (рН 9.4-10.0) и NaOH (рН 10.9-12,0). Нанесены кривые являются Фрейндлих изотермы. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы посмотреть большую версию этой фигуры.
Все изотермы на рисунке 4 были моделируется с помощью уравнения Фрейндлих (R² значения слева направо с увеличением pH: 0,875, 0,952, 0.905, 0.890, 0,986; n значений: 2,488, 3.067, 4.440, 2,824 1.942; соответствующие значения KF : 0.619 0,384, 0.260, 0.245 0.141). При значениях рН 4-6, загрузка до 0,55 мг, НТМП-P/g была достигнута, что соответствует 1.8 мг НТМП/г. Чем выше pH значение, тем ниже уровень адсорбции. Гидроксидов железа имеют большое количество Fe-OH-групп на их поверхности, которые могут быть протонированных или депротонированная зависимости от значения рН. С глубиной значения пэ-аша поверхность является преимущественно протонированных, т.е., положительно заряженными, это означает, что multidentate фосфонаты (фосфиты), которые отрицательно заряженные над почти весь рН, привлекают. Более высокое значение рН сдвигается заряда поверхности гидроксида железа в отрицательном направлении, которое в свою очередь приводит к увеличению электростатического отталкивания7. Интересно, что даже при рН 12, который соответствует OH– концентрации 0,01 М, произошла адсорбции. Таким образом для успешного десорбция, должен использоваться растворов NaOH с гораздо более высокой концентрации.
По сравнению с результатами других исследователей максимальная нагрузка до 0,55 мг НТМП-P/g GFH в этой работе, как представляется, довольно низкий. Boels и др. 14 найдено максимальной загрузки 71 мг НТМП/g GFH, который соответствует 21.7 мг НТМП-P/g GFH в своих экспериментах с концентрат синтетического обратного осмоса с 30 мг/Л НТМП (9.3 мг/Л НТМП-P) при pH 7,85. Они использовали порошок GFH и перемешивают синтетических решение, которое содержит HCO3– , также действует как буфер, за 24 часа. Таким образом их результаты нельзя сравнивать непосредственно к результатам этой работы, как они используются гораздо выше начальной концентрации и порошкообразного GFH, которая может привести к выше площади поверхности и, следовательно, приводит к повышению производительности адсорбции. Кроме того время контакта был значительно больше, как в этой работе. В навозной жижи гетита 0,42 г/Л при рН 7,2 Nowack и камень7 провел эксперименты с раствором НТМП 40 мкм (3.72 мг НТМП-P/L). Решение было перемешивают 2 h, ведущих к максимальной загрузке приблизительно 30 гетита НТМП/g мкм (2.79 мг НТМП-P/g). 1 мм MOPS использовался в качестве буфера. Опять же нельзя сравнивать результаты непосредственно к результатам этой работы из-за высокой концентрации первоначальный phosphonate. Кроме того шлама, который состоял из стаи гётит, имел большую площадь поверхности. Однако формы изотермы от Boels и др. 14 и Nowack и камень7 согласны с теми этой работы, и все из них могут быть установлены также моделью Фрейндлих.
Влияние буфера на phosphonate адсорбции и требуемых буферных концентрации
Предыдущие эксперименты для определения кинетика адсорбции показали, что также с использованием буферов, значение рН равновесие достигается в течение очень короткого периода времени. Что рН может значительно отклоняться от значения пэ-аша, который ранее был установлен в phosphonate содержащих раствор (скорректированные pH). Этот баланс рН, как правило, PZC фильтрующего материала, который был 8.6 для гранулированных гидроокисью железа, обсуждали здесь (согласно результатам собственного расследования). Таким образом можно предположить, что значение рН после времени контакта (окончательный рН) имеет решающее значение для степени, в которой происходит адсорбция phosphonate.

Рисунок 5: слева: Загрузка НТМП (первоначальный концентрации 1 мг/Л НТМП-P) на гранулированный гидроокисью железа 2,5 г/Л в зависимости от значения пэ-аша в концентрациях различные буфера после время контакта 1 ч. Справа: Сравнение значения пэ-аша после 1 час время контакта с рН в Стоковый раствор перед контактом с гранулированных гидроокисью железа в различных концентрациях буферов AcOH, МЧС, швабры, ЭПТ, CAPSO и ШАПКИ. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы посмотреть большую версию этой фигуры.
В правой диаграмме на рисунке 5, значения рН, которые были установлены в НТМП содержащих раствор при концентрации различных буфера сравниваются с окончательной pH после 1 h контакта между 1 мг/Л НТМП-P и 2,5 г/Л GFH. Становится очевидным, что ранее набор конкретных корреляций между значение пэ-аша в решении и окончательный пэ-аша только достижимой и таким образом относительно надежный рН перестройки было возможно только тогда, когда буферы в концентрации 10 мм были использованы. Это отражено в корреляционной функции определены методом параболической регрессии и воспроизведены на диаграмме справа. Тот факт что в случае буферной концентрации ниже рН 10 мм, значения 2-4 должен был быть пресет для того чтобы получить окончательный рН 6-7 показывает, что предсказание окончательного рН, который имеет решающее значение для адсорбции и таким образом безопасное выполнение тестов f адсорбции или такой концентрации буфера были сложным.
На левой схеме на рисунке 5, степень адсорбции 1 мг/Л НТМП-P на 2,5 г/Л GFH изображается как функция окончательного рН для концентрации различных буфера. Предполагая линейную зависимость нагрузки на уровень рН в диапазоне pH 4-12 согласно в уравнении y = ax + b, значения рассчитываются методом линейной регрессии для всех буферной концентрации расследования были очень похожи (10 мм: = −0.0673, b = 1.0914, R² = 0.9837; 6,6 мм : = −0.0689, b = 1.1047, R² = 0.9512; 3.3 mM: = −0.0672, b =-0.0672, R² = 0.9570; 0 мм: = −0.0708, b = 1.157, R² = 0.8933). Коэффициент детерминации, который был самым высоким за 10 мм буфера, очень ясно показали, что с этой буферной концентрации не только окончательный рН было легче адаптироваться, но также были достигнуты самые надежные результаты в отношении адсорбции. Только курс без буфер указывает возможные отклонения в степени адсорбции между pH 5 и 7. Однако, для достижения этих окончательный рН без буферизации, очень низких значениях рН пришлось установить в раствор, некоторые из которых были лишь незначительно выше 2. Из-за очень сильное разница между скорректированной pH и окончательный рН возможна, таким образом, что окончательный pH фактор не был решающим для степени адсорбции в случае буфер не. Таким образом предполагается что использование хорошей буферов, указанных в таблице 1 не существенное влияние на адсорбции фосфонаты (фосфиты) на GFH, то есть, нет конкуренции для адсорбции сайтов между phosphonate и буфера. Такая избирательность преобладает только потому, что адсорбция НТМП на GFH в основном за счет формирования моно - и бидентантный комплексов15. Хороший буферов, с другой стороны, имеют мало тенденцию сформировать металлические комплексы17,19, именно поэтому НТМП желательно соблюдать GFH. В случае адсорбентов с менее полярной поверхности, как активированный уголь можно предположить, что хороший буферов также занимают сайты бесплатно адсорбции и таким образом влияние адсорбции phosphonate. Поэтому не рекомендуется использовать эти буферы для изучения адсорбции фосфонаты (фосфиты) на активированный уголь.
Калибровка ISO мини метод и соответствие ISO
Рисунок 6 показывает калибровка линии, с помощью внутреннего качества стандарта (IQS: 1 мг/Л х2PO4-P в 0,9 мм H2т4) согласно ISO 6878, а также модифицированный методмини ISO для всего P и o-PO4 3 -- P определение. Основываясь на линейной регрессии, функция калибровки эквивалентен ISO 6878 был y = 0.0033 + 0.2833 x (R² = 0.99978). Линейной регрессии применяется миниатюрный вариант для определения фосфатов привел в калибровка функции y = 0.0058 + 0.2864 x (R² = 0.99999). Y = 0.0020 + 0.2890 x (R² = 0.99985) функция калибровки для общего определения P согласно ISOмини метод был очень похожи и очень точный, как хорошо. Все варианты имели очень высокий коэффициент детерминации, это означает, что методмини ISO не снижают точность путем сокращения объема образца до одной пятой. Уравнение преобразования определяется с помощью функции калибровки для определения концентрации P в образце анализ от измеренного спектрального absorbances дается в протоколе в шаге 4.15. Опыт показал, что поглощение слепой образца можно пренебречь обычно с на 880 Нм, сигнал, излучаемый фотометр может очень сильно прыгать в очень небольшой диапазон измерения. Таким образом измеренное значение 0,287 на объем образца 4 мл (ISOмини) соответствует фосфора концентрации 1 мг/Л P.

Рисунок 6: Калибровка линии для определения общего P и орто фосфат P согласно ISO 6878 и ISOмини. IQS (1 мг/Л х2PO4-P в 0,9 мм H2т4) был использован в соответствии с пунктом 1.9 Протокола. Для метода ISO IQS был использован в аликвоты, 4, 8, 12, 16 и 20 мл и модифицированный методмини ISO в аликвоты 0,8, 1.6, 2.4, 3.2 и 4,0 мл. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы посмотреть большую версию этой фигуры.
Достоверности и зависящих от буфера дозировка количества ISO мини метод
Как уже упоминалось надежный рН корректировки в тесте адсорбции возможна только с буферной концентрации 0,01 М. Однако такая концентрация буфера требует высоких K2S2O8 дозах чем указано в ISO 6878 для большинства буферов. Кроме того ISO предусматривает, что в 3-10 с помощью РН зонда после переваривания, должно быть присвоено значение пэ-аша. Поскольку такая корректировка уровня pH не может осуществляться в небольшой колпачок флакона, соответствия количество NaOH дозировка для различных буферных растворов пришлось быть определены. Рисунок 7 показывает поглощения различных решений, содержащий буфер с 1 мг/Л НТМП-P, когда они были переваривается с различными K2S2O8 количествах согласно ISOмини и относились с различную NaOH после переваривания. Соответственно, каждая матрица была основана на следующей процедуры: 4 мл раствора была смешанной с 0,2 мл 0,9 М H2т4, с различными K2S2O8 количества и заполнены H2O к тому же суммарный объем 9 мл. Это было настоящее время переваривается в соответствии с протоколом (1 час на 148-150 ° C). После охлаждения, разные количества NaOH были добавлены и заполненный до общего объема 9,4 мл с H2O. Впоследствии были добавлены 0,2 мл раствора аскорбиновой кислоты и 0,4 мл раствора молибдата II. Определение поглощения (880 Нм) была проведена 4 h после добавления этих реагентов цвета. На этот раз был выбран для того чтобы конкретные поглощения была стабильной. Решение с 1 мг/Л НТМП-P и 1 M NaOH было также проведено расследование. Однако вместо K2S2O8 и NaOH суммы, H2так,4 суммы были разнообразны обеспечить, что рН является достаточно низким для пищеварения. Значение целенаправленных поглощения был 0,287 (см. Калибровка линии на рис. 6). Таким образом на рисунке 7 эти значения отображаются в светло-зеленый, отошел от этого целевого значения максимум 5%. Одно значение в каждой матрице выделена с темно-зеленым цветом. Это знаменует K2S2O8 и NaOH дозировка количества рекомендуется для регулярного методамини ISO для этого типа буферного раствора.

Рисунок 7: спектрального поглощения (× 1000) различных phosphonate и буфера содержащих решений с различными K2S2O8 и NaOH дозировка количества на длине волны 880 Нм в кюветы 1 см. Процедура: 4 мл раствора (как показано на рисунке и приспособлены к pK значение буфера адаптировано из термодинамических pK значения Голдберг и др. 20 к концентрации 0,01 М и 25 ° C31) был помещен в 10 мл флаконе колпачок, смешанного с 0,2 мл 0,9 М H2т-4 и с различным количеством K2S2O8 (как показано на рисунке). Воды был добавлен для получения суммарный объем 9 мл для всех образцов перед пищеварение. Теперь флаконы были нагреты в термостате в 148-150 ° C для 1 h (пищеварение). После охлаждения до комнатной температуры, были добавлены различное количество NaOH (как показано на рисунке) и с добавлением воды, было обеспечено, что общий объем 9,4 мл присутствовал во всех флаконах. 4 ч после добавления 0,2 мл раствора аскорбиновой кислоты и 0,4 мл раствора молибдата II, поглощения в 880 Нм был определен. В случае решения л (1 мг/Л НТМП-P в 1 М NaOH), количество H2так4 был разнообразным вместо K2S2O8. Здесь дозированное количество NaOH во всех пробах соответствовали 0,4 мл 1,5 М NaOH, т.е., 0,60 ммоль NaOH. Светло-зеленый: максимум 5% отклонение от целевого значения: 287. Темно-зеленый: параметр рекомендуется для этого буфера и phosphonate, содержащих решения. Пунктирная линия: треска, прямая линия: ТПК. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы посмотреть большую версию этой фигуры.
Хотя редуктивной условия должны преобладать в процессе формирования цвета и чрезмерной K2S2O8 может помешать с этим, результаты для решения и b (рис. 7), для которого нет (IQS) или только очень небольшое количество K2 S2O8 (только НТМП без буфера) не требуется, показывают, что выше количества K2S2O8 чем требуется не ведет автоматически к резкому сокращению поглощения. Следует также отметить, что другие фосфонаты (фосфиты) в решениях аналогичного решения b с 1 мг/Л PBTC-P (поглощение: 0.3005), 1 мг/Л ГКДД-P (0.3035), 1 мг/Л EDTMP-P (0.2952) или 1 мг/Л DTPMP-P (0.2936) были осмыслены, полностью используя ISOмини метод согласно протоколу с 0,04 г K2S2O8 и 0,6 ммоль NaOH. Таким образом этот метод может также использоваться для фосфонаты (фосфиты) за исключением НТМП.
Таблица 1 показывает теоретический кислороде (ТПК) для окисления каждого буфера и химическая потребность в кислороде (ХПК) измеряется в буферном растворе 0,01 М Hach LCK 514 кювет быстрых тестов. Известно, что бихромата калия, окислитель, используемые для определения ХПК, не окисляет органически связанного азота32. Для хорошей буферов измеренной трески всегда был между суммой теоретических для окисления C и H и окисления C, H и S. Только для буферов с группой C-OH (HEPES, ЭПТ, CAPSO) соответствуют измеренное значение теоретического значения для окисления C, H и S. В буферы, которые не содержат группу C-OH (МЧС, швабры, ШАПКИ) группе сульфогруппу очевидно не разлагается полностью для сульфата.
Для решения 7 c до 7jего можно увидеть очень ясно что количества8 K2S2O значительно ниже количества окислителя, требуемые согласно трески буфера, независимо от суммы NaOH, не внести вклад в достижение целевого значения. На 10 мм буфера в этих решений был в концентрации около 1000 раз выше, чем у НТМП. Если буфер не переваривается, нельзя гарантировать, что phosphonate может быть полностью окисляется. Только K2S2O8 количества за пределами трески способствовали надежного достижения целевого значения. Таким образом, не было необходимости для всех буферов применить теоретический окислителя требование для полного окисления буфера (ТПК), потому что азота и, очевидно, также для некоторых буферов, сульфогруппу группы были не разлагаются полностью. Любые окислителем за пределы ХПК не реагируют с буфером, и, таким образом, там было достаточно избыток K2S2O8 для окисления phosphonate. НТМП также содержит азот. Хотя это не может быть полностью окисляется до нитратов, все phosphonate группы очевидно окисляется до фосфата. В противном случае, один не будет найти поглощения, который присутствует, 1 мг/Л P. обильные избыток K2S2O8 сделали безусловно способствовать полного окисления phosphonate, но после переваривания некоторые K2S2 O8 был еще присутствует и может реагировать с аскорбиновой кислотой, которая необходима для сокращения комплекса синий молибдата фосфат. В результате был ниже целевого значения поглощения.
В каждой строке поглощения увеличилось количество NaOH, начиная от определенное количество NaOH. Таким образом это также произошло что ниже количество окислителя, требуемые согласно трески буфера, значение измеряемой оптической плотности может быть в соответствии с целевого значения, хотя НТМП было очевидно не переваривается полностью (см. решения 7 c, 7Fи 7 h). В этом случае, увеличение поглощения обусловлено самостоятельной сокращение Молибдат иона из-за слишком низкой [H+]: [м] соотношение26и любая корреспонденция таким образом, только случайно. Соответственно с выше K2S2O8 количеств, больше NaOH может использоваться после переваривания, как K2S2O8 уменьшает значение пэ-аша.
В большинстве решений поглощения также был в соответствии с целевым значением, даже если не NaOH дозирования был применен. Иногда, однако, имели место отклонения от этого значения, которое может быть потому, что отсутствие NaOH привели к тому, что оптимальная [H+]: [м] соотношение не поддерживался и таким образом цвет комплекс стала нестабильной. Таким образом независимо от анализа решения, дозе 0,6 ммоль NaOH рекомендуется, как, таким образом, цвет комплексов оказалась наиболее стабильной. Регенерация решения часто имеют концентрацию 1 M NaOH. Один такой случай покрывается матрица л. Здесь было показано, что только очень узкий спектр H2так4 дозы допустимого, доказав, что использование рН зонд для регулировки рН после переваривания может быть безопаснее процедура здесь.
Все значения темно зеленый поглощения на рисунке 7 (n = 12), преобразована в общей концентрации P согласно тарировки линия на рисунке 6, дают среднее значение 1.013 мг/л. Стандартное отклонение-0,014 мг/л. Типичное отклонение от целевого значения (1.000 мг/Л), поэтому только 0,11-2,67% ((1,013––0,014 1.000) / 1.000 × 100% = 0,11%; (1,013 + 0,014–1.000) / 1.000 × 100% = 2,67%). Это показывает высокую точность методамини ISO.