Aplicación de modelos difusionales y modelos cinéticos en la interpretación de las cinéticas de adsorción de piridina sobre carbón activado granular

Abstract

In this work, a surface diffusion model (SDM) obtained in a previous work was validated in a wide range of experimental conditions to predict the adsorption kinetics of pyridine on activated carbon. Moreover, the predictions of SDM model were compared with those obtained by using the first and second-order kinetic models. The results showed that the second- order model adjusted satisfactorily the experimental data and fitted the experimental data much better than the first-order kinetic model. The effect of the stirring speed, mass of pyridine adsorbed, (qe), and temperature on the rate constant of the second- order model, (k2), was analyzed and equations were proposed to correlate k2 as functions of qe and temperature. Nevertheless, the dependence of k2 regarding the temperature, stirring speed and qe cannot be accurately correlated. On the other hand, the SDM model provided a much better prediction than the second order kinetic model. The surface diffusion can be readily estimated from a correlation recommended in this work, whereas the k2 could not be predicted for some of the experimental conditions studied in this workEn este trabajo el modelo de difusión superficial (MDS) obtenido en un trabajo previo se validó en un amplio intervalo de condiciones experimentales para predecir la cinética de adsorción de piridina en carbón activado. Más aun, la predicción del modelo MDS se comparó con las predicciones obtenidas utilizando el modelo cinético de primer y segundo orden. Los resultados demostraron que el modelo cinético de segundo orden ajustó de mejor manera los datos experimentales que el modelo cinético de primer orden. La constante cinética de segundo orden, k2 , se correlacionó con distintas variables de operación (masa adsorbida en el equilibrio, temperatura, velocidad de agitación) obteniéndose ecuaciones para predecir k2 . Sin embargo, estas dependencias presentaron bastante incertidumbre y en algunos casos carencia de significado físico. Por otra parte, el modelo MDS proporcionó una mejor predicción que el modelo cinético de segundo orden. Más aun, el coeficiente de difusión superficial, Ds , puede estimarse correctamente en un amplio intervalo de condiciones experimentales mediante una correlación propuesta en este trabajo.