酸活性化混合廃棄物バイオマスを用いたコンゴ赤色染料の浄化のための人工ニューラルネットワークと数学モデリング

科学分野:

• 環境科学
• 材料科学
• 化学工学

背景:

• 繊維産業の廃水には コンゴ赤のような危険な染料が多く含まれています
• 従来の染料除去方法では 効率と環境への影響が問われています
• 持続可能で費用対効果の高い吸着剤の開発は,染料の浄化に不可欠です.

研究 の 目的:

• コンゴ赤色染料の除去のための新しい酸活性化藻類アナナスの皮バイオマス (AAPPB) の有効性を調査する.
• AAPPB吸着剤の特徴と,その表面特性を理解する.
• 染料除去性能を予測するための人工ニューラルネットワーク (ANN) モデルを開発し,検証する.

主な方法:

• バイオマス製剤:藻類とアナナスの皮の混合物の酸活性化
• 吸収実験:最適な条件 (用量,接触時間) を決定するバッチ試験.
• 吸着剤の特徴:表面分析と機能群の識別
• モデリング:イソテルム,運動,熱力学的分析;ANNモデルの開発と検証.

主要な成果:

• AAPPBは,酸性活性化後に,表面と機能の特性が向上した.
• 1g/ Lの投与量と40分間の接触時間で最適の吸い込みが発生した.
• レドリッヒ・ピーターソンと偽二次モデルでは,化学吸収を示し,吸収過程を最もよく記述した.
• 最大吸収容量は152. 3mg/ gに達した.
• 熱力学的分析は,自発的,好ましい,そして外熱的吸収を示した.
• ANNモデルは高い相関係数 (0.9943) を達成し,その予測精度を確認しました.

結論:

• AAPPBはコンゴ赤色染料の除去に高度に効果的で持続的な吸着剤です.
• 吸着メカニズムは単層,異質,化学吸着プロセスを含む.
• 人工ニューラルネットワークのモデリングは,染料の除去効率を予測するための信頼できるツールを提供します.
• AAPPBは,産業用染料のリハビリ用の大きな可能性を示しています.