Diffusion in liquid-filled pores of activated carbon. I. Pore volume diffusion

Authors

  • R. Leyva-Ramos,

    Corresponding author
    1. Centro de Investigacidn y Estudios de Posgrado, Facultad de Ciencius QuimicaslUASLP, Ave. Dr. M. Nava #6, San Luis Potosi, S.L.P. 78230, Mexico
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  • C. J. Geankoplis

    1. Department of Chemical Engineering and Materials Science, University of Minnesota, Minneapolis, MN 55455, U.S.A.
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Abstract

The adsorption isotherms on activated carbon were measured for the following six systems: benzaldehyde, phenol, and potassium chloride in water; benzene, isopropylbenzene, and phenol in cyclohexane. The systems isopropylbenzene and benzene each in cyclohexane and potassium chloride in water proved to be slightly adsorbing systems, whereas the benzaldehyde and phenol each in water were highly adsorbing systems. The rate of diffusion of the slightly adsorbing solutes was interpreted by assuming that the intraparticle diffusion was due to pore volume diffusion. The results indicated that the tortuosity factor for activated carbon is 3.5. The effective pore volume diffusivity and the tortuosity factor were not affected by the concentration of the solute, solute molecular size and the particle diameter. The external mass transfer resistance was negligible when pore volume diffusion was the controlling intraparticle diffusion mechanism.

Abstract

On a mesuré les isothermes d'adsorption sur du charbon actif pour les six systèmes suivants: benzaldehyde, phenol et chlorure de potassium dans l'eau; benzène, isopropylbenzkne et phénol dans le cyclohexane. Les systèmes isopropylbenzbne et benzène dans du cyclohexane ou du chlorure de potassium dans l'eau se sont révélés légérement adsorbants, tandis que le benzaldéhyde et le phénol dans l'eau sont hautement adsorbants. La vitesse de diffusion des solutés ltgbrement adsorbants a été interpréttée en supposant que la diffusion intraparticulaire est due à la diffusion volumique des pores. Les résultats indiquent que le facteur de tortuosité pour le charbon actif est de 3,5. La diffusivité volumique effective des pores et le facteur de tortuosité ne sont pas influencés par la concentration du soluté, la taille moléculaire du soluté et le diamètre des particules. La résistance externe au transfert de matière est négligeable lorsque la diffusion volumique des pores est contrǒlée par le mécanisme de diffusion intraparticulaire.

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