مهمترین خاصیت جسم جاذب سطح کلی یا به عبارتی سطح مخصوص آن است. معمولاً اجسام جاذب دارای خلل و فرج زیادی در سطح هستند در هر حال هر چه ذرات جسم جاذب کوچکتر باشد، سریعتر در تماس با فاز سیال قرار می گیرند و سرعت انجام فرایند بیشتر خواهد بود. به طور کلی هر چه جاذب دارای سطح مخصوص بیشتری باشد ظرفیت جذب بیشتری دارد[40].
1-5-3-2) نوع و خصوصیات ماده جذب شونده
از جمله خصوصیات ماده جذب شونده که بر میزان جذب مؤثر است، اندازه و جرم مولکولی، غلظت و نوع ترکیب مواد از نظر آلی و معدنی را می توان نام برد. اندازه مولکول هرچه بزرگتر باشد از یک طرف حرکت آن به سمت جاذب کندتر و امکان جای گیری آن در سطح جاذب و حفرات آن کمتر می گردد[40].
اگر مواد جذب شونده از یک گروه شیمیایی خاص باشند، معمولاً مولکولهای کوچکتر دارای سرعت و میزان جذب بیشتری نسبت به مولکولهای بزرگتر هستند. چرا که در مرحله نفوذ حفره‌ای لازم است که قطر ذره از قطر خلل و فرج سطح جاذب کمتر باشد. حضور مواد دیگر در فاز مایع نیز بر فرآیند جذب تأثیر گذار است. جذب مخلوطی از چند ماده توسط جاذبی خاص میتواند میزان جذب یک جزء خاص را افزایش و یا با آن رقابت کند و یا اینکه هیچ اثری بر میزان جذب آن جزء نداشته باشد. مطالعات قبلی برای فلزات مختلف نتایج متفاوتی داشته و قاعده کلی وجود نداشته است.
1-5-3-3)میزان اختلاط و بهم زدن فاز سیال
سرعت فرآیند جذب سطحی با توجه به میزان به هم زدن فاز محلول به یکی از دو مرحله نفوذ لایه‌ای و یا نفوذ حفرهای بستگی دارد. چنانچه محلول به اندازه کافی به هم زده نشود، ضخامت فیلم سطحی به دور ذرات جسم جاذب زیاد شده و جزء جذب شونده نمیتواند به راحتی خود را به سطح جاذب برساند و میزان جذب کاهش مییابد. مرحله مؤثر در کنترل واکنش جذب در این حالت مرحله نفوذ لایهای خواهد بود. اما در صورتیکه سرعت همزدن فاز سیال بسیار سریع باشد، نفوذ حفرهای یعنی نفوذ در خلل و فرج ذرات جسم جاذب محدود خواهد شد که در این حالت، کنترل کننده سرعت واکنش مرحله نفوذ حفرهای خواهد بود. غالباً در سیستمهای ناپیوسته مرحله سوم یعنی نفوذ حفرهای و در سیستمهای پیوسته مرحله دوم یعنی نفوذ لایهای نقش کنترلکننده فرآیند جذب را بر عهده دارند.
1-5-3-4)pH محیط عمل
pH یکی ازمهمترین فاکتورها در پدیده جذب سطحی است. با توجه به آنکه یونهای H+ خود قابلیت جذب قابل توجهی دارند، pH محیط درسرعت انجام فرآیند و میزان جذب، بسیارمؤثراست. به عنوان مثال در برخی آزمایشات جذب، یونهای H+به سطح ماده جذب شونده متصل شده و سطح آن را مثبت مینمایند (یونیزاسیون). با توجه به اینکه سطح بیشتر جاذبها (همانند کربن فعال و میکروارگانیسمها) دارای بار منفی است، پدیده یونیزاسیون، سرعت جذب را افزایش می دهد. در برخی موارد نیز یونهای H+در رقابت با یونهای دیگر نظیر یون کادمیم سریعتر جذب شده و میزان جذب این آلاینده را از محیط آبی کاهش میدهند. به هرحال برای هر سیستم خاص pHبهینه باید با انجام آزمایشات مربوط تعیین گردد. البته در برخی موارد نیز، تغییر pHاثری بر میزان جذب یک جزء شیمیایی خاص ندارد. این امر در مورد جذب ترکیبات آلی فرار توسط خاکهای کشاورزی مشاهده شده است[40].
1-6 ) ایزوترمهای جذب سطحی
برای یک سیستم جاذب- جذب شونده، تعادل جذب تابعی از فشار و دمای سیستم است:
f(p,T) : X/M
که در آن X/M مقدار ماده جذب شده بر واحد جرم ماده جاذب در شرایط تعادل فشارP ودمای T است.اگر جذب در شرایطی انجام شود که دمای سیستم تغییر نکند، آن را جذب ایزوترم و اگر در شرایط انجام شود که فشار سیستم ثابت باشد، جذب را جذب ایزو بار می نامند. در عمل مطالعات جذب معمولا به صورت ایزوترم انجام می شود، زیرا مطالعۀ جذب در دمای ثابت آسان تر است. به علاوه با استفاده از مدل های جذب ایزوترم، اطلاعات مفیدی را می توان راجع به سطح ماده جاذب، حجم منافذ آن و توزیع ابعاد منافذ ماده جاذب به دست آورد. بررسی پدیده های دو ایزوترم متداول (لانگمیر و فروندلیچ ) که در توصیف فرآیندهای جذب کاربرد بیشتری دارند. جذب می تواند با استفاده از مدل های جذب ایزوترم، سینتیک جذب و یا ترمودینامیک جذب بررسی شوند[41].
ایزوترم جذب سطحی برای سیستمهای مختلف می تواند اشکال گوناگونی داشته باشد. با این وجود دو ایزوترم متداول (لانگمیر و فروندلیچ ) که در توصیف فرآیندهای جذب کاربرد بیشتری دارند.
1-6-1 )جذب ایزوترم لانگمویر
این مدل اولین مدل جذب ایزوترم است و بر مبنای فرضیاتی استوار است که مهمترین آنها عبارتند از [41]:
1- مواد جذب شونده (اتم، ملکول یا یون ) بر روی نقاط مشخصی در سطح ماده جاذب متصل می‌شود و یک جذب یک لایه ای (Monolayer)روی می دهد. به علاوه، هیچ گونه بر همکنشی بین ملکول های جذب شونده روی نمی دهد.
2- هر نقطۀ جذب در سطح فقط و فقط یک واحد از ماده جذب شونده را جذب می کند، بنابراین به صورت تئوریک هر سایت پس از جذب یک واحد، به حد اشباع می رسد و به همین دلیل جذب اضافی روی نمی دهد،
3 – انرژی جذب سطحی ثابت بوده و مستقل از میزان پوشش سطحی است. این بدین معنی است که سطح جاذب کاملا صاف و همگن است و پس از جذب اثر متقابل بین ماده جذب شونده و سطح جاذب ناچیز است.
این معادله حدود حداکثر جذب سطحی را مشخص می کند. معادلۀ لانگمویر برای جذب رنگ از یک محلول به صورت زیراست:
qe=qmklce/(1+klce) (1-1)
که در آنqe مقدار رنگ جذب شده بر واحد جرم جاذب در شرایط تعادل (mg/g)،qm حداکثر رنگ جذب شده برای ایجاد یک لایه ی جذب شده یا مونولایر (mg/g)،Ce غلظت تعادلی رنگ در محلول (mg/l) و kl مقدار ثابت وابسته به انرژی جذب (l/mg)است.شکل خطی این معادله به صورت زیر است:
Ce/qe=(1/klqm)+Ce/qm (1-2)
1-6-2 )جذب ایزوترم فروندلیچ
در مدل فروندلیچ فرض بر این است که سطح ماده جاذب همگن نیست و مقدار جذب ماده از محلول تابع غلظت تعادل ماده جذب شونده در محلول است. این معادله بر این فرض است که با افزایش پوشش سطحی، انرژی جذب سطحی به صورت لگاریتمی کاهش می یابد که ناشی از ناهمگنی سطح است. این معادله جذب حداکثری را پیش بینی نمی کند. معادلۀ جذب فرندلیج و شکل لگاریتمی آن به صورت زیر است[42]: