天然沸石对水体中甲基橙和亚甲基蓝的吸附研究 - 图文(7)

３．２．６．１Ｌａｎｇｍｕｉｒ和Ｆｒｅｕｎｌｉｃｈ等温吸附模型参数对于固液体系的吸附行为，常用Ｌａｎｇｍｕｉｒ吸附等温式来描述【６’１２１，其线性表达式为：＾＋一￥一ｌｌｌｌ吼ｇ—ＫＬｇ—ｅ（３－１）式中口。为平衡吸附量（ｍｇ?ｇ－１），ｇｍ为饱和吸附量（ｍｇ?ｇ－１），ｃｃ为吸附达平衡后金属离子的浓度（ｍｇ?Ｌ－１），墨为吸附平衡常数（Ｌ?ｍｇ－１）．根据Ｌａｎ掣ｎｕｈ＂方程可以得到最大吸附量和Ｌａｎｇｍｕｉｒ吸附常数．Ｆｒｅｕｎｄｌｉｃｈ模型也常用于描述固液体系的吸附行为，其线性表达式为：ｌｌｎｑ。＝＂－－Ｉｎｅ＋ＩｎＫＦ刀式中，ＫＦ、ｌ／ｎ为相应的Ｆｒｅｕｎｄｌｉｃｈ常数．（３－２）依据图３＿６所示的数据，按式３＿１和式３＿２进行最小二乘法线性回归分析，所得直线如图３＿７、图３＿８所示．计算得到的Ｌａｎｇｍｕｉｒ和Ｆｒｅｕｎｌｉｃｈ等温吸附模型参数，结果列于表｝１．２．５９２０Ｉ．５１．００．５０，００．０００．０５ｎ１００１５０．２００２５０．３００．３５０．４０１，ｃｃ图３０ｌ＿ａｎｇｍｕｉｒ方程线性拟合图Ｆｉｇｕｒｅ３－７ＴｈｅｆｉｔｔｅｄｌｉｎｅａｒｇｒａｐｈａｂｏｕｔＬａｎｇｍｕｉｒｉｓｏｔｈｅｒｍ表３一ｌ中，Ｒ为回归方程的回归系数，ＳＤ为回归方程的标准偏差．在不同的实验温度下，沸石对甲基橙的吸附较好的符合Ｌａｎｇｍｕｉｒ等温吸附模型和Ｆｒｅｕｎｌｉｅｈ等温吸附模型．ＬａｎｇＴｎｕｉｒ等温吸附模型的线性相关系数达到０．９９，Ｆｒｅｕｎｌｉｃｈ等温吸附模型的线性相关系数范围从Ｏ．９７，说明线性关系良好．而且随着温度的升高，沸石笙三童丞签进直盟里基撞鲍咝瞪班宜的最大吸附量增加．坼值随温度升高增加，鼠随温度变化无规律．温度从２８８Ｋ升高到３１８Ｋ时，沸石对甲基橙的最大吸附量从５．９６ｍｇ?旷１增大到８．９１ｍｇ?旷１由Ｒ值可以说明，Ｌａｎｇｍｕｉｒ能更好地描述沸石对甲基橙的等温吸附行为．对于Ｆｒｅｕｎｄｌｉｃｈ常数，由于０＜ｌ／ｎ＜ｌ，说明吸附过程是容易吸附的过程．ｕ奇署，ｍ帖¨：；舢ｈｅ图｝８Ｆｒｅｕｎｄｌｉｃｈ方程线性拟合图Ｆｉｇｕｒｅ３－８ＴｈｅｆｉｔｔｅｄｌｉｎｅａｒｇｒａｐｈａｂｏｕｔＦｒｅｕｎｄｌｉｃｈｉｓｏｔｈｅｒｍ表３－ｌ在不同温度下沸石吸附甲基橙时Ｌａｎｇｍｕｉｒ和Ｆｒｅｕｎｌｉｃｈ等温吸附方程的参数Ｔａｂｌｅ３－－１ｔｈｅａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｏｆＬａｎｇｍｕｉｒａｎｄＦｒｅｕｎｄｌｉｃｈｍｏｄｅｌｔｏｔｈｅａｄｓｏｒｐｔｉｏｎｏｆｍｅｔｈｙｌｏｒｇａｎｇｅ０１１ｚｅｏｌｉｔｅａｔｄｉｆｆｅｒｅｎｔｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ依Ｌａｎｇｍｕｉｒ方程得到的最大吸附量知，与其它廉价吸附剂对染料的吸附量相比，沸石对甲基橙的吸附能力并不大ｐ，．Ｏｌ，当然吸附量的差异也与不同吸附剂使用时的吸附条件有关，但是沸石作为天然古生物，来源广，价格低，不经处理直接用作吸附剂，吸附水体中的无机污染物或有机污染物，有一定的开发前景．３…２６２沸石吸附甲基橙的热力学参数计算在环境工程实验中，能量和熵的变化可以判断过程的自发性．吉布斯自由能变化，△ＧＤ，是自发性的基本标准．如果△Ｇ０是负值，该过程就是自发过程．沸石吸附染料的过程可认为是可逆的吸附过程，其表观吸附平衡常数（或称作分布系数，凰’）可以用式３＿３表示．其中Ｃａｄ，ｅ为平衡时金属离子在吸附剂上的浓度，岛为平衡时溶液中的金属离子浓度．为了求得体系的标准吸附平衡常数做０），用浓度代替活度计算［６Ａ５－１７１．，．ｃＩ。Ｋ２百（３＿３）将凰对“作图，与纵轴的交点即为疋ｏ．将＆ｏ的值，代入式３＿４和３—５，可以计算出反应的标准吉布斯自由能变化．△俨＝－ＲＴｌｎＫｃｏ（３卅△Ｇｏ＝△非ｍＰ（３—５）根据△Ｇｏ的值，可以由Ｖａｎ’ｔＨｏｆｆ方程（式３－５），对△ＧＤ～ｒ进行线性回归，由直线的截距和斜率可以得到吸附反应的△∥（ｋＪ?ｍｏｌ－１）和△妒（ｋＪ?ｔｏｏｌ－Ｉ．Ｋ－１），因为Ａ矿和△妒随温度的影响基本不发生变化，因此可以看作常数．根据式３＿３、式３＿４和式３＿５，对沸石吸附甲基橙的数据进行热力学参数计算，结果如表３＿２所示．３－２不同温度下沸石吸附甲基橙的热力学参数Ｔａｂｌｅ３－２Ｔｈｅｒｍｏｄｙｎａｍｉｃｐａｒａｍｅｔｅｒｓｏｆｍｅｔｈｙｌｏｒａｎｇｅａｄｓｏｒｐｔｉｏｎｏｎｚｅｏｌｉｔｅ由表３＿２中的数据可以看出，沸石对甲基橙的吸附，在实验的温度范围内，表观吉布斯自由能变化△Ｇｏ的值都小于零，因此，吸附反应都能够自发进行．由表３’２还可看出，沸石吸附甲基橙时焓变为正值，说明该吸附过程是吸热过程，与随温度升高吸附量增加的结果一致．３．２．６．３不同温度时沸石吸附甲基橙时的ｊ‰值吸附线形状可用于描述吸附过程是“有利’’或“不利”ｆ１８】．利用Ｌａｎｇｍｕｉｆ常数可以计算无量纲参数ｊ＆【１９】：Ｋｎ＝雨瓦１式中Ｊ矗——无量纲的分离因子；Ｃ｝一甲基橙的初始浓度（ｒａｇ?Ｌ『１）；局，——ＬａＩｌｇｍｕｉｒ常数（Ｌ?ｍｇ‘）．参数陆可以说明等温吸附线的类型．ＶａｌｕｅｓｏｆＫｓＴｙｐｅｏｆｉｓｏｔｈｅｒｍＫＲ＞１ＵｎｆａｖｏｒａｂｌｅＫＲ＝ＩＬｉｎｅａｒＯ＜／ＫＲ＜１１ＦａｖｏｒａｂｌｅＫＲ－－＝０ｌｒｒｅｖｅｒｓｉｂｌｅ在不同温度下等到的ＫＲ值列于表３－３．表３－３不同温度下根据Ｌａｎｇｍｕｉｒ常数得到的妊值Ｔａｂｌｅ３－３酶ｖａｌｕｅｓｂａｓｅｄ０１１ｔｈｅＬａｎｇｍｕｉｒｉｓｏｔｈｅｒｍａｂｏｕｔｃｏｐｐｅｒａｎｄｌｅａｄｉｏｎＣ０／（ｍｇ－Ｌ－‘）２８８Ｋ３０３Ｋ３１８Ｋ５０．８７９０．９０１０．８９２ｍ０．７８４０．８２００．８０５加０．６４４０．６９５０．６７４∞０．５４７０．６０４０．５７９∞０．４７５０．５３３０．５０８卯０．４２００．４７７０．４５２∞０．３７７ｏ．４３２０．４０８７００．３４１０．３９５０．３７１、（３＿６）３１墓三童丢签递鱼盟里基撞鲢哩瞰型［宜由表３－３看出，沸石对甲基橙的吸附，在实验条件下，沸石与甲基橙的作用是一吸附过程．３…２６４沸石吸附甲基橙的动力学研究化学反应动力学的研究总是与物质浓度、反应时问及反应温度三个参数紧密相关．通过实验在不同的温度下，研究在不同时问沸石对甲基橙的吸附量，进而找出反应速率变化的规律和物质浓度随时间变化的规律．不同的反应表现出不同的规律，研究这些规律，能深入认识反应的历程，并能用于实验的设计、预测实验需要的时间等．在不同的温度下，研究沸石的吸附量随着时间的变化规律．结果如图３巧所示．在不同的温度下，沸石对甲基橙的吸附都是随着时间的增加吸附量增加，随着温度的升高而增加．吸附量随温度上升而增加，说明该吸附是吸热过程．如＂一１．宕∞Ｂ一广６加”¨”０４０８０１２０１６０ｔｌｎｎｎ２００图３．９不同温度下接触时间对沸石吸附甲基橙吸附量的影响（Ｃｏ＝２０ｒａｇ?Ｌ－１）Ｆｉｇｕｒｅ３－９ＴｈｅｅｆｆｅｃｔｏｆｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅａｎｄｔｉｍｅＯＢｍｅｔｈｙｌｏｒａｎｇｅａｄｓｏｒｐｔｉｏｎＯｉｌｚｅｏｌｉｔｅ把沸石吸附甲基橙的数据分别应用于准一级反应动力学模型、准二级反应动力学模型、Ｅｌｏｖｉｃｈ模型和内扩散模型，依式ｌ—１３、式ｌ—１５、式ｌ＿２ｌ和式ｌ …… 此处隐藏：874字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……