天然沸石对水体中甲基橙和亚甲基蓝的吸附研究 - 图文(8)

蓥三室云魃递堑盟空基撞曲噬瞰班蕴表３－４沸石吸附甲基橙动力学参数Ｔａｂｌｅ３－－４Ｔｈｅｋｉｎｌｉｃｐａｒａｍｅｔｅｒｓａｂｏｕｔｄｉｆｆｅｒｅｎｔｋｉｎｅｔｉｃｍｏｄｅｌ表３＿４沸石吸附甲基橙动力学参数（续）Ｔａｂｌｅ３－４Ｔｈｅｋｉｎｔｉｃｐａｒａｍｅｔｅｒｓａｂｏｕｔｄｉｆｆｅｒｅｎｔｋｉｎｅｔｉｃｍｏｄｅｌ（ｃｏｎｔｉｎｕｅ）根据回归系数，Ｅｌｏｖｉｅｈ方程也能较好地描述实验条件下甲基橙的动力学吸附行为．对于颗粒内扩散模型，由于回归系数较小，用同样的参数描述整个吸附过程，误差较大．由图３－１３中数据点的分布看出，吸附分成三个阶段，第段有较好的线性关系，线性的延长线不通过原点，说明吸附初始阶段，吸附过程是快速的过程，以膜扩散为主，第二阶段是慢吸附过程，是膜扩散和颗粒内扩散共同控制吸附过程，第三阶段主要是颗粒内扩散过程，吸附逐渐达到平衡‘２２，２３】．由前面的动力学模型可得到吸附过程的准一级或准二级动力学常数，采用回归系数较大的动力学常数，根据阿伦尼乌斯公式可求得吸附过程的表观活化能㈨１７Ｊ：把不同温度下吸附反应的速率常数和温度代入式ｌ－２８，对ｌｎｋ～ｌ／Ｔ作图，可得到一条直线（未列出），从直线的斜率可以求出活化能．把在不同温度下，沸吸附甲基橙的准二级反应动力学常数（恕）代入式１－２８，求得沸石吸附甲基橙的活化能为１４．８ｋＪ?ｒｏｏｆｌ．该数据表明沸石对甲基橙吸附过程属于化学吸附．＂∞宙～３∞『Ｉ：；们舢伽彩乏｜－２００２０４０６０舯１００１２０１４０１６０Ｉ舯２００图３＿ｌＯ准一级动力学模型线性拟合图Ｆｉｇｕｒｅ３＿ｌＯＴｈｅｆｉｔｔｅｄｌｉｎｅａｒｇｒａｐｈａｂｏｕｔｐｓｅｕｄｏ－ｆｉｒｓｔ－ｏｒｄｅｒｋｉｎｅｔｉｃｍｏｄｅｌ４０２００－２００２０４０６０舳１００１２０１４０１６０１８０２００ｔ／ｎｆｉｎ图３’Ｉｌ准二级动力学模型线性拟合图Ｆｉｇｕｒｅ｝１１Ｔｈｅｆｉｔｔｅｄｌｉｎｅａｒｇｒａｐｈａｂｏｕｔｐｓｅｕｄｏ－ｓｅｃｏｎｄ－ｏｒｄｅｒｋｉｎｅｔｉｃｍｏｄｅｌ簋兰童丞签凌五型至基撞曲咝毗鲤宜弘“抽一Ｉ－暑∞邑ｉ¨ｎ瞄０ｌ２３４５６Ｉｎｔ图３—１２Ｅｌｏｖｉｅｈ模型线性拟合图Ｆｉｇｕｒｅ３一１２ＴｈｅｆｉｔｔｅｄｌｉｎｅａｒｇｒａｐｈａｂｏｕｔＥｌｏｖｉｃｈｍｏｄｅｌ弘“加＝曼．暑．如昌≮即坦雌Ｏ２４６８ｆｌ璧１０１２１４图３＿１３颗粒内扩散线性拟合图Ｆｉｇｕｒｅ３一１３ＴｈｅｆｉｔｔｅｄｌｉｎｅａｒｇｒａｐｈａｂｏｕｔｉｎＷａｐａｒｔｉｃｌｅｄｉｆｆｕｓｉｏｎ３０本章小结本章研究了沸石对甲基橙的吸附作用，探讨了影响吸附的因素，升温有利于甲基橙的吸附，平衡吸附行为可用Ｌａｎｇｍｕｉｒ吸附等温线描述，时间对吸附的影响可用准二级动力学描述．吸附过程是化学过程，是自发的吸热过程．笙四童递互盟垩空基堇曲凼ｉ班盔第四章天然沸石对亚甲基蓝的吸附研究４．１引言天然沸石在自然界中广泛存在，价廉易得，比表面积较大，含有微孔结构和活性官能团，除用作饲料外，常用作吸附剂去除水体中的难降解污染物，如重金属离子、酚类和染料等【１捌．本部分实验选取天然沸石作为吸附剂，采用批处理（静态）处理和动态（装柱）处理的方式，研究沸石对阳离子染料亚甲基蓝（ＭＢ）的吸附作用，探讨沸石的吸附特性，为实际应用打下基础．４．２沸石对亚甲基蓝的静态吸附研究４．２．１吸附时间的影响为了研究吸附时间对沸石吸附亚甲基蓝的影响，找出达到吸附平衡所需要的时间，使沸石在含有亚甲基蓝的溶液中振荡吸附，其初始浓度为３０ｍｇ?【『１，沸石的浓度为６ｇ?Ｌ－１，溶液用量为５０ｍＬ，在振荡器上进行吸附实验．于不同的吸附时间间隔内取出锥形瓶，取上清液测量吸附后溶液中亚甲基蓝的浓度，计算出不同吸附时间的吸附量，其结果如图４－ｌ所示，不同时间的去除率也如图扣ｌ所示．图４－ｌ吸附时间对沸石吸附亚甲基蓝的影响（２５＂１２）Ｆｉｇｕｒｅ４－１ＥｆｆｅｃｔｏｆｃｏｎｔａｃｔｔｉｍｅＯｎａｄｓｏｒｐｔｉｏｎ由图４—１可以看出，沸石对亚甲基蓝的吸附经历了３个阶段：快速阶段、中速阶段和慢速过程．在初始２０ｍｉｎ时问内，随着时间的增加，亚甲蓝的吸附量迅速增加，在２０ｍｉｎ之后，吸附量增加幅度变小，直至１５０ｍｉｎ．再随着吸附时间的增加，吸附量变得缓慢，吸附进入慢吸附阶段．因此，沸石对亚甲基蓝的吸附，在２４０ｍｉｎ后基本达到吸附平衡，由于浓度不同，平衡时间有差异，选取４８０ｍｉｎ作为吸附平衡时间．４．２．２沸石用量对吸附的影响为了研究沸石的用量对吸附亚甲基蓝的影响，分别取已知不同质量的沸石放入锥形瓶中，亚甲基蓝的初始浓度为３０ｍｇ?Ｌ－１，体积为１０ｍＬ，在振荡器中振荡４８０ｍｉｎ达到吸附平衡后，取出锥形瓶，测量吸附后溶液中的亚甲基蓝的浓度，计算吸附量和去除率，结果如图４＿２所示．。印县ｉ图４－２沸石用量对吸附的影响Ｆｉｇｕｒｅ４－２Ｄｏｓａｇｅｏｆｚｏｏｌｉｔｅｏｎａｄｓｏｒｐｔｉｏｎ当溶液中亚甲基蓝的浓度一定时，沸石的浓度越低，其吸附量就越高．由图４之看出，随沸石用量的增加，对亚甲基蓝的去除率增加．当吸附剂用量增大到０．０６ｇ时，再增加吸附剂用量，去除率的增加幅度不大，因此后面的实验中选用Ｏ．０６ｇ作为沸石的用量．４．２．３溶液ｐＨ值的影响ｐＨ值是影响吸附的最重要的参数之一，为了研究ｐＨ值对沸石吸附亚甲基蓝的影响，在温度２５＂Ｃ时，将０．０６ｇ沸石放入１０ｍＬ浓度为４０ｍｇ?Ｌ－１的亚甲基蓝溶液中，使ｐＨ值在１．０到９．Ｏ之间变化，吸附时间４小时，研究沸石对亚甲基蓝的吸附行为．测量吸附后溶液中亚甲基蓝的浓度，计算吸附量．实验结果如图４－３所示．由图４＿３可见，溶液ｐＨ值影响沸石对亚甲基蓝的吸附能力．低ｐＨ值不利于亚甲基蓝的吸附，高ｐＨ值有利于吸附，且ｐＨ在６￣ｌＯ之间吸附量较大．原因为ｐＨ较高时，沸石表面的带负电荷，易于结合溶液中带正电荷的亚甲基蓝．溶液ｐｎ对吸附亚甲基蓝的影响，有类似的研究结果报道１３－６１．因此后面的实验不调节溶液的