发布时间 : 星期四 文章多种吸附剂对结晶紫染料废水的吸附效果更新完毕开始阅读
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1612qe(mg/g)84麦海米水060120麸带糠花180生2400t/min(a)
15129630qe(mg/g) 麦麸 海带 米糠 水花生060120180240t/min(b)
图3 不同时间吸附剂对结晶紫废水的吸附曲线
(a)粗颗粒 (b)细颗粒
由图3可以看出随着时间的增加，吸附量也增加但增加到一定程度时达到平衡。粗颗粒和细颗粒中海带和米糠很快就达到平衡，麦麸和水花生稍微晚一些达到吸附平衡。为了便于实验上面四种吸附剂粗、细颗粒的最佳时间均确定为120min。
3.3 动力学建模
吸附动力学数据通常可由准一级动力学方程或准二级动力学方程描述[8]。 (1) 准一级动力学模型的数学表达示为：
lnCt=-k1t+lnC0 (2)
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其中Ct —— 任一时刻的结晶紫溶液浓度，mg/L；k1 —— 准一级反应常数, g/(mg/min)；C0 —— 为溶液的初始浓度，mg/L。
(2) 准二级动力学模型数学表达示为：
t11=+t (3) 2qtk2qeqe其中：qt —— 任一时刻的吸附量，mg/g；k2 —— 准二级反应常数，g/(mg/min)； qe —— 平衡时的吸附量,mg/g；以上的t均为时间，单位为min。
根据上述两种模型分别对实验数据进行拟合分析，即用lnCt与t、t/qt与t作图。
1616t/qt(min.mg.g)-1-112t/qt(min.mgg)-112-1884水花生米糠0501001502002504麦麸海带05010015020025000t/mint/min(a) 粗颗粒
1616t/qt(min.mg.g)8t/qt(min.mg.g)12-112-1-1-184麦麸00501001502002504海带0050100150200250t/mint/min
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1616t/qt(min.mg-1.g-1)t/qt(min.mg.g-1-112)128844水0050100150花生200250米糠0050100150200250t/mint/min(b) 细颗粒
图4 粗细颗粒准二级动力学模型
两种动力学模型拟合所得的相关系数见表1和表2。从表1可以看出粗颗粒的准一级动力学相关系数都在0.9几左右，但是准二级动力学的相关系数均达到0.99以上，这说明四种粗颗粒的吸附剂对结晶紫染料的吸附过程能很好的符合准二级动力学方程。准二级动力学方程式的相关系数值粗颗粒比细颗粒的小，细颗粒相关系数都在0.999以上。可能由于细颗粒比粗颗粒比表面积大、孔结构和表面结构更利于吸附[9]，本实验的反应速率与吸附质溶液的浓度有关，同时吸附剂性质也影响反应速率。
表1 粗颗粒的准一级和准二级动力学相关系数
吸附剂 粗颗粒 麦麸 海带 水花生 米糠
准一级动力学 0.90851 0.87177 0.88964 0.91593
表2 细颗粒的准一级和准二级动力学相关系数
吸附剂 细颗粒 麦麸 海带 水花生 米糠
准一级动力学 0.92353 0.92839 0.69397 0.75126
相关系数R
准二级动力学 0.99921 0.99989 0.99996 1.0000
相关系数R
准二级动力学 0.99322 0.9998 0.99985 0.99945
同时，根据上面的两种模型可以得到不同吸附剂在准一级、准二级动力学模型下的反
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应速率常数值。见表3。
表3 粗细颗粒的准一级、准二级反应速率常数
吸附剂 麦麸 海带 水花生 米糠
k1 0.0123 0.00449 0.00773 0.0126
粗颗粒
k2 0.0158 0.0312 0.0188 0.00880
k1 0.0118 0.00846 0.00677 0.00660
细颗粒
k2 0.00730 0.0203 0.00727 0.189
在准二级动力学模型下，粗颗粒中海带的反应能力比较大，反映较快，水花生和麦麸次之。但是细颗粒的吸附剂，尤其是米糠反应很快，反应速率常数达到0.189。同时图5很清晰的显示出米糠粗细颗粒单位吸附量的变化曲线，随着平衡浓度的增加单位吸附量细颗粒增加的速率快很多。
706050qe(mg/g)403020100010203040506070粗细颗颗粒粒ce(mg/L)
图5 不同粒径在相同条件下对染料吸附的吸附曲线
3.4 吸附等温线方程
吸附研究中吸附量是重要的物理量，在恒定温度下，吸附量与溶液平衡浓度的关系曲线称为吸附等温线。由吸附等温线的形状和变化规律可以了解吸附质与吸附剂的作用强弱，界面上吸附分子的状态和吸附层结构[10]。 最常用的是Langmuir等温式和Freundlich 等温式。 3.4.1
Langmuir等温式
Langmuir等温式是基于假设固体表面由大量的吸附活性中心点构成，吸附只在这些活性中心点发生，活性中心的吸附作用范围大致为分子大小，每个活性中心只能吸附一个分子，当表面吸附活性中心全部被占满时吸附量达到饱和值，在吸附表面上分布被吸附物