离子吸附的等温模型选读.docx

离子吸附的等温模型、动力学模型和热力学参数，并对吸附机理进行了相关的探讨。吸附六价铬的木屑拟采用焚烧处理，灰渣则作为危险废弃物，经固定化处理后安全填埋。1 实验部分1． 1 主要试剂及仪器主要仪器: TP-214 电子分析天平( 丹佛仪器( 北京) 有限公司) 、SHA-C 水浴恒温振荡器( 金坛市荣华仪器制造有限公司) 、T6 紫外可见分光度计( 北京普析通用仪器有限责任公司) 、p HS-3C 精密 p H 计( 上海仪电科学仪器股份有限公司) 。主要试剂有重铬酸钾、环氧氯丙烷、N-N-二甲基甲酰胺、二乙烯三胺、三乙胺。1． 2 木屑改性吸附剂木屑过 40 目筛，用去离子水清洗以去除杂质，100℃ 烘干。称取 3 g 洗净烘干的木屑加入到配有自动搅拌机的 250 m L 三口烧瓶中，加入 15 m L 环氧氯丙烷、20 m L N-N-二甲基甲酰胺，在 100℃恒温水浴和搅拌下醚化反应 1 h 后，在通 N2的条件下缓慢滴加 5 m L 二乙烯三胺，交联反应 1 h 后，将温度控制在 80℃，缓慢滴加 10 m L 三乙胺，接枝反应 3 h，得到的固相产物过滤，并用去离子水冲洗数次，烘干待用。1． 3 木屑静态吸附实验1． 3． 1 木屑改性前后吸附容量的比较取 100 m L 浓度为 1 ～ 400 mg /L 的铬溶液，置于250 m L 容口瓶中，不改变溶液 p H，加入 0． 1 g 改性木屑和原木屑，在 25℃ 水浴恒温振荡器中反应 2 h，溶液经 0． 45 μm 滤膜过滤，采用二苯碳酰二肼分光光度法测定溶液中剩余六价铬含量。改性木屑对Cr( Ⅵ) 的吸附容量按( 1) 式进行计算。qe=( C0－ Ce) Vm( 1)式中: qe为 Cr( Ⅵ) 平衡吸附容量( mg/g) ，C0、Ce分别为溶液初始和吸附平衡时 Cr( Ⅵ) 的浓度( mg/L) ，V为吸附溶液的体积( L) ，m为吸附剂投加量( g) 。1． 3． 2 p H 对 Cr( Ⅵ) 吸附效果的影响取 100 m L 浓度为 50 mg /L 的铬溶液，置于 250m L 容口瓶中，分别调节溶液 p H 值为 3、4、5、6、7、8、9、10，加入 0． 2 g 改性木屑，其余步骤同 1． 3． 1。1． 3． 3 温度对 Cr( Ⅵ) 吸附效果的影响分别在 10、30 和 50℃ 温度下测定改性木屑对Cr( Ⅵ) 的吸附容量。在 100 m L 初始浓度为 1 ～ 500mg / L 的含铬溶液中加入 0． 1 g 改性木屑，不改变溶液 p H，分别在 10、30 和 50℃水浴恒温振荡器中反应2 h，测定溶液中剩余 Cr( Ⅵ) 的含量。1． 3． 4 吸附剂投加量对 Cr( Ⅵ) 吸附效果的影响改性木屑投加量影响实验中改性木屑质量浓度为 0． 5 ～ 4． 0 g /L，铬溶液初始浓度分别为 10、50 和100 mg / L，不改变溶液 p H，控制反应温度为 25℃ ，其余操作同 1． 3． 1。1． 3． 5 吸附动力学实验分别在 10、30 和 50℃，中性条件下考察改性木屑吸附 Cr( Ⅵ) 的到达平衡的时间。取 1 000 m L 初始浓度为 50 mg /L 的含铬溶液置于 1 000 m L 烧杯中，加入 1 g 改性木屑，分别放入 10、30 和 50℃恒温水浴锅中，控制 p H = 7，在电动搅拌条件下，于不同接触时间取样分析溶液中剩余 Cr( Ⅵ) 浓度。本研究使用 Lagergren 的准一级动力学方程( 2) 、准二级动力学方程( 3) 和颗粒内部扩散方程( 4) 拟合动力学数据，各方程的表达式如下所示:ln( qe－ qt) = lnqe－ k1t( 2)tqt=1k2q2e+tqe( 3)qt= kpt0． 5( 4)式中: qt和 qe分别为 t时刻及吸附平衡时的吸附容量( mg /g) ; k1，k2和 kp分别为准一级反应速率常数( min－ 1) 、准二级反应速率常数( g /( mg·min) ) 、颗粒内部扩散系数( mg /( g·min) ) ，其中 kp描述吸附和解吸中分子的扩散转运机制; t为时间( min) 。1． 3． 6 共存离子影响配制 100 m L 浓 度 为 1 ～ 800 mg /L 且 含 有SO2 －4、NO－3、Si O2 －3、Cl－、F－、CO2 －3多组分共存离子的铬溶液，所配置共存离子的浓度分别为 50、5、20、35、10 和 10 mg / L，加入 0． 2 g 改性木屑，不改变 p H，控制反应温度为 25℃，其余操作同 1． 3． 1。2 结果与讨论2． 1 木屑改性前后吸附容量对比及红外光谱表征木屑改性前后红外分析光谱如图 1 所示。由图1 可见，