含铜废水处理之复合材料对水中Cu (Ⅱ) 的吸附特征

化学键的形成是影响准二级动力学吸附作用的主要因子，由此也可推断该吸附过程以化学吸附为主[26].准二级动力学速率常数k2和初始吸附速率h随初始浓度的升高而降低，这可能是由于在吸附的初始阶段，过高的Cu(Ⅱ)浓度，使得吸附过程中出现吸附点位临时“拥堵”现象，致使Cu(Ⅱ)在吸附剂表面初始吸附速率较慢.

表2PBGC-HAP/C吸附动力学模型参数

3.2等温吸附与热力学特征分析

本文采用Langmuir、Freundlich等温吸附模型对PBGC-HAP/C的吸附行为进行描述.各项参数可根据以下方程计算

结果如表3所示.可以得出，吸附剂对铜离子的吸附更加符合Langmuir吸附等温式，其相关性系数R2＞0.99，高于Freundlich方程相关性，同时也表明吸附剂表面是比较均匀的，各处的吸附能力大致相同，其吸附属于单分子层吸附.Freundlich吸附模型中，一般认为0.1<1/n<0.5吸附容易进行，1 n="">2吸附难以进行[28].从拟合结果可以得出吸附剂在不同温度下对铜离子的吸附均易进行，对吸附常数KF，KF，-45℃>KF，-35℃>KF，-25℃，表明升高温度有利于吸附，这与实验结果是相一致的.

表3PBGC-HAP/C等温吸附模型参数

无量纲化分离因子RL，其方程为RL=1/(1+bc0)，它的大小能够用来表示吸附的性质，当0＜RL<1,表示优惠吸附；当rl>1为非优惠吸附；当RL=1，为可逆吸附；当RL=0，为非可逆吸附[29].本文RL与c0的关系如图6所示，所有的特征分离常数RL均小于1，表明该吸附为优惠吸附.同时得出温度升高RL下降，说明升高温度有利于吸附，这和Freundlich吸附模型所得结果相一致.

图6不同温度下Cu(Ⅱ)浓度对RL的影响

为了进一步探究温度变化对PBGC-HAP/C的吸附影响，本文通过计算吉布斯自由能(ΔGθ)、吸附焓(ΔHθ)、吸附熵(ΔSθ)来确定吸附反应热力学效应，相应计算式如下:

表4吸附热力学参数

吉布斯自由能为负值，说明该吸附过程为自发进行的，且随着温度增加，自发程度加大.在吸附过程中吸附焓和吸附熵分别为31.175kJ&dot;mol-1、0.192kJ&dot;(mol&dot;K)-1，正的吸附焓表明吸附为吸热过程，升温有利反应进行.正的吸附熵ΔSθ表明在吸附过程中混乱度增加，这应该是较多的水分子在固/液界面发生吸附所致.

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