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2.2.4温度对Ca2+去除效果的影响
在不同温度下用改性废分子筛对Ca2+质量浓度分别为50、200mg/L的水样进行吸附实验,以恒温水浴保温,振荡吸附2h,吸附剂投加量为1.0g/L,实验结果见图3。
由图3可见,在温度低于20℃时,吸附容量随着温度升高而升高,在20℃时达到最大,之后随温度升高而降低。在低温时,化学吸附起主导作用,伴有一定的物理吸附,随着温度的升高,呈上升趋势,20℃时达到平衡。当化学吸附达到平衡后,继续升高温度,会增加Ca2+迁移速度,易使已被吸附的Ca2+游离出来。因此,改性废分子筛宜在常温下对废水中的Ca2+进行吸附处理。
2.2.5吸附等温线
取改性废分子筛0.1g置于100mL不同Ca2+浓度的水样中,在20℃下于恒温水浴摇床中震荡2h,使吸附达到平衡,测定水样中Ca2+浓度,计算出平衡吸附容量,得出的平衡吸附数据见表2。
由表2可见,改性后废分子筛Ca2+的吸附量随Ca2+浓度的增加而增加,分别采用Langmuir模型和Freundlich模型〔4〕对实验数据进行关联,发现Langmuir模型关联曲线的相关度R=0.9986,Freundlich模型关联曲线的相关度R=0.9850。对比以上两种等温吸附模型,虽然Freundlich等温吸附模型也能较好地表现改性废分子筛吸附剂吸附Ca2+的过程,但其关联系数小于Langmuir等温吸附模型。因此,Langmuir等温吸附线最适合表示改性废分子筛吸附剂对Ca2+的吸附,表明改性废分子筛对Ca2+的吸附为单分子层吸附。
3结论
(1)当水样初始Ca2+质量浓度小于110mg/L时,随着水样初始浓度的增大,改性废分子筛对Ca2+的吸附容量逐渐增大,当水样初始质量浓度大于110mg/L时,改性废分子筛对Ca2+的吸附容量几乎不随初始浓度增大而发生变化。
(2)在pH为7.0、温度为20℃时改性废分子筛对Ca2+的吸附效果最好,且吸附2h后就可达到饱和,初始质量浓度为200mg/L水样,其对Ca2+吸附容量达到了17.8mg/g。
(3)废分子筛经热改性后,具有较强的吸附性,是一种优良的吸附材料。其吸附为物理与化学混合型。
(4)改性废分子筛吸附剂吸附Ca2+的过程很好地符合了Langmuir等温吸附模型。
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