含聚丙烯酰胺(PAM)驱油废水处理技术

表 3 H-Beta吸附PAM的Freundlich和Langmuir参数

式中，qe为平衡吸附量(mg ˙ g-1)，Ce为吸附平衡时溶液浓度(mg ˙  L-1)，kF为Freundlich吸附常数，qmax为单层饱和吸附量(mg ˙ g-1)，b为Langmuir吸附常数(L ˙ mg-1).

在低平衡浓度区，采用Langmuir模型所得可决系数较高(R2>0.98)，等温线平台处表明吸附达到单层饱和.在25、40和50  ℃下，单层饱和吸附量qmax分别达70.2、76.9和90.9 mg ˙  g-1.在高浓度区，Freundlich模型拟合所得可决系数较高(R2>0.95)，说明形成多层吸附，这是由于PAM链上的疏水缔合作用加强，形成了分子间缔合，构成了具流变特征的网状结构(Volpert  et al., 1998)，聚合物链相互缠绕而间接吸附在与分子筛表面直接接触的PAM上(Lu et al.,  2009)，最终形成了多层吸附.这也可以解释高浓度下，PAM在H-Beta上的吸附向物理吸附转变.

3.2.2 吸附热力学参数

吸附过程的热力学参数(ΔGθ、ΔHθ、ΔSθ)计算方法如公式(7)和(8)所示，结果见表 4.

表 4 吸附热力学参数

式中，K为平衡吸附常数，R为气体常数(8.314×10-3 kJ ˙ mol-1 ˙ K-1)，T为反应温度(K).

Von Oepen等(1991)总结了不同作用力下吸附过程的|ΔHθ|范围，指出氢键在2~40 kJ ˙ mol-1之间，离子交换约为40 kJ ˙  mol-1，化学键在63~84 kJ ˙ mol-1之间，范德华力和疏水作用力等都<10 kj="">0，说明PAM在H-Beta分子筛上的吸附是吸热的.由ΔGθ<0可知，吸附是自发进行的.

3.3 吸附条件的影响

3.3.1 溶液pH值

为避免搅拌产生的剪切作用造成PAM断裂，采用振荡的方式将H-Beta与PAM溶液在25 ℃吸附4 h，考察pH值对不同初始浓度(100、200和500  mg ˙ L-1)PAM溶液的吸附效果的影响，吸附性能如图 4所示.

图 4 pH值对PAM脱除率的影响