含铜废水处理之复合材料对水中Cu (Ⅱ) 的吸附特征

在研磨碎化过程不会改变吸附剂表面化学性质，由此也可推断吸附过程存在物理吸附[22,23].因此实验过程中选取小于100目为适宜吸附剂粒径.同时还对材料改性前后做了对比，结果发现对含铜废水处理效果优劣次序为HAP≥PBGC-HAP/C＞炭化桉树粉末，PBGC-HAP/C的吸附效果与HAP相当，但其成本较低，具有潜在的使用价值.

图3粒径对PBGC-HAP/C吸附Cu(Ⅱ)的影响

表1不同粒径PBGC-HAP/C的比表面积

图4PBGC-HAP/C的孔径分布

3 HAP/C复合材料对水中Cu(Ⅱ)的吸附机制分析

3.1吸附动力学模型

在初始浓度分别为10、20、50mg˙L-1，投加量为0.5g，pH值为5条件下，分析PBGC-HAP/C对水体中Cu(Ⅱ)吸附动力学特征.PBGC-HAP/C对水体中Cu(Ⅱ)的吸附量随时间的变化如图5所示.从中可看出，在吸附的初始阶段，Cu(Ⅱ)的吸附量随吸附时间的增加而快速上升，随后吸附速率逐渐减小，最后吸附量逐渐保持不变而达到平衡.

在Cu(Ⅱ)初始浓度为10、20、50mg˙L-1条件下，吸附容量随时间的变化分别在30、60、1080min后逐渐趋于平衡，与初始浓度为10mg˙L-1、20mg˙L-1相比，50mg˙L-1的溶液则需要更长时间才能达到吸附平衡.在吸附初始阶段，吸附过程是以膜扩散为主的快速物理吸附，吸附剂表面存在大量可利用的吸附点位，加之吸附点位活性较高，从而使得吸附速率较快，随着吸附进行，吸附点位数量的减少及其活性降低，故反应速率也随之降低[24].

图5吸附容量随时间的变化

研究吸附动力学特征，分别应用了准一级、准二级方程的相关拟合计算，动力学方程式如下

式中，qe和qt分别为平衡时和t时刻的吸附量，mg˙g-1；k1为准一级动力学速率常数，min-1；k2为准二级动力学速率常数，g˙(mg˙min)-1；h为初始吸附速率，mg˙(g˙min)-1.

不同的动力学拟合参数如表2所示.结果表明准二级动力学拟合所得到的吸附容量0.99、1.93、4.03mg˙g-1和实验测得值0.99、1.93、4.05mg˙g-1高度接近，其R2≥0.998，而准一级动力学方程算出的结果与实验测得值相差太大，说明准一级动力学存在局限性，准二级动力学模型能更加准确地描述PBGC-HAP/C对Cu(Ⅱ)吸附动力学机制.

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