染料废水高效经济处理方法

2.2吸附剂的量对吸附性能的影响

分别取0.001、0.002、0.003、0.004、0.005g吸附剂加入到20mL、80mg/L的甲基橙溶液中，调节溶液的pH为3.93。在25℃，一定转速下搅拌2h，取样，离心，测定浓度并计算吸附量和去除率，结果如图2所示。

由图2可见，随着吸附剂量的增加，吸附剂的单位吸附量逐渐下降，这是由于吸附剂上未被利用的空余吸附位点增加。可以明显地看出随着吸附剂量的增加，吸附效率明显增大，在吸附剂量为0.002g时，去除率已经达到了93.5%，吸附剂量继续增加，去除率不再发生明显的变化。

这是由于在静止状态下，吸附效果与吸附剂和溶液的接触面积有关。随着吸附剂量的增加，导致溶液中有效接触面积减小，因此在吸附剂达到一定量后，对甲基橙的吸附不再发生明显的变化。

2.3吸附动力学研究

取0.01g吸附剂加入100mL的甲基橙溶液中，调节溶液的pH为3.93。在25℃，一定速度下搅拌，按照一定间隔时间进行取样，离心，测定浓度并计算吸附量qt，作qt-t曲线，结果如图3所示。

由图3可见，随吸附时间的延长，吸附量逐渐增大，在大约180min时吸附量不再发生明显的变化，表明吸附达到平衡，此时吸附容量达到了851.47mg/g，而未改性的CNT/COOH在相同条件下其最大吸附量仅为466.6mg/g。

为了更好地研究时间对吸附的影响，对所有数据进行了两种动力学模拟，两种动力学模型可以有效地解释吸附速率和潜在的速率控制阶段。对所有数据分别进行假一阶和假二阶动力学模型线性拟合，分别如图4（a）、图4（b）所示。

假一阶动力学模型和假二阶动力学模型的计算过程如下。

假一阶动力学模型：

假二阶动力学模型：

式中：qe——吸附平衡时的吸附量，mg/g；

qt——时间t时的吸附量，mg/g；

t——吸附时间，min；

k1——假一阶动力学模型的速率常数，min-1；

k2——假二阶动力学模型的速率常数，mg/（g•min）。

假一阶、假二阶动力学模型参数如表1所示。

由表1可见，假一阶动力学方程的决定系数R2为0.9297，但是计算的理论吸附量要远远小于实际的吸附量。对于假二阶动力学模型其决定系数R2达到了0.9999，理论计算的吸附量与实测851.47mg/g非常接近。因此假二阶动力学模型可以更好地解释PEI-CNT/COOH对甲基橙的吸附。由此表明改性碳纳米管对甲基橙的吸附过程可能受速率控制。

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