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煤质活性炭对水中DBP的吸附效能研究(三)

作者:天旭活性炭 时间:2014-11-14 来源:本站原创
摘要:图4为不同温度下,DBP的原始浓度与煤质活性炭吸附量的关系曲线(其中活性炭的投加量为0.01 g,吸附时间12h) 。

       吸附平衡研究
       在一定温度下,吸附过程中固液两相内吸附质平衡浓度的关系可以由吸附等温线来表示。图4为不同温度下,DBP的原始浓度与煤质活性炭吸附量的关系曲线( 其中活性炭的投加量为0.01 g,吸附时间12h) 。

       可以看出,当温度由25℃升至35℃,活性炭的吸附量从85.8mg/g 下降到了76.6mg/g,这表明吸附过程中起主导作用的是物理吸附。

       故而温度升高,虽然有利于减少溶液粘度,DBP 分子的扩散速率提高,加速活性炭的吸附,但另一方面,物理吸附是一个放热过程,温度升高会使解吸附速率加强,影响活性炭的吸附能力。

       在两者的综合作用下,应当存在吸附的最佳温度,但综合考虑吸附量、运行环境、能耗等方面的因素,实验的温度定为25℃。

       根据该吸附等温线的线型,可选用Langmuir 模型和Freundlich 模型进行吸附等温线的拟合。

       Langmuir吸附等温式模型的建立基于以下假定: 吸附质只能在吸附剂固体表面上呈单分子层吸附,吸附剂表面的吸附作用是均匀的,被吸附分子之间无相互作用。Freundlich 模型无单层吸附限定,可用于研究不均匀表面的多分子层吸附。

       Langmuir 吸附等温表达式为:

       式中,qe为平衡吸附量(mg/g) ; Qmax为单位表面达到饱和吸附时的最大吸附量(mg/g) ; KL为表征吸附表面强度常数(L/mg) ; Ce为平衡时的质量浓度(mg/L) 。

       Freundlich 吸附等温表达式为:

       式中,KF为吸附系数,表征吸附能力的强弱; 1/n为经验常数,表征吸附的难易程度。

       表1 列出了用两种模型拟合活性炭对DBP 吸附的参数,图5、6 分别为两种模型下的吸附等温线。


       从拟合结果看出,Langmuir 的相关系数R2 较大,表明煤质活性炭对DBP 的吸附更符合Langmuir方程,理论吸附量最高达到了81.3 mg/g。

       Langmuir吸附等温模型中,可根据无量纲系数RL判断吸附过程的难易程度。RL= 1/(1 + KLC0) ,其中C0为吸附前原溶液中的最大浓度值,若RL>1,说明吸附难以进行; 若0<R<1,吸附较容易进行; 若RL= 0,吸附是不可逆的。计算得出本实验的
L= 0.012~0.021,介于0~1 之间,表明吸附过程比较容易。

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