膨润土对染料废水中的甲基紫吸附研究-吸附模型探讨

1、膨润土对染料废水中的甲基紫吸附研究:吸附模型探讨 摘要：本文用膨润土作为吸附剂，甲基紫为吸附质，通过对吸附模型进行了数学拟合，探究了膨润土吸附甲基紫对的吸附模型，分析了吸附的微观机理和吸附过程所能达到的程度问题，为膨润土作为处理工业废水的吸附剂的开发利用提供科学依据。 关键词：膨润土；吸附；染料废水；甲基紫 0、引言 吸附热力学一般是在各种温度条件下，通过对吸附剂吸附吸附质的吸附量的研究而得到的各种热力学数据，研究吸附过程所能达到的程度问题。当吸附达到平衡时，吸附剂的吸附量为 ，其中t表示温度，c表示浓度。当固定t或者c时，平衡吸附量就t或c的单值函数；如果t不变，则为吸附等温线。 稀溶液的吸

2、附，常忽略在吸附时因吸附溶剂而引起溶液浓度变化，即溶液浓度的改变完全是因为溶质被吸附所造成的。稀溶液中常用的模型是langmuir吸附等温式和frendlich吸附等温式1。 1、等温吸附理论 1.1 langmuir吸附理论 langmuir2等温吸附方程理论的基本假设是：固体颗粒表面是均匀的，被吸附分子间的作用力互不影响；分子在其表的吸附是单分子层，固体表面一旦被吸附质覆盖就不能再吸附其他分子，并且己吸附上的分子不会转移。当吸附剂全部吸附位点被占据时，此时单分子层吸附量即为饱和吸附量。 其中，qm是吸附剂饱和吸附量（mg/g）；qe吸附达到平衡后膨润土的吸附量（mg/g）；ce是吸附达到平

3、衡后上清液的浓度（mg/l）；b是langmuir常数，它与吸附剂同被吸附离子间亲合力有关，b越大，二者间的吸附能力越强，其中 为该吸附模型的吸附平衡常数。 以ce/qe对ce作图为直线，根据直线的斜率和截距可得到langmuir等温线参数b和饱和吸附量qm。 1.2 freundlich吸附理论 其中，qe吸附达到平衡后膨润土的吸附量（mg/g）；ce是吸附达到平衡后上清液的浓度（mg/l）；k、n都是吸附相关常数，其中k是与吸附剂能力相关的frendlich常数，n为freundlich吸附强度相关的frendlich常数。 以ln qe对ln ce作图，根据直线的斜率和截距可得到freu

4、ndlich等温吸附相关常数k和n。k和 n与吸附剂与吸附质的种类和温度有关系，在固液吸附体系中，n越小则吸附越不易进行。 2、等温吸附实验 2.1 不同浓度下的吸附平衡 在初始ph下，配制浓度分别为30、50、70、90、110、130 g/ml的甲基紫溶液； 取6个250 ml锥形瓶，分别向各个锥形瓶中准确加入100 ml上述浓度甲基紫溶液，再各自称取50 mg膨润土加入锥形瓶中； 盖上瓶塞，置于303 k水浴振荡器中恒温振荡70 min； 取50 ml吸附后的溶液于离心管中，在离心机中以1000 r/min的转速离心4 min； 取上清液，以蒸馏水为参比，用722分光光度计在585 nm

5、处测定吸附后溶液的吸光度（若上清液浓度超出标准曲线的吸光度范围，需要稀释有一定倍数后测吸光度a）； 通过标准曲线计算出溶液中甲基紫的剩余浓度，并通过公式计算出膨润土的吸附量； 再分别在吸附温度为313 k、323 k下重复上述实验。 在不同温度下，随着甲基紫溶液初始浓度的增加，平衡浓度不断变大，膨润土的平衡吸附量也随之加大。 2.2 吸附等温线 为了进一步研究改性膨润土的吸附等温线，采用origin7.5拟合软件对所得的数据进行拟合。根据所得数据，用ce/qe对ce作图，得到膨润土吸附甲基紫的langmuir等温吸附线，如图1所示；用lg ce对lg qe作图，得到膨润土吸附甲基紫的frend

6、lich等温吸附线，如图2所示： 根据拟合出的等温吸附等温线，由langmuir等温吸附方程和frendlich等温吸附方程计算出膨润土吸附甲基紫的等温吸附参数。 3、结语 在不同反应温度下，用实验数据对langmuir等温吸附方程和frendlich等温吸附方程进行拟合，如图1和图2所示。由上图可以看出，实验数据对两种等温吸附方程都拟合得比较好，因而膨润土吸附甲基紫的过程既存在单分子层吸附，也存在多分子层吸附4；采用langmuir等温吸附方程拟合的吸附等温线的r20.99，说明膨润土对甲基紫的吸附更符合langmuir等温吸附模型；langmuir等温吸附相关参数b随着温度的升高而增大，可

7、以说明膨润土对甲基紫的吸附是吸热过程。 参考文献： 1赵振国.固液界面的吸附作用m.吸附作用应用原理，北京：化学工业出版社，2005：190-199 2langmuir i. the constitution and fundamental peoperties of solids and liquidsj.journal of the american chemical society，1918，40（9）： 1361-1403. 3freundlich h.m.f. ber die adsorption in losungen（adsorption in solutio zeitschrift fur physikalische chemie（leipzig）， 1906， 57a：384-470. 4ho y