吸附平衡与动力学研究常用模型介绍

1、吸附平衡与动力学研究吸附平衡与动力学研究常用模型介绍常用模型介绍 程安国 2011.3.18主要内容主要内容1吸附平衡研究吸附平衡研究1 Freundlich isotherm2 Langmuir isotherm3 二参数模型4 三参数模型二二. 吸附动力学研究吸附动力学研究1 一级动力学模型2 二级动力学模型3 W-M动力学模型4可逆反应一级动力学模型吸附平衡研究常用模型吸附平衡研究常用模型1 Freundlich isotherm是一个经验方程，没有假设条件，方程是一个经验方程，没有假设条件，方程形式如下：形式如下：qe=KFce1/n 线性化：线性化：log qe=log KF+ lo

2、gcen1吸附平衡研究常用模型吸附平衡研究常用模型Temkin isotherm(1)考虑温度对等温线的影响，方程形式与Freundlich isotherm类似假设：吸附热与温度呈线性关系模型方程：）（eeaClnbRTq 吸附平衡研究常用模型吸附平衡研究常用模型2 Langmuir isotherm假设条件：假设条件： 单层表面吸附、所有的吸附位均 相同、被吸附的粒子完全独立方程：qe=qmaxx线性化：CeK1CeKLLmaxLemaxeeqK1Cq1qC吸附平衡研究常用模型吸附平衡研究常用模型qmax：吸附剂的最大吸附量，与吸附位有关，理论上讲与温度是无关的。KL=K0exp（-Ea/

3、RT） 可以通过不同温度的下的KL计算Ea，而后判断吸附过程是化学过程还是物理过程吸附平衡研究常用模型吸附平衡研究常用模型优点：（1）考虑了吸附剂表面和温度的影响（2）应用广泛，很多吸附过程符合这一模型（3）可以预测吸附剂的最大吸附量缺点：模型的假设条件与实际相差甚远，得到的信息存在较大误差。例如：硫酸铁改性活性氧化铝计算qmax=14.2mg/g连续实验吸附剂的吸附量可达22mg/g二参数模型二参数模型Dubinin-Radushkevich isotherm(2)假设：认为吸附剂表面是不均匀的,吸附是吸附质填充吸附剂孔的过程。方程：Eo：为特征能量，由此可判断吸附过程为化学（Eo 40kJ

4、/mol) 还是物理过程（Eo 0.85 Bt=0.4977-ln(1- F(t)F(t)0.85 Bt= t21n22nexpn161tBF 23t2F动力学模型动力学模型The Weber and Morris model(内扩散模内扩散模型型)(7)假设条件：（1）液膜扩散阻力可以忽略或者是液膜扩散阻力只有在吸 附的初始阶段的很短时间内起作用（2）扩散方向是随机的、吸附质浓度不随颗粒位置改变（3）内扩散系数为常数，不随吸附时间和吸附位置的变化而变化方程：tKqWM动力学模型动力学模型一级可逆反应动力学模型一级可逆反应动力学模型假设条件：吸附过程是一级可逆反应机理平衡条件：BA BBBAA

5、ABAABXCCkXCCkCkCkdtdCdtdC0002000102010102eekkCCKABCtkkCCCCAeAAA020100ln参考文献参考文献(1) Sorption of Hg from aqueous solutions onto carica papaya: application of isotherms (2) Abatement of fluoride from water using manganese dioxide-coated activated alumina(3) (4) (5) Biosorption of nickel ions onto sargass wightii: application of two-parameter and three-parameter isotherm models (6) Piecewise liner regression: a statistical method for the analysis of experimental adsorption data by the intrapartical-diffusion model(7) Kinetics of adsorption on carbon from solution e