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王棕果壳粉吸附亚甲基蓝性能研究



全 文 :第 50 卷第 1 期
2016 年 1 月
生 物 质 化 学 工 程
Biomass Chemical Engineering
Vol. 50 No. 1
Jan. 2016
doi:10. 3969 / j. issn. 1673-5854. 2016. 01. 005
·研究报告———生物质材料·
王棕果壳粉吸附亚甲基蓝性能研究
杨新周
(德宏师范高等专科学校 理工系,云南 德宏 678400)
摘 要:研究了不同条件下王棕果壳粉对亚甲基蓝的吸附性能,得到吸附的最佳条件为王棕果壳用量 10 g /L,溶液 pH
值 7,吸附时间 30 min,温度 30 ℃,亚甲基蓝去除率可达 98%。应用准一级动力学方程、准二级动力学方程、颗粒内扩散
方程模拟了王棕果壳粉吸附亚甲基蓝的动力学过程,准二级动力学方程的 R2值均大于 0. 999 1,且平衡吸附量的计算值
(qe,cal)与实验值(qe,exp)非常接近,说明该方程适合描述整个吸附过程。用 Langmuir和 Freundlich模型模拟吸附等温线,
结果表明 Langmuir方程(R2值均大于 0. 995)更适合描述此吸附过程,在 303 K下最大单层吸附量为 17. 36 mg /g。计算了
吉布斯自由能变(ΔG0)、焓变(ΔH0)、熵变(ΔS0)、吸附势(E)等热力学参数,ΔG0、ΔH0、ΔS0均小于 0,说明此吸附过程是
一个自发进行的、放热的、趋于有序的吸附过程。在相同温度下,随着亚甲基蓝初始质量浓度的增加,对应的 E 值逐渐
降低。
关键词:王棕果壳;亚甲基蓝;吸附;动力学;热力学
中图分类号:TQ35 文献标识码:A 文章编号:1673-5854(2016)01-0022-07
Study on Adsorption of Methylene Blue on Roystonea regia Shell
YANG Xin-zhou
(Dehong Teachers College,Science and Engineering Department,Dehong 678400,China)
Abstract:The adsorption properties of Roystonea regia shell for methylene blue at different conditions were studied. The optimal
adsorption conditions were the dosage of Roystonea regia shell 10 g /L,PH value 7,adsorption time 30 min and temperature
30 ℃ . At this condition, the removal rate of MB was about 96. 11% . The pseudo-first-order,pseudo-second-order and
intraparticle diffusion models were used to fit adsorption data in the kinetic studies. And the results showed that the adsorption
kinetic described by the pseudo-second-order model was more accurate with R2 > 0. 999 1 and values of qe. cal and qe. expwere close
. The equilibrium isotherms were conducted by using Langmuir and Freundlich models. The adsorption could be well depicted by
the Langmuir adsorption isotherm(R2 > 0. 995). And the maximum monolayer adsorption capacity was 17. 36 mg /g at 303K
estimated from the Langmuir model. The Gibbs free energy change(ΔG0) ,enthalpy change (ΔH0) ,entropy change (ΔS0)and
adsorption potential(E)were calculated. The ΔG0,ΔH0 and ΔS0 were negative. This indicated that the adsorption was a
spontaneous,exothermic and decreasing entropy process. At the same temperature,with the increase of concentration of methylene
blue solution,the adsorption potential gradually reduced.
Key words:Roystonea regia shell;methylene blue;adsorption;kinetics;thermodynamics
收稿日期:2015-09-24
基金项目:校级科学研究项目(DSK201506)
作者简介:杨新周(1986—) ,男,云南腾冲人,硕士,讲师,研究方向:分离及分析化学;E-mail:YXZ1149@ 126. com。
随着染料工业的发展,染料产品数量的增多,印染污水排放量增大。印染污水中的染料能吸收光
线,降低水体透明度,不利于水体自净,导致水体生物不能生长,严重危害生物及人类的生存环境,所以
去除印染污水中染料是一项很重要的工作[1 - 2]。在印染工业中,亚甲基蓝是一种应用最广的染料,虽然
该染料不是一种高毒性的化学物质,但是对人和动物存在很多威胁,如使人心率加快、恶心、呕吐等[2]。
目前有很多种方法去除亚甲基蓝染料,普遍使用的方法是降解法[3]、混凝法[4]、氧化法[5]、吸附法[6]等。
其中,吸附法是去除印染废水中亚甲基蓝最有效的方法,且具备简便、可行、高效等优点[7]。近年来,许
多不同的吸附剂被用于研究吸附亚甲基蓝染料,如活性炭、农业废弃物、硅藻土、粘土、固体废弃物、聚合
第 1 期 杨新周:王棕果壳粉吸附亚甲基蓝性能研究 23
物等[8 - 9]。在这些吸附材料中,活性炭是一种应用最广的吸附剂,具有吸附容量大、吸附速率快的优点,
但是价格昂贵、来源少。王棕(Roystonea regia)别名大王椰子,是我国热带地区常见栽培植物,广泛作行
道树和庭园绿化树种。作为景观树,每年都会自由掉落果实,产生很多废弃物。为了有效利用废弃物,
本研究将王棕果壳制成粉状作为吸附剂,用于吸附亚甲基蓝,分析了其吸附亚甲基蓝的可行性,探讨了
吸附的最佳条件,研究了吸附动力学、热力学行为和吸附方式及吸附机理,以期为王棕果壳用于吸附亚
甲基蓝提供一定的理论依据。
1 材料与方法
1. 1 仪器和材料
王棕果(成熟果实) ,采于德宏师范高等专科学校;亚甲基蓝,天津市扬帆化学试剂公司,AR。
722 型分光光度计,上海美谱达仪器有限公司;WL-200 高速中药粉碎机,瑞安市威力制药机械厂;
PHS-3c型酸度计,上海雷磁仪器厂。
1. 2 实验方法
1. 2. 1 王棕果壳粉的制备 将王棕果实的果仁取出,果壳置于烘箱中烘干,粉碎至 0. 178mm粉末,备用。
1. 2. 2 标准曲线 移取一定量的亚甲基蓝储备液(1 000 mg /L)配制成质量浓度为 0、0. 5、1、2、3、4 mg /
L的系列标准溶液在 λmax = 664 nm下测定其吸光度,绘制标准曲线为 y = 0. 219 3x + 0. 020 3,R
2 = 0. 997
2,式中 y为吸光度,x为亚甲基蓝质量浓度。
1. 2. 3 吸附实验 取一定量的王棕果壳粉,加入 100 mL一定质量浓度的亚甲基蓝溶液于 250 mL锥形
瓶中,利用 0. 1 mol /L的 NaOH和 HCl溶液调节溶液 pH 值,在空气浴恒温振荡器中一定温度下振荡一
段时间后,经 0. 45 μm的滤膜过滤,以蒸馏水为参比,在 λmax = 664 nm 下,测定其吸光度,通过标准曲线
计算出亚甲基蓝质量浓度。按照式(1)计算其吸附率 R(脱色率) ,按照式(2)计算其吸附量 q(mg /g)。
R =(c0 - c)/ c0 × 100 % (1)
q =(c0 - c)V /m (2)
式中:c0—亚甲基蓝初始质量浓度,mg /L;c—吸附后亚甲基蓝溶液质量浓度,mg /L;V—溶液体积,L;
m—吸附剂的用量,g。
1. 2. 4 吸附动力学研究 移取 100 mL质量浓度为 50、100、150、200、250、300 mg /L的亚甲基蓝溶液于
250 mL锥形瓶中,利用 0. 1 mol /L的 NaOH和 HCl溶液分别调节亚甲基蓝溶液 pH值,加入 1. 0 g王棕果
壳粉,置于温度为 25 ℃的振荡器中,分别在不同时间段取样,测定其吸光度,计算出质量浓度。利用准
一级、准二级动力学方程及颗粒内扩散方程进行拟合。
1. 2. 5 吸附等温线及热力学研究 移取 100 mL质量浓度为 50、100、150、200、250、300 mg /L 的亚甲基
蓝溶液于 250 mL锥形瓶中,用 0. 1 mol /L的 NaOH和 HCl溶液分别调节亚甲基蓝溶液 pH值,加入 1. 0 g
王棕果壳粉,在 30、40、50 ℃条件下振荡 30 min,取样,测定其吸光度,计算出质量浓度。利用 Langmuir
和 Freundlich方程进行吸附等温线的拟合,并利用公式计算热力学参数。
2 结果与讨论
2. 1 吸附条件对吸附效果的影响
2. 1. 1 吸附剂用量 吸附剂用量是吸附实验中最根本的因素,吸附剂用量不足,吸附效果不佳,吸附剂
用量过多又造成浪费,所以选择合适的吸附剂用量可以使吸附率达到最大。选择亚甲基蓝溶液质量浓
度 100 mg /L,pH值在 7 左右,吸附温度 30 ℃,吸附时间 1 h,考察王棕果壳粉的用量(0. 2、0. 4、0. 6、0. 8、
1. 0、1. 2、1. 4、1. 6、1. 8、2. 0 g)对吸附效果的影响,结果如图 1 所示。从图 1 中可以看出,王棕果壳粉用
量在 0. 2 ~ 1. 0 g时,对亚甲基蓝的吸附率从 38%递增到 96%;当王棕果壳粉用量为 1. 0 ~ 2. 0 g,对亚甲
基蓝的吸附率从 96 %增加至 99 %。随着用量增加,王棕果壳粉对亚甲基蓝的吸附率增加但单位吸附
量逐渐减小,这可能是因为,过量吸附剂会产生聚集效应,使得吸附剂比表面积减少。综合考虑,选择果
24 生 物 质 化 学 工 程 第 50 卷
壳粉用量 1. 0 g,此时溶液中王棕果壳粉质量浓度为 10 g /L。
2. 1. 2 pH值 pH值是吸附剂能否较好地吸附亚甲基蓝的重要因素之一,为了找到王棕果壳粉吸附亚
甲基蓝的最佳 pH值,选择亚甲基蓝溶液质量浓度 100 mg /L,王棕果壳粉 1 g,吸附温度 30 ℃,吸附时间
1 h,调节 pH值为 2 ~ 10,吸附结果如图 2 所示。从图 2 中可以看出,当溶液 pH值在 2 ~ 5 之间,亚甲基
蓝吸附率逐渐增大,当溶液 pH值大于 5 时,亚甲基蓝的吸附率增加的趋势减小。当溶液 pH值为 2 时,
亚甲基蓝的吸附率最低,为 51%左右,可能是当溶液 pH值为 2 时,溶液中存在大量的 H +,H +与亚甲基
蓝阳离子发生竞争吸附,占据了王棕果壳粉的吸附位点,导致亚甲基蓝的去除率及吸附量较低。当亚甲
基蓝溶液 pH值接近中性时,王棕果壳表面会聚集更多的负电荷,从而通过静电作用来促进阳离子与吸
附剂之间的吸附。综合考虑,选择吸附亚甲基蓝溶液的最佳 pH值为 7。
图 1 王棕果壳粉用量对吸附的影响 图 2 pH值对吸附的影响
Fig. 1 Effect of Roystonea regia shell dosage on adsorption Fig. 2 Effect of pH value on adsorption
2. 1. 3 吸附时间 亚甲基蓝与吸附剂充分接触,才能保证其达到最佳吸附效果。为找到合适的吸附时
间,选择亚甲基蓝溶液质量浓度 100、200、300 mg /L,王棕果壳粉 1 g,吸附温度为 30 ℃,调节 pH值为 7,
测定不同吸附时间下亚甲基蓝吸附量,结果如图 3 所示。亚甲基蓝溶液与王棕果壳粉接触时间从 2 min
递增至 30 min,王棕果壳粉对亚甲基蓝吸附量迅速递增,从 30 ~ 60 min 区间,王棕果壳粉对亚甲蓝的吸
附量递增缓慢,并趋于平稳,即吸附时间为 30 min左右,王棕果壳粉对亚甲基蓝的吸附已达到平衡。
2. 1. 4 温度 对于吸附反应,如果为吸热反应,则温度升高,有利于吸附,如果为放热反应,则温度升
高,阻碍吸附。为找到合适的吸附温度,选择亚甲基蓝溶液质量浓度 100、200、300 mg /L ,王棕果壳粉
1 g,调节 pH值为 7,测定不同温度下亚甲基蓝吸附量,结果如图 4 所示。从图 4 中可以看出,不同初始
浓度的亚甲基蓝随着反应温度的升高,王棕果壳粉对亚甲基蓝的吸附量逐渐减小,所以选择王棕果壳粉
吸附亚甲基蓝的温度为 303 K,即 30 ℃。
图 3 吸附时间对吸附的影响 图 4 温度对吸附的影响
Fig. 3 Effect of contanct time on adsorption Fig. 4 Effect of temperature on adsorption
综上可知,王棕果壳粉吸附亚甲基蓝的最佳条件为王棕果壳粉质量浓度 10g /L,pH 值 7,吸附时间
30 min,吸附温度 30 ℃。在此条件下,当亚甲基蓝溶液质量浓度为 100 mg /L时,吸附率可达 98%,吸附
量可达 9. 84 mg /g。
第 1 期 杨新周:王棕果壳粉吸附亚甲基蓝性能研究 25
2. 2 吸附动力学分析
吸附动力学研究在污水处理方面是非常重要的,因为通过动力学研究可以提供吸附过程的反应机
理。为了研究王棕果壳粉吸附亚甲基蓝的动力学,采用准一级动力学方程式、准二级动力学反应方程和
颗粒内扩散方程这 3 种动力学模型进行研究,方程分别为式(3)~式(5)[10 - 11]。
ln(qe - qt)= lnqe - k1 t (3)
t / qt = 1 / k2qe
2 + t / qe (4)
qt = kp t
1 /2 + b (5)
式中:qt—t时刻王棕果壳粉对亚甲基蓝的吸附量,mg /g;qe—吸附反应达到平衡时王棕果壳粉对亚甲
基蓝的吸附量,mg /g;k1—准一级动力学速率常数,min
-1;k2—准二级动力学速率常数,g /(mg·min) ;
t—吸附时间,min;kp—颗粒内扩散速率常数,mg /(g·min
1 /2) ;b—常数,mg /g。
图 5 分别为准一级动力学模型、准二级动力学模型和颗粒内扩散方程拟合曲线,所得参数列于表
1 中。
图 5 准一级(a)、准二级(b)动力学方程,颗粒内扩散模型 (c)拟合曲线
Fig. 5 Plots of pseudo-first-order(a)pseudo-second-order kinetic model(b)and intraparticle diffusion
kinetic model(c)for the adsorption to MB
从图 5(a)和(b)中可以看出,准二级动力学模型拟合曲线线性优于准一级动力学模型。从图 5(c)
中可以看出颗粒内扩散方程的拟合曲线未通过原点,说明吸附速率是由 2 种或 2 种以上的扩散机理共
同决定的;拟合程度较差,不存在线性关系,进一步说明颗粒内扩散不是王棕果壳粉吸附亚甲基蓝的唯
一控制步骤[12]。
表 1 准一级、准二级和颗粒内扩散动力学模型参数
Table 1 Parameters of pseudo-first-order,pseudo-second-order and intraparticle diffusion kinetic model
初始浓度
c0 /(mg·L -1)
试验吸附量
qe,exp /(mg·g - 1)
准一级动力学
pseudo-first-order kinetic model
k1 /(min -1)qe,cal /(mg·g -1) R2
准二级动力学
pseudo-second-order kinetic model
k2 /
(g·mg -1·min -1)
qe,cal /
(mg·g - 1)
R2
颗粒内扩散模型
intraparticle diffusion kinetic model
kp /
(mg·g -1·min -1/2)
b/
(mg·g -1) R
2
50 4. 98 0. 1604 2. 41 0. 9854 1. 1638 5. 00 1 0. 0569 4. 6448 0. 5749
100 9. 84 0. 1394 2. 93 0. 8799 0. 1324 9. 98 0. 9999 0. 3631 7. 616 0. 6004
150 13. 79 0. 0899 5. 54 0. 9616 0. 0307 14. 83 0. 9886 0. 9363 7. 876 0. 7271
200 16. 18 0. 1452 11. 12 0. 9711 0. 02847 16. 83 0. 9991 1. 0384 9. 5666 0. 8266
250 17. 94 0. 1209 10. 94 0. 9254 0. 02055 18. 79 0. 9991 1. 2677 9. 7206 0. 8477
300 18. 77 0. 0809 4. 34 0. 7697 0. 0288 19. 34 0. 9995 0. 9926 12. 291 0. 8673
从表 1 中可以看出,准二级动力学方程 R2在 0. 988 6 ~ 1 之间,而准一级动力学方程 R2在 0. 769 7 ~
0. 985 4之间,不同初始质量浓度的亚甲基蓝的准二级动力学模型拟合曲线 R2值均大于准一级动力学方
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程 R2值。且通过准一级动力学方程得到的平衡吸附量的计算值(qe,cal)小于通过实验得到的平衡吸附
量的实验值(qe,exp) ,而通过准二级动力学方程计算得到的 qe,cal和实验值 qe,exp非常接近,从方程的 R
2和
qe,cal值可以得出,准二级动力学模型更能准确地描述王棕果壳粉吸附亚甲基蓝的整个过程。
2. 3 吸附等温线
吸附等温线用来描述吸附剂和吸附质之间的平衡关系、亲和力及吸附剂的吸附能力。在染料吸附
过程中,吸附等温线可以用于判断吸附剂和染料间的相互作用形式。应用 Langmuir 和 Freundlich 模型
对 3 个不同温度下(303、313 和 323K)王棕果壳粉吸附亚甲基蓝的实验数据进行分析。Langmuir 和
Freundlich方程分别为式(6)和式(7)[10,13]。
ce /qe = ce /qmax + 1 /qmaxkL (6)
lnqe = lnkF + 1 /nlnce (7)
式中:qmax—最大吸附量,mg /g;kL—Langmuir 方程吸附常数,L /mg;kF—与吸附能力有关的常数,L /g;
n—与温度有关的常数;ce—吸附平衡时亚甲基蓝溶液质量浓度,mg /L。
RL值用来描述 Langmuir吸附模型中吸附质与吸附剂间的吸附亲和性,反应吸附过程好坏
[14]。RL
值可以通过式(8)计算。
RL = 1 /(1 + kLc0 ) (8)
式中:c0 —吸附前原溶液中最大质量浓度,mg /L。
图 6(a)和(b)分别为吸附等温线 Langmuir和 Freundlich方程的拟合图,拟合参数列于表 2 中。
图 6 王棕果壳粉吸附亚甲基蓝的 Langmuir(a)和 Freundlich(b)吸附等温线
Fig. 6 Langmuir isotherms(a)and Freundlich isotherms(b)for the adsorption of methylene
blue by Roystonea regia shell
从表中可以看出,Langmuir 方程的 R2值均大于 0. 995,且优于 Freundlich 方程的 R2值,说明
Langmuir模型更能很好地描述王棕果壳粉吸附亚甲基蓝的过程,即王棕果壳粉吸附亚甲基蓝为理想的
单分子层吸附,在 303 K下最大单层吸附量为 17. 36 mg /g。kL和 qmax随着温度的升高而降低,说明此吸
附过程可能是一个放热吸附过程。
表 2 王棕果壳粉对亚甲基蓝吸附等温线方程参数
Table 2 Isotherm parameters for Methylene Blue adsorption on Roystonea regia shell
温度 /K
temperature
Langmuir方程
qmax /(mg·g - 1) kL /(L·mg -1) R2 RL
Freundlich方程
kF /(L·g - 1) 1 /n R2
303 17. 36 0. 2998 0. 9987 0. 0109 7. 0928 0. 1929 0. 9879
313 16. 77 0. 2219 0. 9986 0. 0148 5. 7119 0. 2320 0. 9462
323 15. 46 0. 2119 0. 999 0. 0155 5. 1601 0. 2342 0. 913
王棕果壳粉在 3 个不同温度下吸附亚甲基蓝的 RL值均小于 1,根据吸附原理可知,0﹤RL﹤1,表明有
利于吸附;RL = 0,不可逆;RL = 1,呈线性吸附;RL﹥1,表明不利于吸附,与文献[14 - 15]报道一致。王棕
第 1 期 杨新周:王棕果壳粉吸附亚甲基蓝性能研究 27
果壳粉吸附亚甲基蓝过程中 0﹤RL﹤1,表明王棕果壳粉除去溶液中的亚甲基蓝是可行的。
Freundlich 模型中,1 /n 代表偏离线性程度,1 /n﹤1 时,说明易于吸附,1 /n﹥1 时,说明难以吸
附[13,15]。王棕果壳粉在 3 个不同温度下吸附亚甲基蓝 1 /n﹤1,说明此过程是容易进行的。
2. 4 吸附热力学
吸附过程中本质能级的改变能够被吸附热力学参数反应出来,吸附热力学参数主要包括吉布斯自
由能变(ΔG0,kJ /mol)、焓变(ΔH0,kJ /mol)、熵变(ΔS0,J /(mol·K) ) ,吸附势(E,kJ /mol)这 4 个参数可以
通过式(9)~式(11)[16 - 17]算出。
ΔG0 = - RTlnkd (9)
lnkd = ΔS
0 /R - ΔH0 /RT (10)
E = - RTln(ce /c0) (11)
图 7 王棕果壳粉对亚甲基蓝的吸附焓变
Fig. 7 Enthalpy changes of adsorption of
methylene blue on Roystonea regia shell
式中:kd—吸附分配系数,kd = qe /ce,L /mg;R—气体摩尔常
数,8. 314 J /(mol·K) ;T —绝对温度,k。以 lnkd对 1 /T 作图
(图 7) ,根据其拟合曲线的斜率和截距求出 ΔH0和 ΔS0。
所计算出来的 ΔG0、ΔH0和 ΔS0列于表 3 中。
从表 3 数据中可以看出,ΔG0在 - 0. 65 ~ - 8. 29 kJ /mol
之间,而 ΔG0 在 - 20 ~ 0 kJ /mol 为物理吸附,在 - 80 ~
- 400 kJ /mol为化学吸附[2],因此,此吸附过程是以物理吸附
为主的吸附过程。ΔH0﹤0,此过程为放热反应,这与吸附等
温线得到的结果一致。ΔS0﹤0,说明亚甲基蓝被吸附到王棕
果壳粉上,使得吸附质分子失去一些自由度(包括但不限于
平动和转动) ,从而引发熵减小,表明此过程是一个趋于有序
的吸附过程。综上,王棕果壳粉吸附亚甲基蓝过程是一个有
序的自发的放热过程。
表 3 王棕果壳粉吸附亚甲基蓝的热力学参数
Table 3 Thermodynamic parameters for the adsorption of methylene blue on Roystonea regia shell
初始质量浓度
c0 /(mg·L -1)
ΔH0 /(kJ·mol - 1) ΔS0(J·mol - 1·K - 1)
ΔG0 /(kJ·mol - 1)
303 K 313 K 323 K
E /(kJ·mol - 1)
303 K 313 K 323 K
50 - 83. 00 - 247. 95 - 8. 293 - 4. 37 - 3. 18 8. 29 4. 52 3. 39
100 - 28. 04 - 84. 63 - 2. 31 - 1. 67 - 0. 57 2. 31 1. 73 0. 61
150 - 9. 27 - 32. 89 - 0. 65 - 1. 07 - 1. 23 - 0. 65 - 1. 11 - 1. 31
200 - 18. 22 - 66. 24 - 2. 69 - 3. 24 - 3. 76 - 2. 69 - 3. 34 - 4. 01
250 - 14. 33 - 60. 57 - 4. 06 - 4. 40 - 4. 95 - 4. 06 - 4. 55 - 5. 28
300 - 10. 12 - 50. 13 - 5. 11 - 5. 31 - 5. 73 - 5. 11 - 5. 49 - 6. 11
从表 3 中的吸附势数据可以看出,在相同温度下,随着溶液中亚甲基蓝初始质量浓度的增加,对应
的吸附势逐渐降低,可能是王棕果壳粉表面吸附不均匀所导致。在吸附初期,亚甲基蓝分子首先占据表
面吸附势最大的点位,但是亚甲基蓝分子的表面覆盖率和微孔的填充度随着吸附量的增大而增大,使得
王棕果壳粉对亚甲基蓝分子的吸附作用下降,从而使其吸附势相应下降。
3 结 论
3. 1 以王棕果壳粉为吸附剂,研究了不同条件下对亚甲基蓝溶液的吸附性能,得到王棕果壳粉吸附亚
甲基蓝的最佳条件为王棕果壳粉质量浓度 10 g /L,pH为 7,温度为 30 ℃,吸附时间为 30 min。在此条件
下,当亚甲基蓝溶液初始质量浓度为 100 mg /L 时,王棕果壳粉对亚甲基蓝的吸附率可达到 98 %,吸附
量可达到 9. 84 mg /g。
3. 2 通过准一级动力学、准二级动力学及颗粒内扩散模型的模拟计算,准二级动力学方程 R2在 0. 988 6 ~1
28 生 物 质 化 学 工 程 第 50 卷
之间,而准一级动力学方程 R2在 0. 769 7 ~0. 985 4之间,通过准二级动力学方程得到平衡吸附量的计算值
(qe,cal)和实验值(qe,exp)非常接近,准二级动力学模型更合适地描述王棕果壳粉吸附亚甲基蓝的过程。
颗粒内扩散模型拟合程度较差,不存在线性关系,各条曲线均未通过原点,表明颗粒内扩散不是王棕果
壳粉吸附亚甲基蓝的唯一控制步骤。
3. 3 通过 Langmuir 和 Freundlich 方程的模拟计算,Langmuir 方程的 R2值均大于 0. 995,且优于
Freundlich方程的 R2值,说明 Langmuir 模型能更好地描述王棕果壳粉吸附亚甲基蓝的过程。通过
Langmuir方程计算得到的 RL值和 Freundlich 计算得到的 1 /n 的值均小于 1,说明王棕果壳粉吸附亚甲
基蓝是可行的,该过程是很容易进行的。
3. 4 通过计算吸附过程的 ΔG0、ΔH0、ΔS0均小于 0,说明王棕果壳粉吸附亚甲基蓝过程是一个有序的自
发的放热过程。在相同温度下,随着亚甲基蓝初始质量浓度的增加,吸附势逐渐降低。
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