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第 7 期 叶庆龄，等: 核桃壳接枝聚合物的制备及其吸附性能 ·1225·

吸附位点也逐渐减少，故吸附量增速放慢，吸附能 由表 1 可知，核桃壳接枝聚合物复合材料吸附
2
2+
力趋于饱和，分别在 10、20 min 达到吸附平衡，吸 Pb 的拟二级动力学相关系数 R =0.9998 或 1，大于
2
附量不再增大。 拟一级动力学的相关系数 R =0.5685 或 0.3439，且
通过拟一级[ln(Q eQ t ) = lnQ e k 1 t]、拟二级动力 实验值与理论吸附量接近，吸附过程符合拟二级动
2
学方程[t/Q t =1/(k 2 Q e )+(1/Q e )t]对核桃壳-g-PAM、核 力学模型，说明核桃壳- g-PAM、核桃壳-g-PMMA
2+
桃壳-g-PMMA 吸附结果进行拟合，结果见表 1。 吸附 Pb 为化学吸附。

表 1 拟一级动力学方程和拟二级动力学方程结果的比较
Table 1 Comparison of pseudo-first-order and pseudo-secondorder calculated from experimental data
Pseudo-first-order Pseudo-second-order
Adsorbent Q e(exp)/(mg/g)
2
–1
K 1/min Q e/(mg/g) R 1 K 2/〔g/(mg·min)〕 Q e/(mg/g) R 2 2
核桃壳-g-PAM 30.2 0.0693 5.9 0.5685 0.0432 30.8 0.9998
核桃壳-g-PMMA 35.4 0.0883 3.8 0.3439 0.1011 36.2 1.0000

2.2.3 等温吸附线 Freundlich 等温吸附模型中 n 均大于 1，n 越大越容
2+
考察 293、303 和 313 K 时，10 mg 核桃壳- 易吸附，表明接枝后的核桃壳对 Pb 吸附较易。
g-PAM 或核桃壳-g-PMMA，在 pH=5.0 的不同初始
2+
质量浓度 Pb 溶液中，达到吸附平衡时溶液质量浓
度与吸附量的关系，结果见图 6。
2+
由图 6 可知，复合材料对 Pb 吸附量随着初始
2+
Pb 质量浓度的增加逐渐增加，初始质量浓度大于
50 mg/L，吸附量增加变缓，且随温度的升高，核桃
2+
壳-g-PAM 对 Pb 的吸附量下降、核桃壳-g-PMMA
的吸附量先降后升，但低于 20 ℃时的吸附量，表明
2+
核桃壳接枝聚合物对 Pb 的吸附行为属于放热过
程，温度升高阻碍反应正向进行，导致吸附能力下降。
分别用 Langmuir 方程和 Freundlich 方程对实
验数据进行拟合，结果见表 2。
 e  1   e
Q e bQ m Q m
1
lnQ  e ln K  ln 
e
n
2+
式中：Q e 是吸附平衡时 Pb 的吸附量，mg/g；Q m
2+
是吸附剂对 Pb 的最大吸附量，mg/g；b 为 Langmuir
方程的吸附系数；K 为 Freundlich 方程的吸附常数，
mg/g；n 描述等温线的变化趋势，n>1 为优先吸附。
2
Langmuir 等温吸附模型的 R 大于 Freundlich 模
图 6 不同温度下不同复合材料核桃壳-g-PAM(a)和核桃
型，核桃壳接枝两种聚合物复合材料的等温吸附模
2+
壳-g-PMMA 吸附 Pb 的等温吸附曲线
型更符合 Langmuir 等温吸附模型，293K 时复合材 Fig. 6 Equilibrium isotherms of Pb adsorption by different
2+
2+
料对 Pb 的最大吸附量分别为 40.5、53.7 mg/g。 composite materials at different temperatures

2+
表 2 不同温度下复合材料对 Pb 吸附的等温吸附参数
2+
Table 2 Adsorption parameters of Pb by composite materials at different temperatures
吸附材料 T/K Langmuir Q m/(mg/g) Constants b/(L/mg) R 2 Freundlich K 1/n R 2
核桃壳-g-PAM 293 40.5 0.2052 0.9741 12.740 0.2805 0.7987
303 38.6 0.1881 0.9875 10.340 0.3302 0.8659

313 35.3 0.1982 0.9900 9.910 0.3190 0.8113
核桃壳-g-PMMA 293 53.7 0.0477 0.9031 12.340 0.2613 0.2613
303 48.5 0.0427 0.9115 9.143 0.3073 0.3073

313 50.3 0.0412 0.9069 9.824 0.2924 0.2924