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·1598· 精细化工 FINE CHEMICALS 第 35 卷

由图 5 可知，偕胺肟化聚合物 AM/AO/NIPA 的 的平衡吸附量实测值（Q e,exp ）分别为 37.32 mg/g 和
吸附量高于偕胺肟化前 AM/AN/NIPA。特别在低 pH 6.29 mg/g。
环境（pH=2）下，偕胺肟化聚合物 AM/AO/NIPA 比
偕胺肟化前 AM/AN/NIPA 的吸附量提高了 30.26%。
2+
3 种吸附剂的 Cu 吸附量均随着 pH 升高而增大，且
吸附量受 pH 影响的变化范围从小到大依次为
AM/AO/NIPA、PAM、AM/AN/NIPA。AM/AN/ NIPA
和 AM/AO/NIPA 在 pH 达到 3 以后吸附趋于平缓，
吸附平衡时 Q e 分别为 120.94 和 123.64 mg/g，而吸
附剂 PAM 在 pH 大于 4 之后达到稳定，Q e 最高为
25.78 mg/g，可能是由于 pH 较低时，溶液中大量

2+
+
H 占据了吸附剂表面的吸附位点，而 pH 逐渐升高 图 6 PAM 和 AM/AO/NIPA 对水溶液中 Cu 的吸附动力
2+
后，由于偕胺肟基团与溶液中 Cu 的配位作用强于 学曲线
Fig. 6 Adsorption kinetics of PAM and AM/AO/NIPA for Cu 2+
氨基的配位作用，即偕胺肟基团更利于重金属 Cu 2+
+
与 H 对吸附位点的竞争 [9,11] ，因此，偕胺肟化聚合 分别用准一级动力学模型〔式（2）〕和准二级
2+
物 AM/AO/NIPA 的 Cu 吸附效果相比于传统吸附剂 动力学模型〔式（3）〕对两种吸附剂（AM/AO/NIPA
2+
PAM 对溶液 pH 不敏感。而在 pH=6 时 Cu 溶液会 和 PAM）的吸附过程进行拟合，结果列于表 2，相
出现氢氧化物沉淀，故控制溶液 pH 为 5 进行后续 应的准一级动力学和准二级动力学的拟合曲线见图
2+
Cu 的吸附实验。 7、8。
2.5.2 吸附动力学考察 准一级动力学模型公式：
研究吸附剂的吸附动力学，目的在于比较偕胺 Q  Q t 
 ln  kt （2）
e
1
肟化聚合物与传统吸附剂的吸附速率，并进一步探 Q e
讨吸附机理。PAM 和 AM/AO/NIPA 的吸附动力学曲 准二级动力学模型公式：
线见图 6。吸附实验方法同 1.4 节（其中，吸附温度 t  1  t （3）
为 30 ℃，溶液 pH 为 5）。 Q t kQ e 2 Q e
2
由图 6 可知，前 90 min，AM/AO/NIPA 对 Cu 2+ 式中：Q t 和 Q e 分别表示 t 时刻和吸附平衡时的吸附
的吸附非常迅速，之后，随着反应时间的继续增加， 量，mg/g；k 1 表示准一级吸附速率常数，min ；k 2
–1
吸附量增加缓慢并趋于平稳。AM/AO/NIPA 和 PAM 表示准二级吸附速率常数，g/(mg·min)。

2+
表 2 PAM 和 AM/AO/NIPA 吸附 Cu 的准一级动力学和准二级动力学模型参数
2+
Table 2 Kinetics parameters of the adsorption process of PAM and AM/AO/NIPA for Cu
准一级动力学模型 准二级动力学模型
Q e,exp/(mg/g)
2
–1
k 1/min Q e/(mg/g) R 2 k 2/〔g/(mg·min)〕 Q e/(mg/g) R
PAM 6.29 0.00245 93.32 0.2750 0.1363 6.26 0.9911
AM/AO/NIPA 37.32 0.00733 274.11 0.8798 0.03529 38.91 0.9989

如表 2、图 7、8 所示，偕胺肟化聚合物 AM/AO/ 附速率相比于 PAM 稍慢。但是，从图 6 可以看到，
2+
NIPA 和吸附剂 PAM 吸附 Cu 的准二级动力学模型 吸附 10 min 时，AM/AO/NIPA 的 Q t 已远远超过 PAM
2
拟合的相关系数 R 分别为 0.9989 和 0.9911，明显优 的 Q e ，约为 PAM 平衡吸附量的 9 倍。
于准一级动力学模型拟合结果，且 AM/AO/NIPA 和 2.5.3 吸附等温模型考察
2+
2+
PAM 的 Cu 吸附量的计算值与实测值更加吻合。因 不同 Cu 初始质量浓度溶液对吸附剂 Q e 的影
2+
此，偕胺肟化聚合物 AM/AO/NIPA 用准二级吸附动 响见图 9。Cu 质量浓度范围为 0~500 mg/L，实验
2+
力学模型描述更合理，其对 Cu 的吸附全过程极可 方法同 1.4 节，吸附剂用量为 0.05 g、吸附温度为
能主要受吸附剂表面官能团（如偕胺肟基、咪唑啉 30 ℃、溶液 pH 为 5、吸附时间为 3 h。
2+
基、氨基）数量或表面化学吸附所控制 [12] 。对比 AM/ 由图 9 可知，当 Cu 初始质量浓度逐渐增大时，
AO/NIPA 和 PAM 的吸附速率常数 k 2 发现，k 2 (PAM)> PAM 与 AM/AO/NIPA 的铜离子吸附量呈近似直线
2+
k 2 (AM/ AO/NIPA)，表明 AM/AO/NIPA 对 Cu 的吸 的上升趋势。