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·1606· 精细化工 FINE CHEMICALS 第 35 卷

准一级动力学吸附模型和准二级动力学吸附模
型常被用来描述吸附剂对吸附质的吸附动力学过
程 [20,26] 。
准一级动力学吸附模型的数学表达式为 [26] ：
ln (q  q t ) lnq e  k t
1
e
式中：q e 和 q t 分别是在达到平衡时和 t 时刻的吸附
–1
量（mg/g）；k 1 是准一级动力学速率常数（min ）。
对图 7、8 的实验结果进行线性拟合，以 n(l q  q t ) 对
e
t 作图，通过斜率和截距计算得到 k 1 和 q e ，结果见

吸附剂投加质量 1.0 g，模拟水样体积 500 mL，pH=2.0，温度 表 3。从表 3 可以看出，计算得到的平衡吸附量偏
25 ℃ 离实验值，同时拟合的线性相关系数偏离 1。因此，
图 7 Zr-Na/Zeolite 对氨氮的吸附动力学曲线
Fig. 7 Adsorption kinetics of ammonium on Zr-Na/Zeolite 认为准一级动力学吸附模型不适合描述
Zr-Na/Zeolite 吸附氨氮和磷的过程。
准二级动力学吸附模型的数学表达式为 [26] ：
t  t  1
q t q e kq 2
2e
式中：k 2 是准二级动力学速率常数〔g/（mg·min）〕。
t
对图 7、8 的实验结果进行线性拟合，以 对 t 作图，
q t
通过斜率和截距计算得到 k 2 和 q e ，结果见表 3。从
表 3 可以看出，两种不同质量浓度下计算得到的线

性相关系数均十分接近 1，同时计算得到的平衡吸
吸附剂投加质量 1.0 g，模拟水样体积 500 mL，pH=2.0，温度 附量与实验值较接近。因此，认为 Zr-Na/Zeolite 吸
25 ℃
图 8 Zr-Na/Zeolite 对磷的吸附动力学曲线 附氨氮和磷的过程可以用准二级动力学吸附模型来
Fig. 8 Adsorption kinetics of phosphate on Zr-Na/Zeolite 描述。

表 3 Zr-Na/Zeolite 吸附氨氮和磷的动力学参数
Table 3 Kinetic parameters for ammonium and phosphate adsorption on Zr-Na/Zeolite
准一级动力学模型 准二级动力学模型
ρ 0/（mg/L） q e,exp/（mg/g）
–1
k 1/min q e,cal/（mg/g） R 2 k 2/〔g/（mg·min）〕 q e,cal/（mg/g） R 2
20 8.93 0.0048 3.62 0.9837 0.00383 9.09 0.9994
磷
40 11.7 0.0013 2.69 0.8617 0.00452 11.8 0.9998
20 4.88 0.01321 1.18 0.9310 0.0584 4.89 0.9998
氨氮
40 6.06 0.02806 1.25 0.8666 0.0964 6.61 0.9999

2.2.7 再生性能 Zr 2 HPO 4  3OH   2Zr OH PO  3 4  H O
2
再生重复使用是吸附剂可以被广泛利用的一个   3
Zr H PO 4  3OH  Zr OH  PO 4  2H O
2
2
重要因素。本文对吸附饱和的改性沸石以 1.0 mol/L
该方法可以洗脱改性沸石上吸附的磷，使改性
氯化钠和 0.1 mol/L 氢氧化钠混合液为再生液进行
沸石具有再生能力。对 Zr-Na/Zeolite 吸附磷再生性
再生处理。对于吸附了水中氨氮的改性沸石，采用
能的考察见图 9。可以看出，Zr-Na/Zeolite 在循环使
此再生液进行再生，沸石上的 NH 4 可以被 Na 交换，
＋
＋
用 14 次后，去除率保持与初始去除率相当的水平。
使吸附剂恢复氨氮吸附能力，这种再生方式很有效， 在第 14 次再生后，去除率从初始的 90.2%下降到
被很多人所采用 [13-14] 。对于吸附了磷的改性沸石， 78.7%，这与天然沸石的结晶度较低有关。结果表明，
–
–
再生溶液中存在大量 OH ，OH 与磷酸根发生离子 Zr-Na/Zeolite 用于磷吸附是可以被有效再生并重复
交换，可以把磷酸根从锆氢氧化物表面脱附，脱附 使用的。同时也说明，使用的 1.0 mol/L 氯化钠和
过程如下所示。 0.1 mol/L 氢氧化钠混合再生液对吸附后的改性沸石