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·512· 精细化工 FINE CHEMICALS 第 36 卷

表 4 不同含磷废水初始浓度下 CPAM/Bent 吸附磷的动力学参数
Table 4 Kinetics parameters of phosphate adsorption by CPAM/Bent at different initial concentration of phosphorus wastewater
质量浓度 实测 q e 准一级动力学参数 准二级动力学参数
/(mg/L) /(mg/g) k 1/min –1 q e/(mg/g) R 1 2 k 2/min q e/(mg/g) R
2
–1
2
1.3 0.158 0.0145 0.0177 0.5085 16.3713 0.1510 0.9998
2.3 0.338 0.0493 0.0519 0.9182 3.1902 0.3401 0.9999
3.5 0.536 0.2395 0.2589 0.9432 2.7054 0.5451 0.9999

表 5 不同 pH 下 CPAM/Bent 吸附磷的动力学参数
Table 5 Kinetics parameters of phosphate adsorption by CPAM/Bent at different pH
准一级动力学参数 准二级动力学参数
pH 实测 q e
/(mg/g) k 1/min –1 q e/(mg/g) R 1 2 k 2/min q e/(mg/g) R
2
–1
2
5 0.536 0.2395 0.2589 0.9432 2.7054 0.5451 0.9999
7 0.506 0.1359 0.0918 0.8403 1.5660 0.5282 0.9999
9 0.526 0.0108 0.0908 0.8094 1.1717 0.5129 0.9998

2.7 吸附等温线
CPAM/Bent 对磷的吸附是一个动态平衡过程， 3 结论
为了探讨吸附过程的规律，因此采用描述化学吸附
（1）用 CTMAB 对 Bent 进行插层改性，增大了
行为最普遍的 Langmuir 等温模型〔式（5）〕以及
层间距，易于分子直径更大的 CPAM 阳离子进入层
Freundlich 等温模型〔式（6）〕。 间，最终成功制备出 CPAM/Bent。
 1 
e   e （5） （2）Bent 经过插层改性后，比表面积逐渐减小、
q e k q m q m 平均孔直径变大，自由水与吸附水的逸出温度和失
L
1
lg q  lg k  lg  （6） 重有所降低，表面疏水性得到增强。
e
F
n e
（3）CPAM/Bent 对含磷废水的去除效果最好，
式中，q m 为形成单分子层的最大吸附量，mg/g；k L
随着反应温度升高、含磷废水初始浓度增加以及 pH
为 Langmuir 吸附平衡常数，L/mg；k F 为 Freundlich
降低，对磷的去除率逐渐增大。经过 5 次吸附和再
吸附平衡常数；  为吸附平衡时溶液的质量浓度， 生过程后，CPAM/Bent 吸附磷的能力显著下降。
e
mg/L；n 为 Freundlich 模型常数。
CPAM/Bent 对含磷废水的吸附行为均符合 Langmuir
利用式（5）、（6）对实验数据进行拟合，结果
与 Freundlich 吸附模型。就整个吸附过程而言，准
如表 6 所示。 二级动力学模型能更好地描述磷在插层改性 Bent上
的吸附动力学行为。
表 6 CPAM/Bent 吸附磷的等温模型参数
Table 6 Isotherm parameters of phosphate adsorption by 参考文献：
CPAM/Bent
[1] Su Y, Zhang W, Xu F, et al. Natural volcanic tephra for phosphate
Langmuir Freundlich
温度/℃ removal from rural micro-polluted wastewater[J]. Water Air and Soil
k L/(L/mg) q m/(mg/g) R 2 k F 1/n R 2 Pollution, 2015, 226(1): 2258.
[2] Smil V. Phosphorus in the environment: Natural flows and human
25 2.9950 0.3319 0.9902 0.4992 0.3221 0.9978
interferences[J]. Annual Review of Energy and the Environment,
35 4.2754 0.3842 0.9998 0.5008 0.3485 0.9992 2003, 25(6): 53-88.
45 4.7969 0.3984 0.9996 0.5019 0.4402 0.9981 [3] Falkowski P, Scholes R J, Boyle E, et al. The global carbon cycle:
Atest of our knowledge of earth as a system[J]. Science, 2000,

290(13): 291-296.
从表 6 可知，CPAM/Bent 对磷的吸附符合 Langmuir [4] Suneda S T, Ohno T, Soejima K, et al. Simultaneous nitrogen and
2
方程和 Freundlich 方程，相关系数 R 值均在 0.99 以 phosphorus removal using denitrifying phosphate-accumulating
organisms in a sequencing batch reactor[J]. Biochemical Engineering
上，不同温度下 Langmuir 方程拟合得到的 q m 值小
Journal, 2006, 27(3): 191-196.
于实测 q e 值，说明了吸附过程并非 Langmuir 模型 [5] Clark T, Stephenson T, Pearce P A. Phosphorus removal by chemical
所描述的单分子层去除过程，而是在单分子层与多 precipitation in a biological aerated filter[J]. Water Research, 1997,
31(10): 2557-2563.
分子层之间同时进行的。此外，用 Freundlich 方程拟

合所得的 1/n 在 0.3~0.5 之间，说明了吸附容易进行。 （下转第 540 页）