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·756· 精细化工 FINE CHEMICALS 第 36 卷

在不同 pH 下存在不同形式，在 pH=6 时，溶液中的 2.7 动力学分析
铀主要以铀酰离子的形式存在，此时，ZnS/AC 的吸 采用准一级动力学方程〔式（3）〕和准二级吸

2+
附能力最强。随着 pH 增加，OH 与 UO 2 可以形成 附动力学方程〔式（4）〕对实验数据进行拟合 [21-22] 。
+
较 低 吸附亲和力的 离子，包 括 [UO 2OH] 、 结果如图 11、12 和表 2 所示。
+
2+
2+
[(UO 2) 3(OH) 4] 、[(UO 2 ) 3 (OH) 5 ] 、[(UO 2 ) 2 (OH) 2 ] 、 lg(q e  )  q lgQ e  k t （3）
1 t
[(UO 2 ) 2 OH] 3+ 、 [(UO 2 ) 3 OH] 5+ 、 [(UO 2 ) 4 OH] 7+ 、 t  1  t （4）
2

[UO 2 (OH) 4 ] 、[(UO 2 ) 3 (OH) 7 ] ，使得吸附剂对铀酰 q t kQ e 2 Q e
2
离子的吸附量减小，导致吸附量和去除率降低。因 式中：q e 为实际平衡吸附量，mg/g；Q e 为理论平衡
此，选择溶液 pH 为 6 作为最优反应条件。 吸附量，mg/g；q t 为 t 时刻的吸附量，mg/g；t 为振
1
荡时间，min；k 1 为准一级吸附速率常数，min ；
k 2 为准二级吸附速率常数，g/(mg min)。

图 9 pH 对 ZnS/AC 吸附性能的影响
Fig. 9 Effect of pH value on the adsorption of ZnS/AC
uranyl by
图 11 准一级动力学模型模拟曲线
2.6.5 温度的影响 Fig. 11 Pseudo first order dynamic model simulation curve
分别取 ρ 0 为 35 mg/L 的铀酰溶液 20 mL 放于 5
个锥形瓶中，调节溶液 pH 分别为 6，在各锥形瓶中
分别加入 0.01 g 的 ZnS/AC，在不同的温度下恒温振
荡吸附 120 min。吸附完成后取上层清液，测定铀酰
离子浓度。考察温度对 ZnS/AC 吸附性能的影响，
结果如图 10 所示。30~50 ℃时，随温度的升高，
ZnS/AC 对铀酰离子的吸附量和去除率升高，30 ℃
时，ZnS/AC 对铀酰离子的去除率为 83.08%，吸附
量为 58.18 mg/g；50 ℃时，去除率增加到 91.07%，

吸附量增加到 63.75 mg/g。之后，随温度进一步增
图 12 准二级动力学模型模拟曲线
加，ZnS/AC 对铀酰离子的吸附量和去除率略有减
Fig. 12 Pseudo second order kinetic model simulation curve
小。因此，选择 50 ℃作为最优反应温度。
表 2 吸附动力学参数
Table 2 Kinetic parameters of adsorption

模型 Qe/(mg/g) k R 2
准一级动力学 41.437 0.00135 min 1 0.9442
准二级动力学 64.558 0.00797/〔g/(mg min)〕 0.9971

2
由表 2 可知，准一级动力学方程拟合度 R 1 =
2
2
0.9442，准二级动力学方程拟合度 R 2 =0.9971，R 2 >
2
R 1 ，且准二动力学模型得出的理论值 Q e 与实际值 q e
[23]
十分接近。故吸附规律更贴近准二级动力学模型 。
图 10 温度对 ZnS/AC 吸附性能的影响 说明该吸附过程受化学吸附机理的控制，这种化学
Fig. 10 Effect of temperature on the adsorption of ZnS/AC
for uranyl ions 吸附涉及到吸附剂与吸附质之间的电子作用。