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·1202· 精细化工 FINE CHEMICALS 第 36 卷

图 7a 显示，对于 ZPG1，准一级动力学拟合的
2
相关系数 R 为 0.99871，略大于图 7b 中二级动力学
拟合的 0.99597，说明 ZPG1 的吸附效果主要受 Cu 2+
质量浓度影响；而对于 ZPG2，图 7a 准一级动力学
2
拟合的 R 为 0.99852，略小于图 7b 准二级拟合的
2+
0.99916，说明 ZPG2 的吸附动力学不但受 Cu 浓度
2+
影响，还和 ZM 单体中的两性离子与 Cu 的作用有
关，与前述分析结果一致。

图 6 D-R 模型线性拟合 3 结论
Fig. 6 Linear fitting of D-R model
（1）用“一锅法”工艺，通过冷冻交联制备互
从图 6 可知，D-R 方程拟合度不高，理论饱和 穿网络复合凝胶 ZPG2；ZPG2 在 300 ℃以下热稳定
吸附量 Q m 与实测值有较大偏差，但比较 Q m 值仍可 性良好，ZM 的存在可以显著提高吸附效果。
2+
知 ZPG2 的吸附能力优于 ZPG1。平均吸附自由能 （2）ZPG2 对 Cu 的吸附过程符合 Langmuir 等
E a 均大于 10 kJ/mol，说明吸附过程以化学吸附为主； 温吸附模型；ZM 的引入使平均吸附自由能 E a 增大，并
添加 ZM 后，ZPG2 的 E a 和 Q m 有所增加。 使吸附过程从准一级动力学向准二级动力学转变。
2.6 吸附时间与吸附动力学分析 （3）POM、SEM-EDS 表征验证了上述过程，
吸附动力学研究可用于确定吸附速率和吸附控 这种现象是 ZM 的两性离子与 Cu 的化学效应和反
2+
3
制步骤。保持铜离子初始质量浓度 2×10 mg/L，考 聚电解质效应共同作用的结果。
察吸附时间与吸附量的关系，并使用 Origin8.0 方程 因此，引入两性离子单体能够显著提高复合凝胶
库中的 BoxLucas 模型进行准一级方程非线性拟合， 吸附 Cu 的能力，“一锅法”工艺配合冷冻交联法的
2+
结果如图 7a 所示。使用 t/Q 对 t 作图，进行准二级 制备过程操作简单、产率和效率高、适合大规模生
方程线性拟合，如图 7b 所示。 产，可为相关理论研究和工业化应用提供参考。

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图 7 准一级吸附动力学拟合（a）及准二级吸附动力学 [7] Muya F N, Sunday C E, Baker P, et al. Environmental remediation of
heavy metal ions from aqueous solution through hydrogel adsorption:
拟合（b） A critical review[J].Water Science & Technology, 2016, 73(5):
Fig. 7 Fitting of pseudo-first-order adsorption kinetic mode 983-992.
(a), Fitting of pseudo-second-order adsorption kinetic
model (b) （下转第 1209 页）