Page 194 - 精细化工2019年第8期

·1682· 精细化工 FINE CHEMICALS 第 36 卷

0，表明钼（Ⅵ）吸附在复合材料上自由度增大。 由图 7 可知，在初始 20 min，Mn 3 O 4 @siO 2 复合
材料对钼（Ⅵ）的吸附量迅速增大，随着吸附时间
表 3 热力学拟合参数 的延长，钼（Ⅵ）的吸附量增加幅度变缓，在 60 min
Table 3 Fitting parameters of thermodynamic data
内达到吸附平衡，进一步延长时间，钼（Ⅵ）的吸



T/K ΔG /(kJ/mol) ΔS /(J/mol) ΔH /(kJ/mol)
附量无变化。
298.15 3.76
运用准一级方程〔式（9）〕和准二级吸附动力
308.15 2.92 199.45 －68.81
学方程〔式（10）〕分别对 ln(Q e Q t )t 和 t/Q t t 进
318.15 2.01
行拟合，获得动力学参数见表 4。
2.4 吸附动力学分析 In(Q  Q )  InQ  k t （9）
e e 1t
在 pH 为 2.8、温度 25 ℃的条件下，考察了 t 1 t
Mn 3 O 4 @SiO 2 对不同浓度 Mo（Ⅵ）吸附量随时间的 Q  kQ 2  Q （10）
变化情况，结果如图 7 所示。 t 2 e e
式中：Q t 为 t 时间时钼（Ⅵ）的吸附量；k 1 为准一
−1
级吸附动力学速率常数，min ；k 2 为准二级吸附动
力学速率常数，g/(mg·min)。
由表 4 可知，Mn 3 O 4 @SiO 2 复合材料对钼（Ⅵ）
的吸附更符合准二级动力学，计算的饱和吸附量与
实验值很接近。准二级动力学模型基于吸附速率受
化学吸附机理控制的模型，认为受吸附剂与吸附质
之间的电子共用或电子转移所控制 [12] ，Mn 3O 4@SiO 2
复合材料对钼（Ⅵ）吸附属于化学吸附，解释了吸

附时间对钼（Ⅵ）吸附的影响规律，即吸附 60 min

图 7 Mn 3 O 4 @SiO 2 随时间的吸附曲线 后溶液中的钼（Ⅵ）去除率的增幅迅速下降，其原
Fig. 7 Adsorption curve of Mn 3 O 4 @SiO 2 with time 因是钼（Ⅵ）浓度降低，化学反应推动力下降。

表 4 吸附动力学拟合参数
Table 4 Fitting parameters of adsorption kinetic models
Mo（Ⅵ） mass 准一级动力学 准二级动力学
concentrateion/ Q e, exp /(mg/g)
1
(mg/L) k 1/(min ) Q e, cal/(mg/g) R 2 k 2/〔g/(mgmin)〕 Q e, cal/(mg/g) R 2
40 39.40 0.137 29.19 0.9440 0.0146 35.11 0.9995
80 75.49 0.124 36.37 0.8171 0.0094 78.12 0.9996
120 110.40 0.163 56.36 0.8530 0.0064 114.95 0.9986
160 145.35 0.116 69.31 0.8024 0.0047 149.03 0.9996

为进一步了解 Mn 3 O 4 @SiO 2 对钼（Ⅵ）的吸附 从表 5 可知，Mn 3 O 4 @SiO 2 对钼（Ⅵ）具有优
性能，查阅文献对比 Mn 3 O 4 @SiO 2 吸附钼（Ⅵ）的 良的吸附性能。
性能，见表 5。 2.5 Mn 3 O 4 @SiO 2 核壳磁性复合材料的再生
图 8 为循环次数对复合材料吸附钼（Ⅵ）的影
表 5 不同吸附剂对钼（Ⅵ）饱和吸附量的比较
Table 5 Comparison of sorption capacities of Mo (Ⅵ) for 响。在 40 mg/L 钼（Ⅵ）溶液中 Mn 3 O 4 @SiO 2 复合
different adsorbents 材料循环使用 9 次后对钼（Ⅵ）的平衡吸附容量维
Sorption 持在 36.21 mg/g，是初次使用平衡吸附量的 91.90%，
Adsorbent References
capacity/(mg/g)
表明该吸附剂具有良好的稳定性。循环使用过程的
Mn 3O 4@SiO 2 145.35 This study
CuFe 2O 4 nano-composite 30.58 [6] 平衡吸附容量下降的原因可能是实验过程中吸附剂
Chitosan 123.00 [31] 用量较少，在多次吸附解吸过程中氢氧化钠溶液可
γ-Al 2O 3 nanospheres 56.20 [32] 能对表面的二氧化硅有少部分溶解作用，吸附剂量
ZnFe 2O 4 nano-composite 62.50 [33]
的减少引起吸附能力稍有下降。
Calcined wheat bran 29.80 [34]