Page 168 - 《精细化工》2020年第1期

·154· 精细化工 FINE CHEMICALS 第 37 卷

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出，各温度下 Langmuir 模型的拟合系数 R 都高于
Freundlich 模型，即 Langmuir 模型能更好地描述氟
离子在复合材料的吸附过程。说明复合脱氟剂对水
中氟离子的吸附过程符合 Langmuir 吸附模型假设
理论，即：（1）吸附位点均匀分布于脱氟剂表面，
且各吸附位点能量相同；（2）吸附为单分子层的吸
附；（3）一定条件下吸附与脱附可建立平衡。

图 12 25 ℃下，复合脱氟剂粉末对氟离子吸附的伪二级
动力学模型
Fig. 12 Pseudo-second-order kinetics adsorption models
for fluorine ions adsorption

表 2 吸附动力学拟合参数
Table 2 Adsorption kinetic parameters obtained by second-
order kinetic model
0.5
q e/(mg/g) k 2/〔mg/(min ·g)〕 R 2 q e, exp/(mg/g)
62.50 0.026 0.997 61.65

3 结论

（1）以硝酸镁、硝酸镧为主要原料合成了氧化
2+
镁基稀土复 合脱氟剂。 实验确定 了 n(Mg ) ∶
3+
n(La )=32∶1 为最佳离子比，600 ℃为最佳焙烧温度。
（2）用 PVA 和 PVDF 两种粘合剂，制备出成型
的颗粒状氧化镁基稀土复合脱氟剂。颗粒脱氟剂在

具备较好氟离子吸附性能的同时，克服了粉末难以
a—Langmuir 模型；b—Freundlich 模型 回收、易堵塞设备等缺点。
图 11 不同温度下复合脱氟剂粉末对氟离子的吸附等温线
Fig. 11 Adsorption isotherms of fluorine ions with the （3）该复合脱氟剂对氟离子的平衡吸附量最高
composite adsorbent powder at different temperatures 可达 142.85 mg/g，具有优秀的除氟性能；在吸附环
境 pH 为 4~10 范围内吸附效率最高；200 min 内基
2
表 1 Langmuir 和 Freundlich 模型拟合参数（R ） 本达到吸附平衡；随着吸附温度上升吸附量升高，
Table 1 The parameters of Langmuir and Freundlich isotherm 说明吸附过程是一个吸热的过程；共存阴离子的影
2
models (R )
2–
–
3–
2–
–
响顺序为：NO 3 <Cl /SO 4 <CO 3 <PO 4 。室温下，复
温度/℃
合脱氟剂对氟离子的吸附符合 Langmuir 等温吸附
25 35 50
模型和伪二级动力学模型。
Langmuir 0.991 0.998 0.996
（4）基于该复合脱氟剂对氟离子的吸附研究，
Freundlich 0.987 0.964 0.976
下一步的研究重点将集中于改进成型方法，并对成
2.3.8 吸附动力学分析 型颗粒做出适当改性，以提高复合脱氟剂颗粒对水
用伪二级动力学模型对氧化镁基稀土复合脱氟 中氟离子的吸附效果。
剂在室温下的吸附数据进行线性拟合，结果如图 12
参考文献：
所示，吸附动力学模拟参数如表 2 所示。
[1] Lu Huizhe (路慧哲), Du Fengpei (杜凤沛), Li Xiangdong (李向东).
由表 2 中可看出，复合脱氟剂的伪二级动力学 Fluorine, iodine, selenium and human health[J]. University Chemistry
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拟合线性良好（R =0.997）。利用伪二级动力学模型 (大学化学), 2010, 25(S1): 90-93.
计 算出的 吸附 量（ 62.50 mg/g ）与 实验 吸 附 量 [2] Sun Yang (孙杨), Wang Xiaoyu (王晓宇), Yang Yanmei (杨艳梅).
Study on the effects of fluoride on the human body[J]. Journal of
（61.65 mg/g）相当接近，证明复合脱氟剂的吸附过 Modern Medicine & Health (现代医药卫生), 2010, 26(16): 2483-
程符合伪二级动力学模型。 2485.