Page 165 - 精细化工2020年第2期

第 2 期 门孝平，等: 复合材料 POSS/TX-10/Bent 的制备及其吸附性能 ·367·

表 3 POSS/TX-10/Bent 吸附亚甲基蓝的准一级动力学和准二级动力学拟合参数
Table 3 Pseudo-first-order and pseudo-second-order parameters of adsorption of methylene blue on POSS/TX-10/Bent
准一级动力学参数 准二级动力学参数
ρ 0/(mg/L) q e,exp/(mg/g)
–1
K 1/min q e,cal/(mg/g) R 2 K 2/〔g/(mg·min)〕 q e,cal/(mg/g) R 2
500 99.54 0.036 12.93 0.84414 0.014 99.90 0.99999
–3
800 158.79 0.038 33.24 0.94231 5.361×10 159.74 0.99997
–3
1000 198.70 0.035 47.92 0.93124 3.554×10 199.20 0.99996
–3
1200 229.21 0.037 85.96 0.98327 1.642×10 232.56 0.99967
1500 250.93 0.037 92.10 0.98125 1.589×10 253.81 0.99976
–3

表 4 POSS/TX-10/Bent 吸附亚甲基蓝的颗粒内扩散动力学拟合参数
Table 4 Intra-particle diffusion model parameters of adsorption of methylene blue on POSS/TX-10/Bent
颗粒内扩散动力学参数
ρ 0/(mg/L)
0.5
0.5
0.5
K p1/〔mg/(g·min )〕 K p2/〔mg/(g·min )〕 K p3/〔mg/(g·min )〕 C 1/(mg/g) C 2/(mg/g) C 3/(mg/g)
500 18.659 1.790 0.108 46.654 85.508 98.083
800 27.445 4.221 0.287 68.837 124.934 155.069
1000 41.217 5.385 0.591 64.681 153.338 190.089
1200 43.547 9.805 0.758 68.133 145.332 219.318
1500 50.357 10.076 0.895 68.653 164.615 239.324

图 9 POSS/TX-10/Bent 对亚甲基蓝的 Langmuir（a）、Freundlich（b）和 Dubinin-Radushkevich（c）吸附等温拟合线
Fig. 9 Langmuir (a), Freundlich (b) and Dubinin-Radushkevich (c) adsorption isotherms of methylene blue on POSS/TX-10/Bent

表 5 POSS/TX-10/Bent 吸附亚甲基蓝的吸附等温线参数
Table 5 Isotherm parameters of adsorption of methylene blue on POSS/TX-10/Bent
温度 Langmuir 等温线模型 Freundlich 等温线模型 Dubinin-Radushkevich 等温线模型
T/K K L/(L/mg) R L q m/(mg/g) R 2 K F/(L/mg) R q m/(mg/g) E a/(kJ/mol) R
2
2
–3
–3
303.15 0.294 2.262×10 ~6.757×10 250.89 0.991 119.433 0.765 223.79 0.659 0.813
–3
–3
313.15 0.333 1.998×10 ~5.970×10 251.71 0.989 122.201 0.768 224.93 0.758 0.808
323.15 0.378 1.761×10 ~5.263×10 254.93 0.981 125.873 0.756 230.10 0.826 0.845
–3
–3
–3
–3
333.15 0.457 1.457×10 ~4.357×10 259.53 0.990 130.998 0.766 233.42 1.028 0.843

通过图 9 中的拟合线可以看出，Langmuir 等温 2.2.6 热力学分析
线模型的拟合效果最好，更接近实验值。再通过比 对吸附结果进行热力学分析 [36] ，根据范特霍夫
2
θ
较表 5 中的参数 R 可知，Langmuir 等温线模型比 方程可以计算出吸附过程的焓变（ΔH ）和熵变
Freundlich 等温线模型和 Dubinin-Radushkevich 等温 （ΔS ），进而可求出 Gibbs 自由能（ΔG ），结果如
θ
θ
线 模型的 拟合 效果都 要好 ，说明 亚甲 基蓝 在 图 10 和表 6 所示。
POSS/TX-10/Bent 上的吸附主要为单分子层吸附过 lnK  Δ θ  ΔS H θ （12）
程，q m 随着温度升高不断增大，说明吸附是一个吸 d R R T
n
l
热过程，不同温度下的平衡参数为 0<R L <1，表明 Δ θ RG T K d （13）
POSS/TX-10/Bent 对亚甲基蓝的吸附为有利吸附过 K  q e （14）
程 [34] ，由表观活化能 E a <8 kJ/mol 推断该吸附过程为 d  e
物理吸附过程 [35] ，为进一步准确判断其归属，需进 式中：K d 为热力学平衡常数，L/mg；R 是摩尔气体
行热力学分析。 常数。