Page 170 - 《精细化工》2020年第4期

·804· 精细化工 FINE CHEMICALS 第 37 卷

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力学方程拟合系数 R 1 （0.975），且计算得到的活性 表 3 Langmuir 和 Freundlich 吸附模型拟合参数
炭纤维饱和吸附量 Q e （176.999 mg/g）更接近于实 Table 3 Fitting parameters of Langmuir and Freundlich
isotherm models
验所测饱和吸附量（178.021 mg/g），进一步阐明活
测试 Langmuir Freundlich
性炭纤维吸附行为更符合准二级动力学模型，表明
温度/K Q max/(mg/g) K L R 2 n f K F R 2
吸附过程可能包括了表面吸附和颗粒内扩散等过
278 877.190 0.007 0.997 3.626 107.048 0.923
程 [32] ，而碱处理纤维吸附行为则更接近于准一级动
288 909.091 0.009 0.996 3.807 133.328 0.970
力学模型。
298 943.372 0.012 0.997 3.779 146.184 0.979
2.3 对亚甲基蓝溶液的吸附模型及热力学参数
2.3.1 活性炭纤维对亚甲基蓝吸附模型 由线性拟合结果（图 4）及拟合系数 R （表 3）
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测试了在不同温度下，活性炭纤维对不同质量 可知，不同温度下，Langmuir 模型拟合度均优于
浓度的亚甲基蓝溶液的饱和吸附性能，并分析吸附 Freundlich 模型，这表明活性炭纤维对亚甲基蓝吸附
模型及相关参数，结果如图 3 所示。 更符合 Langmuir 模型，接近于理想的单分子层吸附，

通过该模型计算在 278、288 和 298 K 下的理论最大
吸附量依次为 877.190、909.091 和 943.372 mg/g，
远高于文献报道中活性炭纤维 200~500 mg/g 亚甲基

图 3 染液初始质量浓度对活性炭纤维饱和吸附性能的影响
Fig. 3 Effect of initial mass concentration of dye solution
on the saturated adsorption of ACF

如图 3 所示，随着染液初始质量浓度的增加，
活性炭纤维的饱和吸附量也随之增加，直至染料初
始浓度达 1080 mg/L，测试活性炭纤维在 278、288
和 298 K 下的饱和吸附量分别达到 797.645、851.652
和 888.097 mg/g，表明温度升高有助于活性炭纤维
对染料的吸附，这与染料分子热运动加剧增强了与
纤维活性位点的作用有关，同时活性炭纤维的多孔
结构受热后发生膨胀也有助于活性炭纤维对染料分
子的吸附 [33] 。
此外，采用 Langmuir 方程（4）和 Frenundlich
方程（5）研究了活性炭纤维对亚甲基蓝的吸附模型。
1  1  1 （4）
Q Q K Q 
e m a x L e e
1
lgQ  e lg K  F lg   e （5）
n f
式中：Q e 为饱和吸附量，mg/g；Q max 为理论最大吸
附量，mg/g；ρ e 为吸附平衡时亚甲基蓝质量浓度，
mg/L；K L 为 Langmuir 方程常数，L/mg；K F 和 n f 为

Freundlich 方程常数，被认为同 Q max 呈正相关。
a—adsorption isotherms; b—Langmuir; c—Freundlich
Langmuir 方程采用 ρ e/Q e 对 ρ e 作直线、Freundlich
图 4 活性炭纤维对亚甲基蓝的吸附等温线线性拟合曲线
方程采用 lgQ e 对 lgρ e 作直线，绘制两者线性拟合图，
Fig. 4 Adsorption isotherms and linear fit curves of ACF
见图 4。并依据拟合结果计算获取相关参数，列于表 3。 for methylene blue