Page 202 - 《精细化工》2020年第8期

·1700· 精细化工 FINE CHEMICALS 第 37 卷

lnQ  ln K  1 ln ρ （7）
e
F
n e
式中：ρ e 为吸附平衡时染料质量浓度（mg/L）；
Q e 为吸附平衡时微球对染料的吸附量（mg/g）；Q m
为理论上微球对染料的最大吸附量（mg/g）；K L
为 Langmuir 常数（L/g）；K F 为 Freundlich 常数，
1/n
（mg/g）（L/mg） ；n 为吸附强度常数，值越大，
代表吸附性能越好，一般认为 n 大于 1 时吸附容易
进行 [18] 。

由表 3 可以看出，Langmuir 和 Freundlich 等温
图 5 不同温度下 GM 对 MB 的吸附等温线（a）；GM 对
方程均能较好地描述此吸附过程，但是 Langmuir
MB 的 Langmuir（b）和 Freundlich（c）吸附等温线
Fig. 5 Adsorption isotherms of MB on GM at different 等温线的相关系数比 Freundlich 等温线的相关系数
temperatures (a), Langmuir (b) and Freundlich (c) 高，所以 Langmuir 等温线能更好地拟合数据。GM
adsorption isotherms of MB on GM [26]
对 MB 的吸附为单分子层吸附 。K 随温度升高而
F
Langmuir 等温线方程： 增大，说明升高温度有利于提升 GM 对 MB 的吸附
ρ 1 ρ 能力，该吸附过程为吸热反应 [27] 。同时，Freundlich
e   e （6）
Q e Q K L Q m 等温方程的 n 均大于 1，说明 GM 对 MB 的吸附容
m
Freundlich 等温线方程： 易进行。

表 3 GM 对 MB 的 Langmuir 和 Freundlich 吸附等温线拟合参数
Table 3 Parameters of Langmuir and Freundlich adsorption isotherms of MB on GM
Langmuir Freundlich
吸附温度/K Q e/(mg/g)
1/n
Q m/(mg/g) K L/(L/g) R 2 n K F/(mg/g)(L/mg) R
2
298 89.46 97.66 0.0498 0.997 3.036 57.06 0.871
313 91.36 98.23 0.0499 0.999 2.397 61.39 0.947
333 93.56 100.1 0.0490 0.998 3.000 56.31 0.967

不同温度的热力学参数计算方程式如下所示 [28] ， 式中：ΔG 为吸附吉布斯自由能变，kJ/mol；ΔH 为
结果见表 4。 吸附焓变，kJ/mol；T 为绝对温度，K；ΔS 为吸附熵
变，J/(mol·K)；R 为理想气体常数，8.314 J/(mol·K)；
表 4 GM 对 MB 的吸附热力学参数 K d 是分配系数；ρ Ae 和 ρ e 分别为溶液达到吸附平衡
Table 4 Parameters of adsorption thermodynamics for the
adsorption of MB on GM 时吸附剂吸附的染料质量浓度和溶液中染料的平衡
吸附温度 Qe ΔG ΔH ΔS 质量浓度，mg/L。
/K /(mg/g) /(kJ/mol) /(kJ/mol) /〔J/(mol·K)〕 GM 与其他吸附材料对染料的吸附效果比较见
298 89.46 –2.85 4.63 25.10 表 5。
313 91.36 –3.23
333 93.56 –3.73 表 5 不同吸附剂对染料去除效果的比较
Table 5 Comparison of removal efficiency of dyes by
different adsorbents
从表 4 可知，ΔH>0，说明吸附是一个吸热过程，
吸附剂 染料 温度/K Q m/(mg/g) 参考文献
与实验结果一致。ΔG<0，且随着温度的升高而减小，
活化生物质炭 MB 293 149.95 [29]
说明吸附过程是自发的，且升高温度有利于吸附反
改性沸石 CV 313 4.63 [30]
应的进行。ΔS>0，表明吸附过程中混乱度增加，有
活性炭 MB 298 345.17 [6]
利于吸附反应的进行，并增加了固-液界面的吸附随
功能化锌金属有机骨架 CR 320 78.36 [31]
机性。
地质聚合物块 MB — 50.7 [13]
G
  H T S  （8） 生物质粉煤灰地聚物块 MB — 15.4 [14]
 H  S
ln K   （9） 地质聚合物微球 MB 333 100.1 本文
d
QT R 注：“—”表示文献中未说明。
ρ
K  Ae （10）
d
ρ e 由表 5 可知，本文合成的 GM 较已报道的地质