Page 219 - 《精细化工》2021年第11期

第 11 期 王 茜，等: 磷酰基乙酸改性粉煤灰基 SBA-15 的制备及选择性吸附稀土性能 ·2365·

表 4 等温吸附模型参数
Table 4 Isothermal adsorption model parameters
Langmuir 等温吸附模型 Freundlich 等温吸附模型
稀土元素 q max,exp/(mg/g)
2
K L/(L/g) q max/(mg/g) R L R 2 K F/(mg/g) 1/n R
Eu 3+ 18.6 0.0150 22.68 0.18 0.990 3.16 0.243 0.897
Gd 3+ 23.2 0.0127 28.57 0.21 0.979 3.46 0.197 0.893
Tb 3+ 21.9 0.0090 29.54 0.27 0.990 3.09 0.224 0.891
Nd 3+ 22.6 0.0113 28.51 0.23 0.994 3.10 0.219 0.893
Sm 3+ 20.2 0.0103 26.32 0.24 0.970 4.61 0.158 0.729

图 7 Freundlich 模型和 Langmuir 模型拟合曲线
Fig. 7 Adsorption isotherms of Freundlich model and Langmuir model fit curves

3+
2.3.4 竞争离子对吸附效率的影响 着 Al 浓度增加，稀土元素吸附效率不断降低。Al 3+
2
2
6
为评估在多种离子存在时，PAA-SBA-15 对稀 外层电子排布为 1s 2s 2p ，最外层电子为充满状态，
2+
3+
3+
2+
土离子的吸附情况，选取 Ca 、Mg 、Al 、Fe 4 具有稳定三价态，但其电子层数小于稀土离子电子
种离子作为竞争离子，探索各竞争离子存在时，吸 层，水合半径小于稀土离子水合半径。对于同一有
附剂吸附稀土离子情况。在室温条件下，分别配制 机配体而言，水合离子半径大，更易发生配位络合。
3+
3+
5 种稀土离子质量浓度为 10 mg/L、单种竞争离子的 当 Fe 增加至 500 mg/L 时，PAA-SBA-15 对 Eu 、
3+
3+
3+
3+
质量浓度分别为 10、25、50、100、150、200、300 Sm 、Nd 、Tb 、Gd 5 种稀土离子吸附效率降
3+
和 500 mg/L 的溶液 10 mL，在 pH 为 5 的条件下吸 至 37.6%、35.1%、34.8%、37.2%、30.1%。Fe 外
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2
2
6
5
3+
2
附 180 min，结果如图 8 所示。 层电子构型为 1s 2s 2p 3s 3p 3d ，过渡金属 Fe 与
3+
图中虚线为未添加竞争离子时的吸附效率，可 稀土离子都有稳定三价态，而 Fe 极易与有机配体
2+
2+
以看出，不同质量浓度 Ca 和 Mg 存在下，稀土离 形成六配位化合物，其络合能力强于稀土离子。因
2+
3+
子吸附效率仍维持在虚线位置，表明 Ca 和 Mg 2+ 此，Fe 的存在对 PAA-SBA-15 吸附稀土离子影响
的存在对 PAA-SBA-15 吸附稀土元素影响很小。随 较大。