Page 209 - 《精细化工》2021年第4期

第 4 期 钟 鑫，等: 单宁基酚胺型螯合树脂的制备及对 Cr(Ⅵ)的吸附 ·843·

始质量浓度为 500 mg/L 时，其吸附基本达到平衡， 表 3 单宁基酚胺型螯合树脂对 Cr(Ⅵ)的等温吸附参数
最大吸附量达到 364.46 mg/g；当 Cr(Ⅵ)初始质量浓 Table 3 Isothermal adsorption parameters of Cr(Ⅵ ) by
tannin-based phenol-amine chelating resin
度低于 20 mg/L 时，吸附率可达到 95%以上，表明
Langmuir Freundlich
单宁基酚胺型螯合树脂对 Cr(Ⅵ)具有良好的吸附
温度/K K F/〔(mg/g)
性能。 Q m K L R 2 n R 2
/(mg/g) /(L/g) (L/mg) 〕
1/n

298 355.87 0.0305 0.9985 21.6570 1.8455 0.9055
308 375.94 0.0382 0.9992 25.6317 1.8547 0.8889
318 398.41 0.0541 0.9978 36.2221 2.0099 0.9305

2
从表 3 中相关系数 R 可知，Langmuir 等温吸附
2
模型的相关系数 R 均大于 0.99，表明树脂对 Cr(Ⅵ)
的吸附过程更加符合 Langmuir 等温吸附模型，吸附
树脂对 Cr(Ⅵ)的吸附是以单分子层吸附为主。
2.7 吸附动力学研究
在温度为 318 K，pH 为 2.0 的条件下，单宁基

图 7 Cr(Ⅵ)初始质量浓度对树脂吸附性能的影响 酚胺型螯合树脂对不同初始质量浓度 Cr(Ⅵ)的吸附
Fig. 7 Effect of Cr(Ⅵ) initial mass concentration on the 量随时间的变化曲线如图 9 所示。从图 9 可以看出，
adsorption property of resin 开始吸附时树脂对 Cr(Ⅵ)的吸附量增加较快，随着
吸附的进行，吸附量增加缓慢，逐渐达到吸附平衡。
2.6 温度对树脂吸附性能的影响
在 Cr(Ⅵ)初始质量浓度分别为 20、200 和 500 mg/L
pH 为 2.0，在相同的 Cr(Ⅵ)初始质量浓度下，
的条件下，树脂对 Cr(Ⅵ)的吸附达到吸附平衡的时
单宁基酚胺型螯合树脂吸附铬的等温吸附曲线如图
间分别为 90、180 和 240 min。
8 所示。可以看出，吸附树脂对 Cr(Ⅵ)的吸附量随

温度的升高而增大，表明较高的温度有利于吸附的
进行。分别用 Langmuir 等温吸附模型（4）、Freundlich
等温吸附模型（5）对等温吸附曲线进行线性拟合，
结果如表 3 所示。
 e   e  1 （4）
Q Q Q K
e m m L
1
lnQ  e ln  e lnK （5）
F
n
式中：ρ e 为吸附平衡时溶液中 Cr(Ⅵ)的质量浓度，

mg/L；Q e 和 Q m 分别为平衡吸附量和最大吸附量，
mg/g；K L 和 K F 为平衡吸附常数单位分别为 L/g， 图 9 吸附时间对单宁基酚胺型螯合树脂吸附 Cr(Ⅵ)的
1/n
(mg/g)(L/mg) ；n 为表征吸附强度的 Freundlich 常数。 影响
Fig. 9 Effect of adsorption time on Cr(Ⅵ) adsorption by
tannin-based phenol-amine chelating resin

为了进一步研究吸附机理，通过准一级吸附动
力学方程（6）和准二级动力学方程（7）拟合吸附
动力学曲线，拟合结果如表 4 所示。
ln(Q  Q t )  lnQ  e k t （6）
1
e
t  1  t （7）
Q kQ 2 Q
t 2 e e
式中：Q e 为平衡吸附量，mg/g；Q t 为 t 时刻的吸附

量，mg/g；k 1 为准一级动力学速率常数，1/min；k 2
图 8 单宁基酚胺型螯合树脂吸附铬的等温吸附曲线
Fig. 8 Isothermal adsorption curves of chromium adsorption 为准二级动力学速率常数，g/(mg·min)。
2
by tannin-based phenol-amine chelating resin 由表 4 中相关系数 R 可知，单宁基酚胺型螯合