Page 194 - 《精细化工》2022年第10期

·2128· 精细化工 FINE CHEMICALS 第 39 卷

合吸附剂吸附 TC 为自发进行，且随着温度的升高， 2.2.5 吸附等温线
∆G 逐渐减小，表明升高温度有利于吸附反应的进 SA/GO/ZIF-8 对 TC 的吸附等温线模型见图 9。
行 [36] 。此外，∆H>0，进一步说明整个吸附过程为吸 由图 9 可知，SA/GO/ZIF-8 复合吸附剂对 TC 的吸附
热过程，这与上述升高温度所得到的结论一致。综 符合 Langmuir 等温模型。由表 5 可知，在各温度条
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合考虑本实验能耗和吸附性能，后续实验中温度选 件下，Langmuir 等温线模拟的相关系数 R 均大于
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择为 25 ℃。 0.99，而 Freundlich 模型拟合的 R 在 0.73~0.87 之间，
当 pH 为 7 时，吸附时间对 SA/GO/ZIF-8 复合 说明 SA/GO/ZIF-8 复合材料吸附 TC 是一种单层吸
吸附剂吸附性能的影响见图 8。如图 8 所示，吸附 附过程，且 SA/GO/ZIF-8 复合吸附剂表面吸附位点
过程的前 3 h 内，随着时间的增加，SA/GO/ZIF-8 均匀。通过计算得到 R L 在 0~1 之间，说明所选范围
复合吸附剂对 TC 的平衡吸附量迅速增加，吸附时 有利于吸附进行。经计算得出 1/n 均小于 1，表明
间为 2.5 h 时，SA/GO/ ZIF-8 复合吸附剂的平衡吸附 SA/GO/ZIF-8 复合吸附剂对 TC 易于吸附。
量可达 87.85 mg/g。但随着吸附持续进行，吸附速
率逐渐降低，当吸附时间达到 10 h 时，吸附基本达
到平衡，说明 SA/GO/ZIF-8 复合吸附剂的吸附位点
基本达到饱和，30 mg 的 SA/ GO/ZIF-8 复合吸附剂
在 100 mL 初始质量浓度为 50 mg/L 的 TC 溶液中，
平衡吸附量可达 125.37 mg/g。

图 8 吸附时间对 SA/GO/ZIF-8 复合吸附剂吸附性能的
影响
Fig. 8 Effect of adsorption time on adsorption properties
of SA/GO/ZIF-8 composite adsorbent
a—Langmuir 模型；b—Freundlich 模型
2.2.4 吸附动力学研究 图 9 SA/GO/ZIF-8 对 TC 的吸附等温线模型
SA/GO/ZIF-8 复合吸附剂的吸附动力学模型拟 Fig. 9 Adsorption isotherms of SA/GO/ZIF-8 composite
合参数见表 4。由表 4 可知，准二级动力学模型对 adsorbent for TC
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吸附过程拟合效果更好，相关系数 R 大于 0.999，
表 5 Langmuir 和 Freundlich 模型拟合参数
表明 SA/GO/ZIF-8 复合吸附剂对 TC 的吸附过程受
Table 5 Fitting parameters of Langmuir and Freundlich models
化学吸附活性位点控制。在 TC 的质量浓度为
50 mg/L 时拟合所得 TC 的饱和吸附量（q e,cal ）为 温度/ Langmuir Freundlich
℃ K L/ q m/ 2 K F/[(mg/g) 2
124.688 mg/g，与实验实测值 125.37 mg/g 接近。而 (L/mg) (mg/g) R L R (L/mg) ] 1/n R
1/n
准一级动力学方程模拟的饱和吸附量则与实际值有 25 0.567 143.472 0.123 0.9994 51.871 0.390 0.8642
较大偏差。 35 0.615 154.083 0.101 0.9966 54.709 0.434 0.7789
45 0.825 161.812 0.044 0.9959 59.148 0.463 0.7381
表 4 动力学模型拟合参数
Table 4 Fitting parameters of dynamics models
2.3 循环吸附性能
准一级动力学方程 准二级动力学方程
ρ 0/ 2.3.1 ZIF-8、SA/GO 与 SA/GO/ZIF-8 复合吸附剂
(mg/L) k 1/ q e,cal/ R k 2/[g/ q e,cal/(mg/g) R
2
2
–1
min (mg/g) (mg·min)] 的循环吸附性能
50 0.096 52.293 0.8538 0.008 124.688 0.9998 再生性能是吸附剂可大规模应用于废水处理的