Page 95 - 《精细化工》2022年第4期

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第 4 期 孙宁妍，等: 磁性羟基磷灰石改性氮化硼对 Pb 的吸附特性 ·731·

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由表 3 可知，Langmuir 模型（R =0.998）比 0，说明随着温度升高，吸附剂与被吸附物界面的随
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Freundlich 模型（R =0.996）有更好的拟合性，表明 机性增加。ΔH= 94.76 kJ/mol，说明吸附为吸热反应，
吸附过程是单分子层吸附，吸附剂表面能量均匀， 吸附主要归因于化学吸附，与准二级动力学模型拟
相互独立，由 Langmuir 模型拟合出的理论吸附量 合结果一致。温度越高，ΔG 越小且小于 0，表明此
（q m ，540.50 mg/g）与实际吸附量（q e ，529.00 mg/g） 过程为自发吸附，且吸附过程在热力学上是有利的，
相近。此外，Freundlich 模型中的 1/n 在 0~1 之间时， 温度的升高有利于吸附的进行。
对吸附过程越有利 [22] ，在本研究中，MPBN 的 1/n q
K  e （8）
c
为 0.230，因此在当前条件下反应是有利的。  e
 1   G  RlnT K （9）
e   e （6） c
q e q K L q m ln K   H   S （10）
m
1 c RT R
ln q e  ln K F  ln  （7）
e
n 式中：K c 为热力学平衡常数；T 为绝对温度，K；q e
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式中：q e 为平衡时的吸附容量，mg/g；q m 为理论最 为平衡时的吸附容量，mg/g；ρ e 为平衡时 Pb 的质
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大吸附容量，mg/g；ρ e 为平衡时 Pb 的质量浓度， 量浓度，mg/L；R 为通用气体常数，8.314 J/(mol·K)；
mg/L；K L 为 Langmuir 常数，L/mg；K F 为 Freundlich ∆G 为吉布斯自由能，kJ/mol；∆H 为标准焓变化，
常数，L/mg；1/n 为吸附过程的常数。 kJ/mol；∆S 为标准熵变化，J/(mol·K)。

2.3.3 温度的影响及吸附热力学模型 表 4 MPBN 对 Pb 的吸附热力学模型拟合参数
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在 Pb 初始质量浓度为 250 mg/L，pH=6.0， Table 4 Fitting constants of adsorption thermodynamic for
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MPBN 投加量为 0.4 g/L 的条件下，测定不同温度 Pb
下的吸附量，结果见图 9a。为进一步了解吸附反应 T/K ∆G/(kJ/mol) ∆H/(kJ/mol) ∆S/[J/(mol·K)]
机理，根据 Van'thoff 方程〔式（8~10）〕对实验数 284.15 –1.43 94.76 339.61
据进行拟合，结果见图 9b，得到的热力学模型参数 288.15 –2.41
列于表 4。 293.15 –4.78
300.15 –7.68
306.15 –10.04

313.15 –11.13

323.15 –14.40

2.4 抗干扰性研究
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图 10 为阳离子对 MPBN 吸附 Pb 的干扰能力。

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图 10 不同干扰阳离子对 MPBN 吸附 Pb 能力的影响
Fig. 10 Effect of different interfering cations on Pb 2+
adsorption

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由图 10 可以看出，各阳离子对 MPBN 吸附 Pb
图 9 温度对吸附效果的影响（a），吸附热力学模型（b） 的干扰能力表现为 Fe >Ca >Mg >Na >K 。一价
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Fig. 9 Effect of temperature on adsorption effect (a) and 和二价离子对 MPBN 的 Pb 吸附能力均影响不大，
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adsorption thermodynamic model (b)
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因为从静电引力的角度看，离子电荷（K <Na <
由表 4 可以看出，ΔS 为 339.61 J/(mol·K)，大于 Mg <Ca <Fe ）越小，越不容易被吸附剂吸附，
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