Page 173 - 《精细化工》2022年第6期

第 6 期 杨春蕾，等: CX-TiO 2 -La(x)的制备及其可见光下“富集-降解”增溶废水性能 ·1239·

2
光催化移除性能均符合准一级动力学方程，R 均大 材料对 TX-100 增溶 PHE 的吸附相较于准一级动力
于 0.96。表 2 中所呈现的速率常数大小顺序依次为 学模型更符合准二级动力学模型，以化学吸附为主。
CX-TiO 2 -La(0.5) > CX-TiO 2 -La(0.05) ≈ CX-TiO 2 - 这是因为炭化过程中酚醛凝胶内的亚甲基与苯环之
La(8) > CX-TiO 2 ，CX-TiO 2 -La(0.5)的速率常数为 间的交联被破坏，苯环重新组合，形成多环结构，
–1
0.14 h ，大于其余的，同一时刻可移除的量最大。 与 PHE 发生 π-π 相互作用 [25] ，从而吸附较多的 PHE，
温度越高，吸附速率越快 [26] 。
表 2 CX-TiO 2 与 CX-TiO 2 -La(x)增溶 PHE 的光催化降解
动力学参数 2.2.3 吸附等温线
Table 2 Kinetic parameters of photocatalytic degradation 图 8 为 CX-TiO 2-La(0.5)在不同温度下对 TX-100
of TX-100 solubilized phenanthrene by CX-TiO 2 增溶 PHE 的吸附等温线，表 4 为所对应的 Langmuir
and CX- TiO 2 -La(x)
和 Freundlich 等温方程拟合常数。Langmuir 等温模
速率 2 2
η移除
光催化剂 动力学方程 –1 R 型模拟相关系数（R >0.99）大于 Freundlich 等温模
/% 常数/h
2
型模拟相关系数（R =0.86~0.90），故该吸附过程符
CX-TiO 2 55.4 ln(ρ 0/ρ t)=0.0575t+0.5540 0.06 0.9749
合 Langmuir 单分子层均匀吸附，增溶 PHE 脱稳后
CX-TiO 2-La(0.05) 68.0 ln(ρ 0/ρ t)=0.1144t+0.7123 0.11 0.9694
均匀分布，未曾聚集。由图 8 可知，污染物质量浓
CX-TiO 2-La(0.5) 83.6 ln(ρ 0/ρ t)=0.1448t+1.1948 0.14 0.9798
度在 20～120 mg/L 范围内，复合材料对 TX-100 增
CX-TiO 2-La(8) 64.5 ln(ρ 0/ρ t)=0.1122t+0.5891 0.11 0.9719
溶 PHE 的平衡吸附量随质量浓度的增大而增大。由
2.2.2 吸附动力学 图 8 和表 4 可知，298.15～318.15 K 下，PHE 吸附
将 298.15、308.15 和 318.15 K 下 CX-TiO 2-La(0.5) 量随温度升高而增加，q m 随温度升高而增大，故该
在 0~12 h 内对 TX-100 增溶 PHE 的吸附量，以及它 吸附过程为耗能吸热过程。
们拟合的准一、二级动力学曲线绘制于图 7，其拟
合而得的数据见表 3。

图 8 不同温度下 CX-TiO 2 -La(0.5)对 TX-100 增溶 PHE
的吸附等温线

图 7 不同温度下 CX-TiO 2 -La(0.5)对 TX-100 增溶 PHE Fig. 8 Adsorption isotherms of TX-100 solubilized
phenanthrene by CX-TiO 2 -La(0.5) at different
的吸附动力学模型
Fig. 7 Adsorption kinetic models of CX-TiO 2 -La(0.5) for temperatures
TX-100 solubilized phenanthrene at different 表 4 不同温度下 TX-100 增溶 PHE 在 CX-TiO 2 -La(0.5)
temperatures
上的吸附等温方程参数
表 3 CX-TiO 2 -La(0.5)对 TX-100 增溶 PHE 的吸附动力学 Table 4 Adsorption isotherm equation constants of TX-
模型拟合参数 100 solubilized phenanthrene on CX-TiO 2 -La(0.5)
Table 3 Dynamic model fitting parameters of adsorption at different temperatures
kinetic models of TX-100 solubilized phenanthrene Langmuir 模型 Freundlich 模型
by CX-TiO 2 -La(0.5) T/K
2
q m k L R k F/[(mg/g) n R
2
1/n
/(mg/g) /(L/mg) (L/mg) ]
准一级动力学 准二级动力学
T/K 298.15 47.25 0.0006 0.9967 2.24 1.56 0.8619
q e K 1 R 2 q e K 2 R
2
–1
/(mg/g) /min /(mg/g) /[g/(mg·min)] 308.15 64.56 0.0012 0.9904 4.66 1.83 0.8983
298.15 43.81 1.86 0.9867 46.58 0.04 0.9963 318.15 82.24 0.0011 0.9945 8.10 2.05 0.8703
308.15 59.52 1.88 0.9824 63.30 0.06 0.9956
318.15 76.05 2.93 0.9855 79.48 0.06 0.9941 2.2.4 吸附热力学
表 5 为 CX-TiO 2 -La(0.5)吸附增溶 PHE 的热力学
可以看出，298.15~ 318.15 K 温度范围内，复合 参数汇总。从表 5 可知，CX-TiO 2 -La(0.5)的 ΔG 0 介