Page 184 - 《精细化工》2022年第7期

·1470· 精细化工 FINE CHEMICALS 第 39 卷

表 4 AC-Mg 对氨氮的吸附动力学线性拟合结果
Table 4 Linear fitting results of AC-Mg on adsorption kinetics of ammonia nitrogen
氨氮质量浓 准一级反应动力学模型 准二级反应动力学模型 初始速率
2
2
–1
度/(mg/L) k 1 /min q e /(mg/g) R k 2 /[g/(mg·min)] q e /(mg/g) R v 0 /[mg/(g·min) ]
40 0.0181 3.157 0.96949 0.00521 3.9690 0.9934 0.082
60 0.0182 6.770 0.93056 0.00396 7.8653 0.9874 0.245
80 0.0189 9.742 0.91094 0.00317 11.128 0.9863 0.393
120 0.0145 13.757 0.96345 0.00535 14.556 0.9958 1.134

2
2
由图 8 和表 4 可知，准二级动力学的相关系数 较复杂 [24] ，且 R 1 和 R 2 的数值大小相近。因此，AC-Mg
均大于准一级动力学的相关系数，并且准二级动力学 对氨氮的吸附过程由表面扩散和内部扩散共同主导。
2
相关系数 R >0.98。因此，准二级动力学模型可以更好 2.4 吸附等温线
地描述 AC-Mg 对溶液中氨氮的去除过程，同时通过 2.4.1 不加磷源的吸附等温线
比较氨氮去除初始速率可知，当氨氮的质量浓度由 在不加磷源条件下，AC-Mg 对氨氮的等温吸附
40 mg/L 增加到 120 mg/L 时，AC-Mg 对氨氮去除的 数据线性拟合结果如图 10 和表 6 所示。
初始速率从 0.082 mg/(g·min)增大到 1.134 mg/(g·min)。
因此，提高氨氮浓度可以加快去除的初始速率 [20-21] 。
2.3.2 扩散动力学分析
AC-Mg 对氨氮去除的扩散动力学线性拟合结
果如图 9 和表 5 所示。

图 9 AC-Mg 的颗粒内扩散模型方程拟合曲线
Fig. 9 Fitting diagram of intraparticular diffusion model
equation for AC-Mg

表 5 AC-Mg 的颗粒内扩散模型方程拟合结果

Table 5 Fitting results of intraparticular diffusion model 图 10 不加磷源下 Langmuir 模型线性拟合（a）和
equation for AC-Mg
Freundlich 模型线性拟合（b）
氨氮质 第 1 阶段 第 2 阶段 第 3 阶段 Fig. 10 Langmuir model linear fitting (a) and Freundlich
量浓度/ k 1/[mg/ 2 k 2/[mg/ 2 k 3/[mg/ 2 model linear fitting (b) without phosphorus source
1/2 R 1 1/2 R 2 1/2 R 3
(mg/L) (g·min )] (g·min )] (g·min )]
40 0.3681 0.9885 0.2393 0.9748 0.0021 0.9981 表 6 不加磷源 AC-Mg 对氨氮吸附的 Langmuir 模型和
60 0.5385 0.9902 0.5071 0.9975 0.0191 0.9805 Freundlich 模型线性拟合参数
Table 6 Fitting parameters of Langmuir model and Frundlich
80 0.6189 0.9969 0.7542 0.9941 0.0023 0.9808
model for adsorption of ammonia nitrogen without
120 0.5603 0.9740 0.5458 0.9975 0.0261 0.9785 phosphorus source AC-Mg

由图 9 可知，加入磷源，AC-Mg 对氨氮的吸附 温度 Langmuir 模型 Freundlich 模型
吸附剂 q e/ K F/[(mg/ g)
2
过程有 3 个阶段；第 1 阶段为表面扩散；第 2 阶段 /℃ K L/(L/g) (mg/g) R 2 (L/mg) ] 1/n R
1/n
为内部扩散；第 3 阶段为扩散平衡阶段 [22] 。由表 5 可 AC-Mg 15 0.0221 5.19 0.9985 1.6595 0.1676 0.9798
知，3 个阶段的扩散速率常数基本满足 k 1>k 2>k 3>0。因 25 0.0347 5.56 0.9983 2.3176 0.1301 0.9505
此，AC-Mg 对氨氮的吸附速率主要由表面扩散控 35 0.0453 5.99 0.9996 2.6349 0.1253 0.9196
制 [23] 。由于 3 段直线都不经过原点，因此扩散过程比 45 0.0357 6.39 0.9993 2.6699 0.1309 0.9642