Page 95 - 《精细化工》2022年第7期

第 7 期 卢健康，等: 膨润土/羧甲基纤维素钠水凝胶的制备及其应用 ·1381·

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少的趋势，BT-g-CMC1.0 对 H 2PO 4 的吸附量最大， （3）当 pH>10，BT-g-CMC1.0 对 H 2 PO 4 的吸附量急
为 18.78 mg/g。这归因于 NBT 中含有的大量—OH 剧下降，这可能是 BT-g-CMC1.0 表面的吸附位点被
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和层状结构有利于对 H 2PO 4 的吸附，当 NBT/CMC 破坏。当 pH 在 6 左右时，溶液中的 H 2 PO 4 主要以
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质量比>1.00∶1 时，BT-g-CMC 水凝胶对 H 2PO 4 的 H 2PO 4 的形式存在，有利于被吸附 [16] 。
吸附量开始下降。这是因为，过量的 NBT 填充到 2.3 吸附动力学
BT-g-CMC 水凝胶的孔隙中，导致 BT-g-CMC 水凝 按照 1.4.2 节实验条件，考察了吸附时间对
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胶比表面积减小，从而降低了对 H 2PO 4 的吸附量。 H 2PO 4 在不同 BT-g-CMC 水凝胶上吸附量的影响，
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2.2.2 溶液初始 pH 对 H 2PO 4 吸附量的影响 结果见图 6。
按照 1.4.1.2 节实验条件，探究了 KH 2 PO 4 溶液
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的初始 pH 对 BT-g-CMC1.0 吸附 H 2PO 4 的影响，结
果见图 5。

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图 6 吸附时间对 H 2 PO 4 在不同 BT-g-CMC 水凝胶上吸附
量的影响
Fig. 6 Effects of adsorption time on adsorption capacity of
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H 2 PO 4 on different BT-g-CMC hydrogels
图 5 KH 2 PO 4 溶液的初始 pH 对 BT-g-CMC1.0 水凝胶吸附
量的影响 由图 6 可见，随着吸附时间的增加，不同 BT-g-
Fig. 5 Effect of initial pH on adsorption capacity of BT-g- CMC 水凝胶对 H 2PO 4 的吸附量迅速增加，在 120 min
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CMC1.0 hydrogel
内达到平衡。为此，120 min 作为后续实验的吸附时间。
由图 5 可知，当 KH 2PO 4 溶液的初始 pH 从 2 增 使用拟一级和拟二级动力学模型研究了该吸附
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加到 6 时，BT-g-CMC1.0 对 H 2PO 4 的吸附量从 23.29 机理，见式（7）、（8）：
mg/g 增加到 34.12 mg/g。然而，当 KH 2 PO 4 溶液的 拟一级动力学模型： q  t q e [ 1exp( K t  1 ] ) （7）
2
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初始 pH 增加到 10 时，BT-g-CMC1.0 对 H 2PO 4 的吸 拟二级动力学模型： q  K qt （8）
2e
附量急剧下降至 11.82 mg/g。KH 2 PO 4 在溶液中的存 t 1 K qt 2e
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在形式分别为 H 2 PO 4 （pH=2.13~7.20）、HPO 4 式中：t 为吸附时间，min；q t 为时间 t 时 H 2 PO 4 的
3–
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（pH=7.20~12.33）、PO 4 （pH≥12.33） [1 ] 。 吸附量，mg/g；q e 为平衡时刻 H 2 PO 4 的吸附量，mg/g；
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BT-g-CMC1.0 对 H 2PO 4 的吸附量在 pH=6 时达到最 K 1 为拟一级吸附速率常数，min ；K 2 为拟二级吸附
大值，其原因如下：（1）当 pH>7 时，大量的—OH 速率常数，g/(mg·min)。
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会与 H 2 PO 4 形成竞争吸附；（2）pH 不仅影响溶液中 表 1 为不同 BT-g-CMC 水凝胶对 H 2 PO 4 吸附动
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H 2 PO 4 的形态，而且会影响吸附剂表面的吸附位点； 力学参数。

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表 1 不同 BT-g-CMC 水凝胶对 H 2 PO 4 吸附动力学参数
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Table 1 Kinetics parameters of H 2 PO 4 adsorption on different BT-g-CMC hydrogels
拟一级动力学模型 拟二级动力学模型
K 2/[g/(mg·
q e, exp/(mg/g) q e, cal/(mg/g) K 1/min –1 R 2 q e, exp/(mg/g) q e, cal/(mg/g) R 2
min)]
BT-g-CMC0.5 17.66 15.13 0.0239 0.9659 17.66 20.83 0.0018 0.9872
BT-g-CMC0.67 17.88 13.39 0.0474 0.9541 17.88 20.41 0.0024 0.9848
BT-g-CMC1.0 18.78 15.35 0.0401 0.9821 18.78 21.74 0.0012 0.9945
BT-g-CMC1.5 17.13 16.12 0.0362 0.9817 17.13 21.37 0.0018 0.9832
BT-g-CMC2.0 17.07 14.74 0.0385 0.9953 17.07 19.72 0.0029 0.9969
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注：q e, cal 为 H 2PO 4的理论吸附量；q e, exp 为 H 2PO 4的实际吸附量。