Page 196 - 《精细化工》2022年第8期

·1696· 精细化工 FINE CHEMICALS 第 39 卷

3+
对比两种吸附模型的线性相关系数可知，AGS 对 66 mg Y /g MLSS（为 2.2.1 节中曝气吸附实测结果的
2
3+
3+
Y 的吸附更倾向于 Langmuir 模型（R =0.9849，表 4）。 80%），进一步证实 Y 被稳固吸附在 AGS 上。
3+
表明 AGS 吸附 Y 是一个单分子层吸附过程 [26] ，且
其最大吸附量（Q max ）为 24.39 mg/g MLSS。

表 4 吸附热力学模型参数
Table 4 Thermodynamic model parameters of adsorption
模型 线型形式 R 2 参数
 e 1 1 b=0.0507
Langmuir    0.9849
e
Q e bQ max Q max Q max=24.39
1 K=3.384
Freundlich lnQ  e ln K  ln  0.7913
e
n 1/n=0.1615
3+
注：ρ e 为平衡时 Y 的质量浓度（mg/L）；Q max 为最大饱
和吸附量（mg/g MLSS）；b（L/mg）、K（L/mg）及 1/n 均为
吸附常数。

2.4 XPS 表征
利用 XPS 分析吸附前后 AGS 表面化学特性变
化，结果见图 5；吸附前后元素质量分数见表 5。

表 5 元素组成分析
Table 5 Element composition analysis
元素 吸附前质量分数/% 吸附后质量分数/%
C 63.3 48.6
O 24.7 29.5
N 6.7 6.0
P 1.0 5.0
S 0.1 ND
Na 0.3 0.2
K 1.2 ND
Fe 0.9 0.5
Mg 0.4 0.5
Ca 1.4 1.9
Y ND 7.7
合计 100 100

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吸附后污泥样品出现明显的 Y 特征峰（图 5a），
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3+
Y 元素质量分数为 7.7%（表 5），证实 AGS 与 Y 发
生了吸附反应，Y 3d 5/2 （158 eV）和 Y 3d 3/2 （160 eV）
处的特征峰（图 5a 插图）表明其在 AGS 表面的主
要化学态是 Y 2 (CO 3 ) 3 。精细谱中 C、O、N 峰形及峰
3+
面积的改变证实 Y 在 AGS 表面存在化学吸附。对

C、O、N 谱进行分峰、拟合及含量计算（图 5b、c、
a—全谱峰；b—C 1s 峰；c—O 1s 峰；d—N 1s 峰
d）。C 1s 精细谱图中，与吸附前相比，吸附后污泥样
图 5 XPS 表征
品的 O==C—峰面积（288.5 eV）占比明显减小；O 1s Fig. 5 XPS characterization
精细谱图也能得出该结论，O==C—峰面积占比也明
显减小，表明吸附与酯基、羧基官能团有关。N 1s 精 2.5 吸附-解吸附再生研究
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细谱中—NH 2 峰（400 eV）明显减少，表明氨基也参 在曝气混合、初始 Y 质量浓度为 50 mg/L、不
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与了吸附过程。另外，吸附后污泥样品表面 K 明显减 添加盐和其余重金属离子条件下进行吸附-解吸附
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3+
+
少，表明 AGS 对 Y 的吸附存在与 K 交换作用。通过 实验。分别用 HNO 3 和 NH 4 Cl 对 AGS 吸附 Y 进行
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灼烧消解法提取吸附后 AGS 灰分中 Y ，测得含量为 解吸附，结果见图 6、7。解吸附后用 0.1 mm 孔径