Page 203 - 《精细化工》2022年第9期

第 9 期 梁 坚，等: 金刚烷胺/氧化石墨烯复合材料的制备及其吸附性能 ·1921·

由图 7 和表 2 可见，拟二级动力学模型的 R 2 表 4 A/GO 吸附 AB93 的热力学参数
2
（0.9999）高于拟一级动力学模型的 R （0.7628）， Table 4 Thermodynamic parameters of A/GO for the
adsorption of AB93
且拟二级动力学模型计算的 q e 与实验值（q e,exp ）更
0
0
0
G / H / S /
接近。A/GO 对 AB93 的吸附动力学过程更符合拟二 温度/℃ lnK 0 (kJ/mol) (kJ/mol) [kJ/(molK)]
级动力学模型，表明吸附过程的限速步骤受化学吸 25 1.7631 –4.37 –10.33 –0.02
附控制。 35 1.6491 –4.22
通过颗粒内扩散模型对吸附过程进行拟合，结 45 1.5005 –3.97
果如图 8 所示。可见其拟合直线不经过原点，这说
0
0
明颗粒内扩散不是唯一的控制吸附速率步骤。颗粒 可知，吉布斯自由能（G ）和焓变（H ）均
内扩散模型的拟合数据见表 3。k 2d 和 k 3d 分别是颗粒 为负值，说明 A/GO 对 AB93 的吸附过程为自发的
0
外表面和内表面的扩散速率常数，由于 k 3d 远小于 放热过程，H 仅为–10.33 kJ/mol，可视吸附过程为
k 2d ，说明内部孔扩散是吸附速率限制步骤。 物理吸附过程 [20] 。相比 AB93 在水溶液中的迁移运
[1]
动，AB93 在 A/GO 吸附剂表面运动较慢 ，这与熵
0
变 S 为负值相符合。
2.7 盐对吸附效果的影响
研究了 3 种不同无机盐对 A/GO 吸附 AB93 效
果的影响，结果见图 10。由图 10 可知，当 NaCl 和
KCl 浓度范围在 0~0.4 mol/L 之间时，去除率随盐浓
度增大略微降低，但仍能保持在 95%以上。这说明
吸附剂和染料之间的静电作用与染料分子之间的聚
集作用存在竞争行为，一价金属盐对吸附剂去除染
料过程表现出一定的抑制作用。而 CaCl 2 则在一定

程度上提高了 AB93 的去除率，这可能是由于 Ca 2+
图 8 A/GO 吸附 AB93 颗粒内扩散方程的拟合曲线 [1]
Fig. 8 Fitting curre of intra-particle diffusion equation of 与 AB93 中的 NH—形成了络合物 。整体来看，
A/GO for the adsorption of AB93 A/GO 吸附 AB93 的过程表现出较好的耐盐效果。

表 3 A/GO 吸附 AB93 颗粒内扩散模型拟合参数
Table 3 Fitting parameters of intra-particle diffusion model of
A/GO for the adsorption of AB93
k 1d/ k 2d/ k 3d/
1/2
1/2
1/2
[mg/(gmin )] C 1 [mg/(gmin )] C 2 [mg/(gmin )] C 3
85.57 0 3.72 5.6 0.16 14.1
注：k id 为颗粒内扩散速率常数；C i 为边界厚度常数。

2.6 热力学分析
图 9 为 A/GO 吸附 AB93 的热力学分析，相关
计算参数见表 4。

图 10 盐对 A/GO 吸附 AB93 的影响
Fig. 10 Effect of salt on the adsorption of AB93 by A/GO

2.8 A/GO 对甲基蓝的选择性吸附
考察了吸附剂 A/GO 对甲基蓝与刚果红、甲基
橙、罗丹明 B、亚甲基蓝等二元染料体系的选择性
吸附性能，结果见图 11a~d。
由不同染料在其最大吸收波长处吸光度的变化
情况可以看出，A/GO 对甲基蓝（最大吸收波长
580 nm）展现出显著的吸附效果，其他 4 种染料在

吸附后仍有较大程度的吸光度保留；由图 11a~d 插
图 9 A/GO 吸附 AB93 的热力学分析
Fig. 9 Thermodynamic analysis of A/GO for the adsorption 图中吸附前后染料溶液的颜色变化看出，A/GO 对
of AB93 刚果红等其他染料吸附效果不明显，说明 A/GO 对