Page 229 - 《精细化工》2023年第11期

第 11 期 付 欣，等: 聚乙烯亚胺改性蔗渣纤维素/蒙脱土复合球的制备及对 Cd(Ⅱ)的吸附 ·2541·

2.2.4 反应温度的影响 SBC/Mt 对 Cd(Ⅱ)的吸附过程更适合用准二级动力
2
2
2
在 pH=6、Cd(Ⅱ)初始质量浓度为 150 mg/L、 学模型来描述（R 2 >R 1 ，R 2 >0.99），表明吸附过程
吸附时间为 100 min 的条件下，将 0.1 g PEI- 主要是化学吸附。图 8c 为颗粒内扩散模型曲线，其
SBC/Mt 置于 100 mL Cd(Ⅱ)溶液中，于恒温水浴 参数见表 2。由图 8c 可见，不同 Cd(Ⅱ)初始质量浓
振荡器中振荡，考察不同温度（ 30~50 ℃）下 度下拟合的颗粒内扩散模型图均由 3 个线性区域构
PEI-SBC/Mt 对 Cd(Ⅱ)平衡吸附量的影响，结果见 成，说明吸附可分 3 个阶段，直线斜率（k id ）越大，
图 7d。从图 7d 可以看出，随着温度的升高，Cd(Ⅱ) 吸附速率越大。斜线均未穿过原点，说明 Cd(Ⅱ)的
平衡吸附量逐渐上升。这是因为，温度升高，溶 吸附速率并非仅由颗粒内扩散过程决定，还受到其
液中的 Cd(Ⅱ)的不规则运动增多，增加了 Cd(Ⅱ) 他机制影响。由表 2 可见，k id 最高的第一阶段与表
与 PEI-SBC/Mt 的有效碰撞 [23] 。因此，平衡吸附量 面吸附有关。一旦吸附剂表面的大部分吸附位点被
随着温度的提高而增加。 占据第二阶段就开始了，在这一阶段 Cd(Ⅱ)进入孔
2.3 吸附动力学分析 隙并在内部被吸附。第三阶段为平衡阶段，由于吸
PEI-SBC/Mt 复合球吸附剂的动力学模型和参 附位点数减少和 Cd(Ⅱ)质量浓度降低，k id 大幅
数分别如图 8a、b 和表 1 所示。由表 1 可知，PEI- 降低。

图 8 准一级动力学模型曲线（a）；准二级动力学模型曲线（b）；颗粒内扩散模型曲线（c）
Fig. 8 Quasi primary kinetic model curve (a); Quasi secondary kinetic model curve (b); Intraparticle diffusion model curve (c)

表 1 不同质量浓度下 PEI-SBC/Mt 吸附 Cd(Ⅱ)的动力学模型参数
Table 1 Kinetic model parameters of Cd(Ⅱ) adsorption by PEI- SBC/Mt at different concentrations
准一级动力学 准二级动力学
ρ 0/(mg/L) Q e,exp/(mg/g)
–1
k 1/min Q e,1/(mg/g) R 1 2 k 2/[g/(mg·min)] Q e,2/(mg/g) R 2 2
150 125 0.03890 67.7361 0.92059 1.257×10 –3 131.0616 0.99646
300 180 0.03367 88.7781 0.92681 1.298×10 –3 182.4818 0.99958
450 235 0.05268 117.2162 0.97350 1.288×10 –3 233.1002 0.99983

表 2 不同质量浓度下 PEI-SBC/Mt 吸附 Cd(Ⅱ)的颗粒内扩散模型参数
Table 2 Parameters of intraparticle diffusion model for Cd(Ⅱ) adsorption by PEI-SBC/Mt at different mass concentrations
1/2
1/2
1/2
ρ 0/(mg/L) k id/[mg/(g·min )] C 1 R 1 2 k id2/[mg/(g·min )] C 2 R 2 2 k id3/[mg/(g·min )] C 3 R 3 2
150 41.1189 –25.7384 0.9040 21.9731 14.7596 0.9997 3.4346 90.6296 0.8583
300 57.4275 –20.3517 0.9053 18.4724 66.5932 0.9622 4.1474 135.5108 0.9959
450 60.9018 5.5962 0.8739 24.3866 86.9922 0.9625 4.1954 185.7673 0.9221

2.4 吸附等温线考察
图 9 为 Langmuir 及 Freundlich 等温吸附曲线，
其具体参数见表 3。通过比较发现，Langmuir 模型的
2
相关系数（R ）高于 Freundlich 模型，而且 Langmuir
模型拟合得到的理论最大吸附量与实际最大吸附量十
分接近，表明 PEI-SBC/Mt 对 Cd(Ⅱ)的吸附过程更适
合用 Langmuir 等温吸附模型解释，吸附过程是均匀的
单分子层吸附。另外，从 Freundlich 模型中得到的 n
均>1，说明 PEI-SBC/Mt 对 Cd(Ⅱ)有较强的吸附能力。