Page 154 - 《精细化工》2023年第2期
P. 154
·376· 精细化工 FINE CHEMICALS 第 40 卷
2
提高。 级模型相关系数 R 均更高，且准二级模型平衡吸附
由图 6 还可见，随着吸附温度的升高，DCS 与 量更接近两者的实际吸附量，因此，两种吸附材料
PDA/DCS 对胭脂红的吸附量均呈现先增加后减少 对胭脂红的吸附模型更接近准二级动力学模型。这
的趋势。随着温度升高，染料分子的运动速率加快， 说明，DCS 与 PDA/DCS 吸附胭脂红染料分子的过
增加了与 DCS 和 PDA/DCS 表面活性基团的反应机 程主要受化学吸附控制，DCS 主要受静电、范德华
会，吸附量升高；当温度为 50 ℃时，两种吸附材 力或氢键等相互作用控制，而 PDA/DCS 主要通过
料吸附效果均为最佳；但当吸附温度继续升高，可 静电吸引、π-π 作用力等作用控制。此外，准一级动
能会伴有解吸反应的进行，吸附剂的吸附量反而有 力学系数虽然略低于准二级动力学系数，但也大于
所下降。 0.9，表明 DCS 与 PDA/DCS 吸附胭脂红的过程也具
2.5.2 吸附动力学模型分析 有一定的物理吸附。
按 1.7 节步骤，在胭脂红初始质量浓度为 300
mg/L，pH=3，温度 50 ℃条件下，测定 DCS 和
PDA/DCS 在不同吸附时间下的吸附量变化曲线，结
果如图 7 所示。
图 7 吸附时间对 DCS 与 PDA/DCS 吸附胭脂红的影响
Fig. 7 Effect of time on adsorption of suction by DCS and
PDA/DCS
由图 7 可知，在酸性和较高温度下，吸附反应
的初期 DCS 和 PDA/DCS 均在 30 min 内吸附量迅速
图 8 DCS 与 PDA/DCS 对胭脂红的吸附动力学模型拟合
增加，30 min 时 DCS 吸附量为 451.3 mg/g，而
曲线
PDA/DCS 吸附量已达 612.3 mg/g。继续延长吸附时 Fig. 8 Fitting curves of adsorption kinetics model of
间，两种材料吸附量的增速趋于平稳。DCS 和 carmine by DCS and PDA/DCS
PDA/DCS 吸附胭脂红溶液基本达到平衡所需时间分
表 2 DCS 与 PDA/DCS 吸附胭脂红的动力学参数
别为 120 和 80 min，对应吸附量分别为 585.2 和 700.1 Table 2 Kinetic parameters of DCS and PDA/DCS
mg/g。可见，与 DCS 相比，PDA/DCS 的吸附速率 准一级吸附动力学模型 准二级吸附动力学模型
和吸附量均有明显提升。 吸附材料 q e1, cal/ k 1/min –1 R q e2,cal/ k 2/[g/ R 2
2
DCS 与 PDA/DCS 的吸附动力学模型及其参数 (mg/g) (mg/g) (mg·min)]
DCS 389.358 2.37×10 –2 0.976 625.000 1.497×10 –4 0.998
如图 8 和表 2 所示。准一级动力学模型是基于假设
PDA/DCS 328.357 2.13×10 –2 0.966 769.231 1.92×10 –4 0.999
吸附为物理吸附过程〔式（6）〕，准二级动力学模
型是基于假设吸附为化学吸附过程〔式（7）〕： 2.5.3 吸附等温线模型分析
（6） 按 1.7 节步骤，在 pH=3、50 ℃、吸附时间 5 h
ln(q e –q t ) =lnq e –k 1 t
2
t/q t =1/(k 2 q e )+t/q e （7） 条件下，测定 DCS 和 PDA/DCS 在不同初始质量浓
式中：q e —吸附剂吸附平衡时的吸附量，mg/g；q t — 度胭脂红染料溶液中的吸附量变化曲线，结果如图
吸附剂在时间 t(min)时的吸附量，mg/g；k 1 、k 2 分别 9 所示。由图 9 可知，随着胭脂红质量浓度的增大，
为准一级、准二级吸附动力学模型的速率常数， DCS 与 PDA/DCS 的吸附量均先急速增加后趋于平
–1
min 和 g/(mg·min)。 缓，但 PDA/DCS 与 DCS 的吸附量差值随着染料质
由图 8 和表 2 可知，DCS 与 PDA/DCS 的准二 量浓度的增加越来越明显，当染料质量浓度达到
