固液相离子吸附体系中吸附剂浓度效应与Langmuir方程的适用性

以蛭石吸附Zn2+和Cd2+为例,探讨Langmuir方程在固液相离子吸附体系中的适用性,结果表明:传统吸附等温线随吸附剂浓度W0增大而下降,吸附量qe不仅仅由液相平衡浓度Ce所决定,而是Ce和W0两个变量的函数;以Langmuir方程的线性形式对实验数据进行拟合,在给定吸附剂浓度水平下的实验数据与Langmuir方程拟合的相关性很好,但方程中的两个参数随吸附剂浓度增大而降低而且差异显著,表明Lang-muir方程仅适用于给定吸附剂浓度的体系,采用单一参数的Langmuir方程难以准确描述试验检测范围内Zn2+和Cd2+的吸附规律.

吸附剂浓度效应下高岭土对Cu^(2+)的吸附特性

选取重金属Cu^(2+)为吸附质,土壤中典型的黏土矿物高岭土为吸附剂,研究了吸附剂浓度效应对重金属Cu^(2+)在高岭土上吸附特性的影响,通过平衡吸附试验对几种经典等温吸附模型以及吸附剂浓度效应模型进行了验证.试验结果表明,吸附等温线以及平衡吸附量qe随着吸附剂浓度CS的增大而降低;在三种经典的等温吸附模型中,Freundlich模型最适于描述重金属Cu^(2+)在高岭土上的吸附规律,但仍无法解释吸附剂浓度效应;高岭土吸附Cu^(2+)以物理吸附为主,反应极易进行且几乎不具有可逆性;在三种吸附剂浓度效应模型中,幂函数模型的拟合效果较为理想.

吸附剂浓度效应下蒙脱石对Cu^(2+)的吸附特性

该文介绍了吸附剂浓度效应对重金属Cu2+在蒙脱石上吸附特性的影响,通过平衡吸附试验对传统吸附等温式及多种吸附剂浓度效应模型进行了验证。结果表明:吸附量qe随吸附剂浓度CS增大而降低;在传统等温吸附模型中,Langmuir模型最适于描述Cu2+在蒙脱石上的吸附规律,但无法解释吸附剂浓度效应,由模型参数判断该吸附过程以离子交换为主,反应极易进行且几乎不可逆;三种吸附剂浓度效应模型中,Langmuir-SCA模型具有良好的适用性,吸附剂浓度效应的产生与粒子间絮凝作用有关。

一个与吸附剂浓度有关的Langmuir等温式(英文)

实验测定了不同吸附剂浓度下,高岭土对Pb(Ⅱ)和Cu(Ⅱ)的吸附作用,结果表明存在明显的吸附剂浓度效应,即吸附等温线随吸附剂浓度升高而降低.采用传统的Langmuir吸附等温式对实验数据进行拟合表明,此等温式可准确地描述给定吸附剂浓度下的吸附结果,但不能预测其吸附剂浓度效应.根据表面组分活度(SCA)模型,假设吸附剂颗粒间存在相互作用,吸附剂表面吸附位的活度系数不等于1,而应为吸附剂浓度的函数,推导出了一个与吸附剂浓度有关的Langmuir(Langmuir-SCA)方程.运用高岭土吸附Pb(Ⅱ)和Cu(Ⅱ)以及文献中蛭石吸附Zn(Ⅱ)和Cd(Ⅱ)、咖啡吸附Pb(Ⅱ)的实验数据检验方程的适用性,结果表明Langmuir-SCA方程可准确地描述所观察到的吸附剂浓度效应.方程的两个内禀参数,热力学平衡常数(Keq)和特征饱和吸附量(Γ0m),与吸附剂浓度无关,并可由吸附实验数据拟合求得.

水溶液中磷的吸附与预测模型

用红壤和水滑石作为吸附剂,进行了水溶液中磷的等温吸附试验,目的是研究吸附剂(W)0效应和起始吸附质浓度(C)0效应对经典方程参数变异的影响,分析经典Langmuir和Freundlich方程在液/固离子吸附体系中的适用性和验证新吸附模型的预测精确度。试验结果显示,红壤和水滑石在吸附磷的过程中存在明显的吸附剂和吸附质浓度效应,单一的经典方程仅适用于给定吸附剂或吸附质浓度的体系,因此,用其参数来表征不同吸附剂的吸附能力或描述不同吸附剂或吸附质浓度水平上的吸附规律具有一定的局限性。数据分析表明,单位吸附剂的平衡吸附量qe不唯一由初始浓度C0或液相平衡浓度Ce所决定,而是C0/W0或Ce/W0的函数,新吸附预测模型能较好的反映红壤和水滑石磷吸附的总体趋势。新的预测模型用来描述红壤和水滑石的磷吸附曲线时具有较高的精确度。在实践中,新模型可用来预测给定条件下磷的吸附量和所需吸附剂的用量。

纳米氧化锆多层吸附的模拟及实验研究

采用机械搅拌法制备CTAB-ZrO_(2)、SDS-ZrO_(2)、CTAB-SiO_(2)、SDS-SiO_(2)纳米磨粒,并深入研究了纳米磨粒的包覆机理。推导出任意表面活性剂浓度下吸附量的计算式及多层吸附的Langmuir2-SCA等温方程,由修正的吸附量计算式可得到不同吸附剂浓度下表面活性剂的吸附量,并运用高浓度表面活性剂溶液下的吸附量检验Langmuir2-SCA等温方程的适用性。通过XRD、FT-IR、FE-SEM等测试手段对样品的结构、光学性质和形貌进行表征,并进行定性和定量分析。结果表明:Langmuir2-SCA等温方程可准确地描述高浓度表面活性剂溶液下的吸附量。相比于SDS-SiO_(2)纳米颗粒,CTAB-ZrO_(2)纳米颗粒能吸附更多的表面活性剂、更少的水分子;同时CTAB-ZrO_(2)具有更好的摩擦磨损性能,且微粒呈球状,粒径分布较均匀,包覆性较好。因此,在磁性磨料研磨加工中,选择CTAB-ZrO_(2)作为磨粒较好。

蛭石在非缓冲与缓冲体系中的Zn^(2+)、Cd^(2+)吸附行为研究

探讨了蛭石分别在非缓冲体系与缓冲体系中的Zn2+、Cd2+吸附行为,比较了2个体系中Zn2+、Cd2+的平衡吸附量(qe),qe与平衡液相离子浓度(ce)、qe与ce和吸附剂浓度(W0)之比(ce/W0)的对应关系。结果表明,在非缓冲体系与缓冲体系中,在3个W0水平上,Zn2+、Cd2+都具有其独立的qe—ce等温吸附曲线,而qe与ce/W0具有良好的相关性,在3个W0水平上的qe—ce/W0等温吸附曲线基本拟合在一起,即在qe—ce/W0等温吸附曲线中均基本消除了吸附剂浓度效应;加入缓冲溶液的传统方法并不能消除W0对离子吸附效果的影响;缓冲体系中,大量的其他阳离子参与Zn2+、Cd2+的竞争吸附,从而使得Zn2+、Cd2+的qe相对降低;缓冲体系的qe—ce、qe—ce/W0等温吸附曲线与非缓冲体系相比,线性形式更为明显,缓冲体系的qe—ce/W0等温吸附曲线中,qe与ce/W0的对应关系没有非缓冲体系中的好。

经典等温吸附模型在重金属离子/硅藻土体系中的应用及存在问题

为了深入了解天然硅藻土对常见重金属离子Cu2+、Zn2+、Pb2+、Cd2+、Mn2+、Fe3+的吸附属性,同时也为了发现经典等温吸附模型应用于液/固体系时存在的问题,开展了系列等温吸附研究.结果表明,最适于描述天然硅藻土对Pb2+、Cd2+、Cu2+、Zn2+、Mn2+、Fe3+吸附的模型分别为Tenkin、Tenkin、Langmuir、Tenkin、Freundlich和Freundlich模型.各离子在天然硅藻土上的吸附以物理过程为主,吸附反应容易进行.液/固体系中,应用经典等温吸附模型对试验数据进行线性拟合时,发现平衡吸附量q e不是离子平衡浓度c e的唯一函数,而是c e与吸附剂浓度W0两个变量的函数,q e与c e/W0具有一一对应的函数关系.经典等温吸附模型存在明显的吸附剂浓度效应,参数值不稳定,模拟值与实测值差异显著,缺乏实际指导意义.试验证明新的四组分模型可用于描述天然硅藻土-水溶液体系中单一离子的吸附行为,新模型参数k与q m值也具有唯一性,可用于给定体系的实际定量计算.