高嶺土競(jìng)爭(zhēng)吸附的影響因素

時(shí)間：2014-05-08 09:50:19

作者：世邦機(jī)器

競(jìng)爭(zhēng)吸附的影響：高嶺土對(duì)重金屬離子的吸附量是隨著平衡濃度的增大而增大的，由于離子間存在競(jìng)爭(zhēng)吸附，用精細(xì)手法提純出來(lái)的高嶺土價(jià)格也是相對(duì)較高的，高嶺土對(duì)混合離子溶液中某種離子的吸附量，遠(yuǎn)低于其對(duì)單一離子的吸附量。實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，在單一離子溶液中，高吟土對(duì)Pstrong2+的吸附量明顯大于其它離子，在混合溶液中，高嶺土對(duì)上述離子的吸附量順序同樣為Pstrong2+>Cd2+>Ni2+>Cu2+。

高嶺土吸附Pstrong2+、Cd2+、Ni2+、Cu2+的吸附等溫線 Langmuir方程和Freundlich方程是吸附等溫線中較常見(jiàn)的兩種吸附模式(Amuda，2007)，采用Langmuir等溫方程和Freundlich等溫方程對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行回歸處理。4種重金屬離子的回歸結(jié)果都呈良好的線性關(guān)系，表明Langmuir等溫方程和Freundlich等溫方程都能較好地描述高嶺土對(duì)水溶液中Pstrong2+、Cd2+、Ni2+、Cu2+的吸附規(guī)律。但總體而言，F(xiàn)reundlich等溫方程線性更好。

離子強(qiáng)度：離子強(qiáng)度是影響吸附的一個(gè)很重要的因素，離子強(qiáng)度增大，吸附量明顯減校隨著溶液中硝酸鈉質(zhì)量濃度從0.0lmol/L增至0.lmol/L，高嶺土對(duì)重金屬離子的吸附量減為原來(lái)的一半。這一現(xiàn)象可歸因于兩個(gè)因素：一是Pstrong2+、Cd2+、Ni2+、Cu2+與高嶺土形成了特殊的雙電子層結(jié)構(gòu)，溶液中與Pstrong2+、Cd2+、Ni2+、Cu2+競(jìng)爭(zhēng)吸附的鹽質(zhì)量濃度降低時(shí)，會(huì)加強(qiáng)對(duì)重金屬離子的吸附;二就是離子強(qiáng)度對(duì)Pstrong2+、Cd2+、Ni2+、Cu2+的活度系數(shù)的影響，會(huì)限制重金屬離子向高嶺土表面的遷移。

解吸實(shí)驗(yàn)：由解吸實(shí)驗(yàn)結(jié)果可以看出，Pstrong2+解吸量較小，幾乎完全不會(huì)被脫附下來(lái)，其它幾種離子的解吸量也較小，其順序?yàn)镻strong2+<NI2+<CU2+<CD2+，說(shuō)明比起PB2+、CD2+在高嶺土表面的位置更容易被溶液中的NA+、H+等其它陽(yáng)離子所取代，這可能是因?yàn)镻B2+在高嶺土表面所占有的特定吸附位點(diǎn)比非特定位點(diǎn)多，而CD2+的非特定位點(diǎn)較多。要特別注重高嶺土加工，但總體而言，幾種離子的解吸量都較小，說(shuō)明高嶺土是一種有效的吸附劑，能起到較好地固定重金屬離子的作用。

另外，孫克文等(2008)研究了Fe2+在高嶺土界面上的吸附過(guò)程。發(fā)現(xiàn)當(dāng)初始Fe2+濃度一定時(shí)，隨著pH值的升高，吸附量迅速增大。pH值降低時(shí)(小于5.0)，F(xiàn)e2+吸附不明顯;pH值在5.0〜7.0范圍內(nèi)發(fā)生吸附過(guò)程(0〜100%)。當(dāng)pH值固定時(shí)，隨著初始Fe2+濃度的提高，吸附百分比略有降低，但總的吸附鐵濃度仍增加，同時(shí)，隨著初始Fe2+濃度的提高，吸附鐵密度也增加。如當(dāng)pH值為6.7、初始Fe2+濃度為0.lmmol/L和0.5mmol/L時(shí)，吸附鐵密度分別為0.58jMmol/L以及2.53pmol/L。

他們還研究了溫度對(duì)Fe2+在高嶺土界面吸附過(guò)程的影響。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，隨著溫度的升高，F(xiàn)e2+的吸附速率明顯加快，吸附過(guò)程符合一級(jí)動(dòng)力學(xué)模型。使用阿侖尼烏斯公式計(jì)算得到Fe2+在高嶺土界面吸附的活化能為18.5kJ/mol。