樊海明1
(1.西安星航市政设计研究院有限公司，陕西 西安 710100)
摘要：通过静态实验探讨了天然凹凸棒石吸附水中Pb2+时的影响因素、动力学。结果表明，在实验条件下吸附90min后天然凹凸棒石对Pb2+的吸附量为7.61～17.09mg﹒g-1，吸附量随着温度增加而增加，但天然凹凸棒石用量增加，吸附量却减少。此外，天然凹凸棒石吸附Pb2+前5min速度较快，吸附60min后基本达到平衡。吸附动力学规律符合Lagergren准二级反应模型。
关键字：天然凹凸棒石；吸附；动力学
凹凸棒石是一种含水富镁、铝的硅酸盐粘土矿物，由相互平行的硅氧四面体双链组成，比表面积大，具有良好的吸附性能[1, 2]。凹凸棒石作为重金属的吸附剂已有文献报道[3]。本文探讨了天然凹凸棒石吸附水中Pb2+时的影响因素和动力学，为在含Pb2+废水处理中开发利用凹凸棒石提供了一些基本数据和理论基础。
1 实验
1.1 天然凹凸棒石的制备
实验所用的天然凹凸棒石购于安徽省明光市某公司。实验前，将天然凹凸棒石过90目筛后，放入烘箱内，在378K下干燥4h，冷却密封存放以备用。天然凹凸棒石的主要成分见表1。
‘’
（1）
式中，q为t时刻的吸附量（mg﹒g-1）；qe为平衡吸附量（mg﹒g-1）；k为反应速率常数[g﹒(mg﹒min)-1]。
根据图1-(a)、(b)，能够分别得到天然凹凸棒石用量和温度对t/q随t变化的影响，依次见图2-(a)、(b)。用实验数据对t/q与t的关系进行线性回归，由直线斜率和截距可求得式（1）中的参数qe和k。不同天然凹凸棒石用量和温度所对应的参数分别见表3、表4，表中r为线性相关系数。结果表明，所有回归的r2都大于0.997，故t/q随t呈直线变化，天然凹凸棒石对Pb2+的吸附动力学符合Lagergren准二级反应模型。
（a）天然凹凸棒石用量的影响
（b）温度的影响
图2 t/q随t的变化
表3 不同天然凹凸棒石用量下的Lagergren
准二级反应动力学参数
用量
gqe/
（mg·g-1）k×102/
（g·mg-1·min-1）r2
0.223.635.990.999
0.415.596.220.999
0.612.086.240.999
0.810.266.850.999
1.09.5913.800.999
表4 不温度下的Lagergren
准二级反应动力学参数
温度/
（K）qe/
（mg·g-1）k×102/
（g·mg-1·min-1）r2
29812.086.2480.999
30815.772.6250.998
31816.623.5240.999
32816.973.9740.999
3 结论
（1）在本实验条件下吸附90min后，天然凹凸棒石对Pb2+的吸附量为7.61～17.09mg﹒g-1。
（2）吸附量随着温度的增加而增加，但随着天然凹凸棒石用量的增加而减小。 （3）天然凹凸棒石吸附Pb2+的速度较快，吸附5min时的吸附量达到90min时的81.71～95.23%，吸附60min后基本达到平衡。
（4）天然凹凸棒石对Pb2+的吸附动力学符合Lagergren准二级反应模型。
参考文献
[1] Bradley W F. The structures scheme of attapulgite[J]. Am Miner, 1940,(25): 405-411.
[2] 官伟力，孙士良. 凹凸棒石选矿及深加工技术现状[J]. 非金属矿，1992,(4):30-33.
[3] Potgieter J H, et al. Heavy metals removal from solution by palygorskite clay[J]. Minerals Engineering, 2006,(19): 463-469.
论文作者:樊海明1
论文发表刊物:《科技新时代》2019年2期
论文发表时间:2019/4/10
标签：凹凸棒论文; 动力学论文; 用量论文; 温度论文; 参数论文; 水中论文; 模型论文; 《科技新时代》2019年2期论文;