羟基磷灰石、壳聚糖复合材料用于去除水中刚果红 - 图文(3)

2019-03-03 10:37

同时,用伪一级动力学模型评估动力学数据(Table2)。CR溶液的初始浓度为400mgL-1和1000mgL-1的系数分别为0.8421和0.6390,这表示了这种模式的失败。

由HAP-CS复合材料吸附CR(1000mgL-1)的热力学参数,包括标准自由能变化(ΔG0),焓变化(ΔH0)和熵变(ΔS0)根据下面的公式确定:

K为吸附平衡常数,Cs是单位质量的HAp-CS复合物(mgg-1)吸附CR的量,Ce是平衡时在溶液中CR的浓度(mgL-1)中,R是气体常数,T是温度。

一定的温度ΔG0通过方程Eq得到(5),而那些ΔH0和ΔS0通过绘制lnK对1/T对Eq的图得到的(6)。ΔG0,ΔH0和ΔS0所确定的值在表3中给出。ΔG0为负值表示HAP-CS复合材料在25-55 C范围内对CR的吸附是自发反应。在高温下对CR吸附的增加显示正的ΔH0,HAP-CS复合材料对CR的吸附是吸热反应(Table3)。同时考虑正的Δ

H0和ΔS0(Table3),由熵效应比焓变化能更有效的控制HAp-CS复合物对CR的吸附的驱动力[35]。

3.6.吸附等温线

Fig. 7a给出了HAP,CS和HAp-CS复合物对CR的吸附等温线。HAp-CS复合物对CR的吸附量远高于纯的HAP和CS。相比较而言,活性炭(AC)对CR的吸附等温线被研究过了。不过,HAP-CS复合物表现出比对CR更高的吸附容量(Fig.7a)。

为了更好的理解吸附模式,朗缪尔和弗伦德里希方程被用来模拟吸附等温线。朗缪尔等温线表示为:

Ce是CR溶液的平衡浓度(mg L-1),qmax(mg g-1)和b(L mg-1)理论最大吸附容量和朗缪尔平衡常数,qmax和b通过1/qe对1/Ce的直线的斜率上和截距得到。

Freundlich吸附等温线可表示为:

kf和n是Freundlich吸附等温线常数,指示吸附的程度。kf和(1/n)的非线性程度可从lnqe对Ce的线性关系中确定。

Fig.7.(a)CS,Hap,Hap-CS复合物对CR的吸附等温线,和活性炭和(b)用朗缪尔对上述吸附剂的匹配曲线。

吸附剂计量:50mg/25mL吸附时间:480min

qmax,b,kf,1/n,Langmuir和Freundlich等温线的相关系数的值在Table4中给出。显然,Langmuir吸附模型更好地模拟所有上述吸附剂对CR的吸附(线性线,如在Fig.7b中示出)这些吸附剂吸附CR表现为CR分子在这些吸附剂的表面形成单层覆盖。事实上,Wang

等人也报道过使用改性的蒙脱土表面活性剂单分子层吸附CR[36]。另一方面,Langmuir等温线的本质特征可以表示为一个所谓平衡参数的无量纲常数RL,是由下面的等式定义:

b和C0是如前相同的定义。RL从上面的等式中的计算后,吸附过程可评估为不利的(RL>1),线性(RL=1),或有利的(0

从吸附等温线上可知HAp-CS复合物对CR去除的最大吸附量(qmax)为769mgg-1,是纯CS的约4.5倍,是纯Hap的约2.5倍。控制实验还表明,HAP-CS复合物比商用活性炭有更高的吸附容量。当与以前报道的吸附剂相比时,当前提供的HAp-CS复合物对CR有最高的吸附容量(Table5)。上述结果也进一步确认,HAP-CS复合物有利于去除CR。

Table5多种吸附剂对CR对单层吸附的比照。

3.7.可能的吸附机理

用FT-IR和XPS等技术研究吸附过程以说明吸附机理,。从Fig.8,可以看出,在1225,1149,和962cm新的吸附带顷归因于S=O的伸缩,那些在828,760,和693cm的吸收带可以被指定是在吸收CR后出现在HAP-CS复合物上的特征芳香族代码,表明HAP-CS复合物已成功吸附CR。同时,吸附CR后,HAp-CS复合物在3440cm(-OH和-NH2的伸缩振动)和1645cm(N-H的弯曲振动)的吸收带转移到低波数,这表明可能发生在HAp-CS复合物和CR之间的相互作用。此外, PO

3--1的特征频带(1036,602,566cm在吸附后变弱。因此,从上面4

3--1

-1

-1

-1

的结果中可以得出结论,-OH,-NH2和PO物[23]之间的相互作用。

4参与了CR和HAP-CS复合


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