0.950.900.85吸附率0.800.750.700.650.6024681012pH
图3-4 pH-吸附率曲线 Fig.3-4 pH-adsorption curve
如图所示，超微5A分子筛随着pH值的增加，吸附率增加，当达到pH=11时，吸附率逐渐趋于一个定值。这是因为pH可以影响Cr3+在溶液中的存在形式。当溶液中的pH≤2时，99%的铬以Cr3+形式存在溶液中，H+与Cr3+之间可能会产生吸附竞争，分子筛表面吸附了较多的H+，从而占据了Cr3+的吸附位置；随着pH值增大，这种竞争作用降低，导致吸附率的增加。而在碱性条件下，Cr3+可以部分形成氢氧化物沉淀，显然可以有利于铬离子的去除。所以分子筛较好的吸附条件是在pH=11的条件下吸附。 3.2.4 超微5A分子筛的用量对吸附效率的影响
分别称取0.04g、0.07g、0.1g、0.13g和0.16g超微5A分子筛，加入20ml、200mg/L、pH=11的铬离子溶液中，放在振荡机上振荡一个小时。后去上层清液，放在离心机上离心30分钟，测量溶液的吸光度，计算出铬离子的去除率。得到如下图3-5：
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0.960.940.92吸附率0.900.880.860.840.040.060.080.100.120.140.16分子筛 用 量 （g）
图3-5 分子筛用量-吸附率曲线
Fig.3-5 Amount of molecular sieving - adsorption curve
从图3-5可以看出，分子筛的用量大于0.1g时，最终的吸附率变化不大。由于分子筛有一个饱和吸附量，当分子筛的用量大于其饱和吸附量时，其最终吸附率即达到稳定的值。
3.2.5 超微5A分子筛的吸附等温线
准确称取超微5A分子筛0.1g，配制100 mg/L、150 mg/L、200 mg/L、250 mg/L、300mg/L的铬离子溶液，调节pH=11。将称取的分子筛分别加入五种溶液中，常温下振荡吸附1 h，测量其吸光度，计算出铬离子的去除率。得到如下图3-6：
0.99分子筛 吸 附 率0.980.970.960.950.94100150200250300铬 离 子初 始 浓 度 (mg/L)
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图3-6 不同铬离子初始浓度-分子筛吸附率曲线
Fig.3-6 Different initial concentrations of Cr3+-molecular sieving adsorption curve
固体自溶液中的吸附粒子，由于有溶剂的存在，要比气体固体对气体的吸附复杂的多。目前从理论上定量地处理溶液吸附还比较困难。但是从大量的试验结果中，人们总结总结出了许多有用的规律，对溶液吸附问题有一定的指导意义。固体自溶液中对溶质的吸附量，可根据吸附前后溶液浓度的变化来计算：qt?V(c0?c)，式中，qt为单位质量的吸m附剂在溶液平衡浓度为c时的平衡吸附量；m为吸附剂的质量；V为溶液的体积；c0和c分别是溶液的配制浓度和吸附平衡后的浓度。而对于吸附平衡的数据，人们从不同的角度出发提出了各种不同的模型，并得到吸附等温方程以描述恒温下的吸附过程。常用的吸附平衡模型有线性平衡模型、Langmuir模型、Freundlich模型等。本次采用Langmuir模型对实验数据进行关联，其方程为：qt?qebc，式中，b为吸附量系数，它不仅与溶1?bc液的性质有关，还与溶剂的性质有关；qe为单位分子层饱和吸附量。对上述Langmuir方程进行处理得：
11111??，只需要对和作图即可求出Langmuir方程中的系数。
cqtqebcqeqt相关数据如表3-2：
11对和作图得图3-7： cqt
表3-2 吸附等温线相关数据 Table3-2 Adsorption isotherm data 铬离子初始浓度
mg/L 100 150 200 250
铬离子吸附饱和浓度
mg/L 1.42 1.98 7.06 12.7
24
qt 0.0197 0.0296 0.0386 0.0475
1 qt1c
50.7 33.8 25.9 21.1
0.0100 0.00667 0.00500 0.00400
300
从拟合曲线我们可以得到
18.3 0.0563 17.8 0.00333
11?16.93?43.43*， b?0.389，相关系数R=0.9657。从而得qtc0.023c。
1?0.389c到分子筛吸附铬离子的Langmuir方程为：qt?5550454035302520150.00.10.20.30.40.50.60.70.8Y=16.93334+43.48524*X R=0.965671/na1/c
11--的线性拟合
cna11Table3-7 The linear fitting of --a
cnV(c0?c)0.023c通过推导出的Langmuir方程qt?和qt?，两式子联立，即可求出
1?0.389cm图3-7
在一定的初始浓度下和想要达到一定的处理效果时，分子筛的最小用量。 3.2.6 分子筛对铬离子的吸附速率
（1） 吸附速率曲线
为了考察分子筛对铬离子的吸附速率，进行了吸附动力学实验。具体操作为： 取带有瓶塞的锥形瓶，装入一定体积V（ml）、浓度C0 (mg/L)的铬离子溶液；在保持溶液初始浓度恒定的情况下，向其中加入0.1g分子筛，在25℃温度下放在振荡机上振荡不同时间；测定铬离子浓度随搅拌时间的变化，进而得出分子筛吸附量随时间的变化。
通过计算，吸附动力学数据如表3-3 所示：
这里认为，由于吸附60min后，吸附量不再变化，所以认为吸附60min后的液相浓度
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为平衡浓度，而分子筛在平衡浓度时的吸附能力即为平衡吸附量，用式qe?V(c0?ct)计m算，可得qe为0.034mg/mg，已知液相初始浓度c0=200mg/L。吸附量随时间的变化趋势如图3-8所示。从图中可以看出，经过不同时间吸附后，分子筛对铬离子的吸附量先呈迅速上升的趋势，随着吸附时间的延长，上升速度趋于缓慢，吸附60min后，吸附达到平衡，此时的吸附量即为平衡吸附量，吸附时间为平衡吸附时间。但在理论上，真正的吸附平衡是需要极长的时间。
表3-3 吸附动力学相关数据 Table3-3 Adsorption kinetics data 吸附时间
C/mg/L
/min 0 10 20 30 40 50 60 70 80
200 90 60 46 38 34 32 30 30
0 0.0220 0.0280 0.0308 0.0324 0.0332 0.0336 0.0340 0.0340
qt(mg/mg)
qe?qt qe1.00 0.353 0.176 0.0941 0.0471 0.0235 0.0118 0 0
?lg(qe?qt) qe0
t qt— 454 714 974 1234 1506 1785 2058 2352
0.452 0.753 1.03 1.33 1.63 1.93 — —
0.0350.0300.025qt (mg/mg)0.0200.0150.0100.0050.000020406080t (min)
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