吸附常用公式

2020-04-17 05:57

吸附常用公式:

一.Freundlich等温式:q?kc1/n或lgq?lgk?1nlgc,q

平衡吸附量mg/g;c平衡浓度mg/L

一般认为:1/n的数值一般在0与1之间,其值的大小则表示浓度对吸附量影响的强弱。1/n越小,吸附性能越好。1/n在0.1~0.5,则易于吸附;1/n>2时难以吸附。k值可视为c为单位浓度时的吸附量,一般说来,k随温度的升高而降低。 二.Langmuir等温式:q?qebc1?bc或(1)

1q?1qebc?1?1qe或(2)

cq?1qec?1qeb

q平衡吸附量mg/g;c平衡浓度mg/L;qe饱和吸附量mg/g

一般c值<1时采用(1)式;c值较大时采用(2)式。符合Langmuir等温式的吸附为化学吸附。化学吸附的吸附活化能一般在40~400kJ/mol的范围,除特殊情况外,一个自发的化学吸附过程,应该是放热过程,饱和吸附量将随温度的升高而降低。b为吸附作用的平衡常数,也称为吸附系数,其值大小与吸附剂、吸附质的本性及温度的高低有关,b值越大,则表示吸附能力越强,而且b具有浓度倒数的量纲。 三.颗粒内扩散方程:q?k?t0.5

q为t时刻的吸附量mg/g;t为吸附时间(min);k为颗粒内扩散速率常数(mg·g-1·min-0.5) 四.准二级吸附动力学方程:

tq?1k2?qe2?1qet

qe、q分别为吸附平衡及t时刻的吸附量(mg·g-1);t为吸附时间(min);k2为准二级吸附速率常数(g·mg-1·min-1) 五.二级动力学方程:

1qe?q?1qe?k2t'

qe、q分别为吸附平衡及t时刻的吸附量(mg·g-1);t为吸附时间(min);k2‘为二级吸附速率常数(g·mg-1·min-1) 六. Lagergren方程(准一级吸附动力学方程):ln(qe-q)=lnqe-k1t

qe、q分别为吸附平衡及t时刻的吸附量(mg·g-1);t为吸附时间(min);k1为准一级吸附速率常数(min-1) 七. 二级反应模型:

cc0?11?k2?c0?t'

c0、c分别为溶液中初始及t时刻溶液的浓度(mg·L-1);t为吸附时间(min);k2‘为二级反应速率常数(L·mg-1·min-1)

当吸附过程为液膜扩散控制时,t 与ln(qe-q) 成直线关系,并通过坐标原点;Mckay等人认为,当t0.5 应与q 成直线关系且通过原点时,则说明物质在颗粒内扩散过程为吸附速率的唯一控制步骤。准二级动力学模型包含吸附的所有过程,如外部液膜扩散、表面吸附和颗粒内部扩散等。 八. 阿累尼乌斯(Arrhenius)方程:lnk??EaR?1T?lnk0或lnk2k1??EaR(1T2?1T1)

Ea,活化能,J/mol;R,气体常数,8.314J/(mol·K);k,速度常数;k0,频率因子。T,温度,K。 lnk对1/T作图,可得一直线,由直线斜率可求出Ea,由截距可求出k0;一般认为E a与T无关。已知两个温度T1、T2下的速度常数k1、k2,也可根据方程求出Ea。已知Ea和T1下的k1,可求任一温度T2下的k2。

九、修正伪一级动力学方程(Modified pseudo-first-order equation) :对上式进行积分,并利用边界条件: t = 0时qt = 0, t= t时qt = qt ,可得到:

qtqe?ln(qe?qt)?lnqe?K1t

-1

dqdt?K1qeqt(qe?qt)

式中, qe、qt分别为吸附平衡及t时刻的吸附量(mg·g);t为吸附时间(min);K1为伪一级吸附速率常数(min)

-1


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