由图4知,复合微球对染料的吸附容量在60min内几呈线性增加,吸附速率较快;随时间延长,吸附率逐渐减缓,吸附容量增加缓慢。100min后,复合微球对染料的吸附容量基本保持不变。这是因为一方面在反应初始阶段,复合微球上游离—NH2数目较多,存在大量活性吸附位点,吸附染料较快,随时间延长,活性吸附位点逐渐减少,故吸附能力减弱;另一方面,由于在初始阶段吸附主要发生在复合微球表面,吸附容增加较快,复合微球表面上的染料不断增加,在中后期发生空间位阻作用,也使得吸附容量增加较慢[8]。
可以推测,复合微球对酸性染料的吸附存在一定的定位关系,即由于主要发生化学吸附,而形成单层吸附,当酸性染料在微球表面到一定的覆盖率后,吸附容量的增长就会变得缓慢。因此,复合微球吸附酸性染料的最佳时间为100min。
2.2.3温度对吸附容量的影响
在复合微球质量浓度为0.5g/L、染料质量浓度为0.5g/L、pH值为2.5和时间100min的条件下,温度对吸附容量的影响见图5。
图5温度对吸附容量的影响
由图5可知,复合微球对酸性红337的吸附是随温度变化不大,在30~70℃吸附效果较好,考虑印染废水加热处理能源成本太高,所以在30℃吸附最适合印染废水的实际处理需要。
2.2.4染料质量浓度对吸附性能的影响
在复合微球质量浓度0.5g/L,pH值为2.5,温度30℃和时间100min的条件下,不同染料质量浓度下,微球的吸附容量和染料脱色率见图6。
图6染料质量浓度对微球吸附性能的影响
图6中,随染料质量浓度的增加,微球吸附容量升高,但染料脱色率下降。染料质量浓度小于0.5g/L时,脱色率变化不大,说明复合微球对酸性染料存在化学吸附,即定位吸附。这主要是由于复合微球上具有大量—NH3+,它与酸性染料上的—SO3-发生定位吸附,具有朗哥缪尔吸附特性。染料质量浓度大于0.5g/L时,随浓度的增加,复合微球对酸性染料的吸附容量不断增加,但脱色率迅速下降,这主要是因为复合微球上存在大量羟基、酰胺基等,能够与酸性染料上的氨基、羟基等基团形成氢建或范德华力结合,即酸性染料对复合微球存在物理吸附,即非定位吸附,具有弗莱因德利胥吸附特性。这说明复合微球作为酸性染料吸附材料,既适合吸附低浓度染料废水,又适合吸附高浓度染料废水。