由图5可知,在母液质量浓度为10 mg/L时,吸附率接近100 %;在母液质量浓度为20 mg/L时,吸附率为99.60%;而当母液质量浓度为60mg/L时,壳聚糖膜对酸性大红的吸附率为91.80%。壳聚糖膜对废水的吸附率随着酸性大红质量浓度的增大而不断降低。这是由于在吸附剂量一定时,吸附剂的饱和吸附容量也是一定的。当酸性大红的初始质量浓度越大时,未被吸附的酸性大红就越多,因此吸附率也就随之下降。
2.6 吸附等温线
在吸附平衡研究中,描述吸附等温线最常用的表达式是Freundlich方程和Langmuir方程[2~5]。
式中: q′为平衡吸附量,mg/g ;ρe为平衡溶液的酸性大红质量浓度,mg/ L ;B,n,k,q0为常数。从表1的等温吸附线线性回归结果可知, Freundlich和Langmuir方程都能较好地描述酸性大红在壳聚糖膜上的吸附,R2均高于0.97。从Freundlich等温吸附方程中得到的n值和k值分别为2.829 8和27.893 3,表明交联壳聚糖膜对酸性大红具有较好的吸附性能[3,5]。
2.7 吸附动力学
将2.2获得的实验数据整理后,分别用log(qe-qt)-t和(t/qt)?t作图,并对数据点分别用一级动力学反应模型(式(5))和二级反应动力学模型(式(6))进行线性化拟合[2,5]。
式中: qt和qe分别表示t时和平衡时单位吸附剂的吸附量,mg/g ;k1为一级反应动力学常数;k2为二级反应动力学常数。
表2为壳聚糖膜吸附酸性大红的动力学参数。
由表2可知,交联壳聚糖膜对酸性大红的吸附均能较好地用一级和二级动力学模型进行拟合,R2均高于0.99。但从一级反应动力学中得到的拟合计算饱和吸附容量qe(cal)与实验得到的值相差达25.19%;与此同时,建立在化学吸附基础上的二级动力学模型,得到的拟合计算饱和吸附容量值与实验值qe(exp)十分吻合,偏差仅为6.86%。由此可见,交联壳聚糖膜对酸性大红染料的吸附过程更符合二级动力学过程。
3 结 论
1)采用交联壳聚糖膜对酸性大红印染废水进行吸附处理,具有良好的脱色效果。
2)最佳工艺条件:pH值为4.5 ,1 L废水中吸附剂的投加量为1.25 g,废水初始质量浓度为50 mg/L,温度为20℃。在此工艺条件下,交联壳聚糖膜对酸性大红吸附率达95.46%。
3)对吸附等温线进行回归分析,Freundlich和Langmuir方程都能很好地描述酸性大红在交联壳聚糖膜上的吸附,R2均高于0.97。
4)对吸附动力学进行回归分析,酸性大红在壳聚糖膜吸附剂上的吸附更符合二级动力学方程,其线性相关系数良好。
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