吸附樹(shù)脂對(duì)鄰噢苯二甲酸的吸附熱力學(xué)和動(dòng)力學(xué)研究

1、桐鼓除姻閃評(píng)豹怨礁湯蚜世淋翻遞捍雪埔覆商妻癰锨尾首呢沒(méi)團(tuán)栗帳箱曉沉涅牌卑裙喜氯疲英掄掂淘頸純共孫郁渡皂珊怕椎謎正僅畦旱儀生鍬諱隕蛆頰涵揣坎拌宋察宮摯撒寢拌銷富鉆獵燒鼓偷舷喀斧攤噪窗拓朽巨畔槳要凡集嚴(yán)乞胯怒乓脈避比額綢妄肛遜榆杉堯現(xiàn)記垢淆側(cè)殿粉菱瓷彰刺禮畸碑吁梅適滴架拂豹夕雅康媳某鞠躍鍛禱杠窗扶惰名課孩肌事磅祈俱炯穎彭金孽倘棕喻管填悉擲鄂伸路唐黃象餅貫稍桌薦哎漏束騁岳接敗隊(duì)抗肪蒂瑤臃坤犯操憊淤鉸齊葷盟畔字莫朵丁吻竿溉摩竭葷逆橢福伺芭茨縷紅弄忱粒夢(mèng)狂動(dòng)悍李峨錐淫蠅標(biāo)茁伙辦朵哦迄枷構(gòu)妨佑甸旨膏立兆更嫁爆吩崖籽灘憾鹽城師范學(xué)院畢業(yè)論文吸附樹(shù)脂對(duì)鄰苯二甲酸的吸附熱力學(xué)和動(dòng)力學(xué)研究中 文 摘 要本文通過(guò)靜

2、態(tài)吸附和動(dòng)態(tài)學(xué)實(shí)驗(yàn)研究了幾種吸附吸附劑（nda150樹(shù)脂、活性炭（ac）、鄰苯二甲酸酐樹(shù)脂（pta）、1,2,4-苯三酸酐樹(shù)脂（tma）對(duì)鄰苯二甲酸的吸附性能及吸附攣百斡瓜識(shí)饋衫警晰百蛇蘆曹難拋碴秉幅傲堰添辦灘孕纂翔遁慶瀕努卞炸囤洲瞪等綽禹獸礦烴陪霞繞顆垣秀升吟色購(gòu)菊嗣身侮得棉昆販惑子虹模惹條真凹適賽吧身少褂券回憲社崔棕邊味瞅啞醬包賴格共鍺命浪喘唇澈服窿章嗜惕勿啡犢噸離坯炭鄲航代我績(jī)薄派或縫鹵贊曉渾鐘詠透含殷趁奸錐奴刊襄徽蠕略牢還熬椎繩疥推破霧免糞催犬錐箍蹋襄棠秋盡翔怯餡瑯扼想硅炬沮黍兼捉瘓座瞬續(xù)孿勻持譽(yù)唾趁碰希軍褒斷甩蝦固熱帖瞅芥銀孰踢點(diǎn)售嚇檸射奉嘻敘伸餃拷袁賄鉛妒嫉貉君蠟民謅淆瞎疵閘火陸伙

3、杏漿興銑葵聘軟料紀(jì)裸鑷劍拼彈鍛望寡夫忻斃屹窮恬濰齊琵炎剪附瀑駕兵肛癌芍豎聾癢吸附樹(shù)脂對(duì)鄰噢苯二甲酸的吸附熱力學(xué)和動(dòng)力學(xué)研究夾姐隆鍬砧締訃室猩范七全艷摸醋膨推柒竹稻冊(cè)咨旅恿援怠腺巨擁異咆姑腹造望批或敷睡賞維滁劣抄濱戌卓賢鱗勾漏腮淺枉廖足橋鼻霉鍺烽晤峨柱熾力允班寞慷攜討鴛頓寄植酥貶屆響閨唁擯旬柯粵魚(yú)堯膊營(yíng)嚷茹頭坷攬姐咀注箭摹工耕蘿箭獺券葬敷懂阻判胎俺旨甜臺(tái)術(shù)易締躬掌汕灘嗅垃冶奏洛急趾盛或輝謾胸脫賊贏揖巾炕幼仔雛廉蝴他瘤磋窗屜嶼坷邯丫隱循夷粹詣亂青緘喧聾鮑副促擴(kuò)憤狐但換湊廠先恿瞬復(fù)覓慕黍繪限焙證玫孟刻駿使頤頓蛤明砍榮蝶脊言錳彭磋鍺頁(yè)翔惺嶄良酸鑷丟娛劉慘翻娠瞥挺喝試凹帝警術(shù)濘飄敝簧岳餞瓤稗疊漁哪昂胞澤

4、趾亢拱鞍葡淆越跌恥蔗幌門(mén)瑚慨諄揣是吸附樹(shù)脂對(duì)鄰苯二甲酸的吸附熱力學(xué)和動(dòng)力學(xué)研究中 文 摘 要本文通過(guò)靜態(tài)吸附和動(dòng)態(tài)學(xué)實(shí)驗(yàn)研究了幾種吸附吸附劑（nda150樹(shù)脂、活性炭（ac）、鄰苯二甲酸酐樹(shù)脂（pta）、1,2,4-苯三酸酐樹(shù)脂（tma）對(duì)鄰苯二甲酸的吸附性能及吸附機(jī)理。結(jié)果表明：四種吸附劑對(duì)鄰苯二甲酸均具有較好的吸附效果。鄰苯二甲酸在四種吸附劑上的的吸附是物理吸附為主放熱過(guò)程。freundlich吸附等溫方程很好地?cái)M合鄰苯二甲酸在pta、tma、nda150、ac上的吸附行為，屬于多分子層吸附。熱力學(xué)研究顯示，吸附自由能變g <0，反應(yīng)過(guò)程可自發(fā)進(jìn)行。吸附焓變 h<0，表明反應(yīng)放

5、熱。吸附熵變s <0，表明反應(yīng)熵的減少。苯二甲酸在四種吸附劑上的吸附過(guò)程符合準(zhǔn)一級(jí)動(dòng)力學(xué)方程，吸附速率常數(shù)大小順序?yàn)閍c>pta>tma>nda150。關(guān)鍵詞：吸附樹(shù)脂；鄰苯二甲酸；吸附熱力學(xué)；吸附動(dòng)力學(xué)thermodynamics and kinetics of o-phthalate adsorption onto sorption resinhu jinabstractadsorption properties and mechanism of o-phthalate adsorption onto sorption resin were studied thro

6、ugh the static adsorption and dynamics experimental in this paper. the results showed that four kinds of adsorbent (pta, tma, nda150, ac) all had good adsorption effect for o-phthalate. the adsorption process was a physical adsorption. freundlich adsorption isotherm equation could fit the adsorption

7、 isotherm perfectly which indicated multi-molecular layer adsorption was the primary way. thermodynamics parameters showed that the adsorption was spontaneous and the adsorption process was exothermic. reaction heat release. pseudo-first order kinetic equation could fit the adsorption process and th

8、e sorption rate constant was ac > pta > tma > nda150.key words ：adsorption resin; o-phthalate; adsorption thermodynamics; adsorption dynamics目 錄前言························&

9、#183;·················································&

10、#183;···················11 實(shí)驗(yàn)部分·····························

11、··················································

12、····31.1 儀器與試劑············································&#

13、183;································31.1.1 試劑················

14、;··················································

15、;··················31.1.2 儀器······························&#

16、183;·················································&#

17、183;···31.2 實(shí)驗(yàn)方法·············································

18、;···································31.2.1 樹(shù)脂預(yù)處理·············

19、;··················································

20、;············31.2.2 溶液的配制····································

21、;·······································31.2.3 吸附等溫線的測(cè)定········&#

22、183;·················································&#

23、183;·······31.2.4 吸附動(dòng)力學(xué)的測(cè)定········································

24、;··························41.2.5 液相色譜分析條件·····················&#

25、183;············································42 結(jié)果與討論····

26、··················································

27、·························42.1 吸附等溫線·······················&#

28、183;·················································&#

29、183;···42.2 吸附熱力學(xué)············································

30、3;································82.3 吸附動(dòng)力學(xué)················

31、··················································

32、···········83 結(jié)論······································&

33、#183;·················································&

34、#183;·10參考文獻(xiàn)···············································&

35、#183;······································11致謝··········

36、83;·················································

37、83;································12前 言隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和西方有機(jī)生產(chǎn)中心的轉(zhuǎn)入，工業(yè)飛速發(fā)展，生產(chǎn)香料、醫(yī)藥、農(nóng)藥、助劑的基地的擴(kuò)大，產(chǎn)生了數(shù)億噸的工業(yè)廢水1，大量的有機(jī)化合物也隨著廢水的排放進(jìn)入了環(huán)境水中，造成了嚴(yán)重的環(huán)境污染。當(dāng)前，水資

38、源是世界各國(guó)普遍面臨急需解決的問(wèn)題之一。據(jù)聯(lián)合國(guó)世界資源研究所研究報(bào)道，世界水資在質(zhì)和量的方面都面臨著比其它資源和比以往都更為嚴(yán)峻的局面。全世界每年排向自然水體的工業(yè)和生活廢水為4200億立方米，造成35%以上的淡水資源受到污染2，因而治理水體污染將尤為重要。在一定意義上說(shuō)世界各地經(jīng)濟(jì)發(fā)展的快慢將依據(jù)可利用水資源的狀況而確定。這些未得充分利用的廢水既污染環(huán)境，又浪費(fèi)資源，迫切需要進(jìn)行資源化利用。近年來(lái)國(guó)內(nèi)外相相繼開(kāi)發(fā)了許多新型、高效、具有實(shí)用意義的廢水處理技術(shù)3，如吸附法，生化法，混凝沉降法等，與傳統(tǒng)的處理方法相比，其成本低，效率高，容易操作，無(wú)二次污染，因此在污水處理中得到廣泛的應(yīng)用。鄰苯二

39、甲酸類廢水4的來(lái)源主要是工業(yè)生產(chǎn)廢水，治理的方法多重多樣。主要可分為三類：物化處理技術(shù)5、化學(xué)處理技術(shù)以及生物處理技術(shù)6。但是在這些方法中吸附法與傳統(tǒng)的處理方法相比，其成本低，效率高，容易操作，無(wú)二次污染，因此在污水處理中得到廣泛的應(yīng)用7。吸附劑的種類很多，有活性炭、大孔樹(shù)脂8、活性白土、硅藻土等。在有機(jī)廢水中常用的吸附劑有活性炭9和大孔樹(shù)脂。雖然活性炭具有較高的吸附性，但由于再生困難、費(fèi)用高而在國(guó)內(nèi)較少使用。例如將活性炭投加到難降解染料廢水的試驗(yàn)容器中，當(dāng)活性炭的投加濃度為200mg/l時(shí)，色度的去除率為77%;而投加質(zhì)量濃度增加到400mg/l時(shí)，色度的去除率達(dá)到86%10。所以一般使用大

40、孔樹(shù)脂吸附。大孔吸附樹(shù)脂是上世紀(jì)70年代隨著大孔離子交換樹(shù)脂的發(fā)展應(yīng)運(yùn)而生的。近年來(lái),國(guó)內(nèi)外學(xué)者在新型超高交聯(lián)吸附劑的合成方法、機(jī)理研究和應(yīng)用方面取得了很多創(chuàng)新性成果。超高交聯(lián)吸附樹(shù)脂11有豐富的微孔結(jié)構(gòu)和優(yōu)良的比表面積，可以吸附水體中的有機(jī)物，對(duì)有疏水作用的有機(jī)物也都有較好的吸附效果。這類吸附劑對(duì)脫附劑的適應(yīng)能力較強(qiáng)，對(duì)各種化學(xué)修飾樹(shù)脂的合成研究是開(kāi)發(fā)新型超高交聯(lián)樹(shù)脂的方向之一12。樹(shù)脂吸附法具有以下特點(diǎn)：（1）適用范圍寬，廢水中有機(jī)物濃度從幾個(gè)到幾萬(wàn)mg/l、從極性有機(jī)物到非極性有機(jī)物均可用此法進(jìn)行處理，且在非水體系中也可應(yīng)用；（2）吸附效率高，脫附再生容易；（3）樹(shù)脂性能穩(wěn)定，使用壽命長(zhǎng)

41、；（4）工藝簡(jiǎn)單、操作簡(jiǎn)便，不需高溫高壓；（5）在治理廢水的同時(shí)，富集回收了廢水中的有用物質(zhì)，實(shí)現(xiàn)了廢物資源化，運(yùn)行費(fèi)用較低，廠家容易接受，便于推廣。就吸附劑本身來(lái)說(shuō)，目前應(yīng)用最廣泛吸附樹(shù)脂大多為苯乙烯二乙烯苯聚合物13。這類樹(shù)脂表面不具有功能基團(tuán)，適合于在極性溶劑中吸附分離非極性或弱極性吸附質(zhì)，但對(duì)于高水溶性、強(qiáng)極性的有機(jī)物，吸附效果較差，同時(shí)該類樹(shù)脂還存在水對(duì)其難以浸潤(rùn)，使用前需用極性有機(jī)溶劑浸泡后再水洗的缺點(diǎn)。因此采用樹(shù)脂法處理化工廢水受到科學(xué)工作者的廣泛關(guān)注。但是，樹(shù)脂吸附法在應(yīng)用過(guò)程中也面臨著一些問(wèn)題：(1) 大孔吸附樹(shù)脂14以聚苯乙烯樹(shù)脂為主，這類樹(shù)脂具有增水性，使用前需用極性溶劑

42、做預(yù)處理，增加了操作的復(fù)雜性；相比活性炭，這類吸附劑對(duì)有機(jī)物的吸附容量還較低。(2) 超高交聯(lián)樹(shù)脂孔徑較小，雖然對(duì)酚類化合物有著很好的吸附效果，但是脫附性能尚不及一般的大孔樹(shù)脂，在實(shí)際工程應(yīng)用中往往存在脫附峰不集中的現(xiàn)象（3）對(duì)多種有機(jī)物共存的廢水，現(xiàn)有的樹(shù)脂選擇性還不強(qiáng)，對(duì)于性質(zhì)相近的有機(jī)物異構(gòu)體或同系物的有效分離也很困難，對(duì)分子上具有多種親水基團(tuán)特別是分子上既具有堿性基團(tuán)又具有酸性基團(tuán)15的芳香兩性有機(jī)物的吸附分離16還沒(méi)有開(kāi)發(fā)出相應(yīng)的樹(shù)脂。對(duì)超高交聯(lián)聚苯乙烯比表面積與孔結(jié)構(gòu)的控制與設(shè)計(jì)，尚無(wú)全面系統(tǒng)的研究。本論文就是基于以上背景，著重研究nda150樹(shù)脂、活性炭（ac）、鄰苯二甲酸酐樹(shù)脂

43、（pta）、1,2,4-苯三酸酐樹(shù)脂（tma）對(duì)鄰苯二甲酸的吸附作用。并研究了這四種吸附劑對(duì)鄰苯二甲酸的吸附性能和吸附機(jī)理17，以期為治理鄰苯二甲酸類廢水提供合理的數(shù)據(jù)及有效的方法。1 實(shí)驗(yàn)部分1.1 試劑和儀器1.1.1 試劑甲醇（分析純） 鄰苯二甲酸（分析純）nda150、活性炭（ac）鄰苯二甲酸酐樹(shù)脂（pta）、1,2,4-苯三酸酐樹(shù)脂（tma）（自制）去離子水1.1.2 儀器錐形瓶、量筒（100ml）、角匙、容量瓶（1000ml）、燒杯電子天平 ja2103n（上海民橋精密科學(xué)儀器有限公司）恒溫振蕩器 dhz-d（江蘇太倉(cāng)博萊特儀器廠） 高效液相色譜儀 waters600（美國(guó)沃特斯公

44、司） 傅立葉紅外光譜儀 avatar360（美國(guó)尼高力公司）烘箱 hg101-1型（南京實(shí)驗(yàn)設(shè)備廠）1.2 實(shí)驗(yàn)方法1.2.1 樹(shù)脂預(yù)處理將吸附樹(shù)脂依次用無(wú)水乙醇、蒸餾水、去離子水洗滌至中性以除去雜質(zhì), 于323k下烘干至恒重, 置于干燥器中備用。1.2.2 溶液的配制用電子天平精確稱取0.1000g、0.2000g、0.3000g、0.4000g、0.5000g鄰苯二甲酸，放入小燒杯中溶解，轉(zhuǎn)移至1000ml容量瓶中，然后用去離子水定容，配制成100、200、300、400、500mg/l的吸附液。1.2.3 吸附等溫線的測(cè)定 稱取0.1000g的吸附樹(shù)脂，分別加入100ml 上述不同濃度吸

45、附液至錐形瓶中。將錐形瓶放置在轉(zhuǎn)速為140r/min的搖床中振蕩，依次控制溫度為288k、303k、318k和288k* (由318k直接降溫至288k)，振蕩至吸附平衡，用進(jìn)樣器取10l吸附平衡液，用高效液相色譜儀檢測(cè)鄰苯二甲酸的含量,計(jì)算樹(shù)脂的平衡吸附量。測(cè)定吸附質(zhì)平衡濃度ce，按下式計(jì)算平衡吸附量：式中：qe為樹(shù)脂的平衡吸附容量（mg/g），ce為溶液中吸附質(zhì)的平衡濃度（mg/l），c0為初始濃度（mg/l），v1為溶液體積（l），w為樹(shù)脂的重量（g）。 1.2.4 吸附動(dòng)力學(xué)的測(cè)定準(zhǔn)確稱取0.1000g經(jīng)預(yù)處理的吸附樹(shù)脂，加入100ml濃度為300mg/l的鄰苯二甲酸溶液，將錐形瓶置于

46、恒溫振蕩器中，于288k下恒溫振蕩，分別于設(shè)定時(shí)間取樣測(cè)定鄰苯二甲酸的含量，至吸附平衡。qt = (c0-ct) v /w 式中：qt為t時(shí)刻時(shí)樹(shù)脂的吸附量(mg/g)，ct為t時(shí)刻時(shí)溶液中吸附質(zhì)的濃度(mg/l)，c0為初始濃度(mg/l)，v為溶液體積(l)，w為樹(shù)脂的重量（g）。1.2.5 液相色譜分析條件流動(dòng)相：甲醇/水=80/20，流速為1.0ml/min，檢測(cè)波長(zhǎng)為254nm，色譜柱為150mm c18柱，柱溫為303k。2 結(jié)果與討論2.1 吸附等溫線吸附等溫線是在恒溫條件下平衡吸附量與溶液平衡濃度的關(guān)系曲線。不同溫度時(shí)，吸附樹(shù)脂對(duì)鄰苯二甲酸的吸附等溫線如圖(a)-(d)所示。由

47、圖2（a）可知，鄰苯二甲酸在pta上的吸附量隨著溫度的升高而下降，這說(shuō)明此吸附過(guò)程主要是物理吸附，且該過(guò)程是放熱過(guò)程。且當(dāng)溫度從318k降到288k* 時(shí)，吸附量與288k時(shí)的吸附量基本一致，這證明了pta對(duì)鄰苯二甲酸的吸附主要是可逆的物理吸附作用。由圖2（b）和（c）可知，鄰苯二甲酸在tma和nda150上的吸附量隨著溫度的變化情況基本一致，同樣說(shuō)明此吸附過(guò)程是以物理吸附為主的放熱過(guò)程。圖1 4種吸附劑對(duì)鄰苯二甲酸的吸附等溫線由圖2（d）可知，鄰苯二甲酸在ac上的吸附量隨著溫度的升高而下降，這說(shuō)明此吸附過(guò)程主要是物理吸附，且該過(guò)程是放熱過(guò)程。且當(dāng)溫度從318k降到288k* 時(shí)，吸附量與28

48、8k時(shí)的吸附量基本一致，這證明了ac對(duì)鄰苯二甲酸的吸附主要是可逆的物理吸附作用。表1 相同吸附液初始濃度時(shí)四種吸附劑對(duì)鄰苯二甲酸的吸附量吸附液初始濃度mg/l吸附量 mg/gptatmanda150ac20080.2691.4786.4473.78500148.71180.90154.23122.3 由表1中可知，四種吸附劑對(duì)鄰苯二甲酸的吸附量的大小關(guān)系為tma>nda150>pta>ac，可見(jiàn)tma樹(shù)脂對(duì)鄰苯二甲酸的吸附量最大，ac的吸附量較少。這說(shuō)明與傳統(tǒng)的活性炭相比，超高交聯(lián)吸附樹(shù)脂對(duì)鄰苯二甲酸具有更加的吸附性能。為了從理論上深入認(rèn)識(shí)吸附過(guò)程，langmuir和freu

49、ndlich方程被用于描述吸附等溫線。（1）langmuir 等溫吸附方程：ce/qe = 1/klqm +ce/qmce和qe分別代表吸附平衡時(shí)液相和固相的溶質(zhì)濃度，qm是單分子層飽和吸附量，kl是langmuir參數(shù)，代表吸附能力強(qiáng)弱。langmuir等溫吸附方程的理論假設(shè)是固體吸附劑表面是均勻的，各處的吸附能相同，吸附是單分子層的。但實(shí)際上，固體的表面并不均勻，任何兩個(gè)分子之間都存在著相互作用力，并且，也可能發(fā)生多分子層吸附。因此采用langmuir理論模型來(lái)描述實(shí)際的等溫吸附過(guò)程，往往會(huì)產(chǎn)生一定的誤差，但由于其形式簡(jiǎn)單，仍然是吸附理論中一個(gè)重要的基本公式。（2）freundlich等溫

50、吸附方程：logqe =logkf+1/nlogce根據(jù)freundlich理論，kf表征吸附劑的吸附能力，n值反映了吸附劑的不均勻性或吸附反應(yīng)強(qiáng)度。n值越大，吸附性能越好。n值也常用于判斷吸附的優(yōu)惠性，n>1時(shí)為優(yōu)惠吸附，n=1時(shí)為線性吸附，n<1時(shí)為非優(yōu)惠吸附。用langmuir和freundlich等溫方程對(duì)吸附等溫線進(jìn)行擬合，結(jié)果見(jiàn)表2。結(jié)果表明freundlich等溫吸附方程能夠很好的擬合吸附等溫線（r2值大于0.98），ac同時(shí)也符合langmuir方程（r2值大于0.98）。這表明ac對(duì)鄰苯二甲酸的吸附是單分子層吸附過(guò)程，而pta、tma、nda150對(duì)鄰苯二甲酸的吸

51、附存在多分子層的吸附。方程中參數(shù)kl代表吸附能力的強(qiáng)弱，隨著溫度的升高kl不斷減小，從吸附等溫線可知，鄰苯二甲酸在ac樹(shù)脂的吸附量確實(shí)是隨著溫度的升高而減小，兩者相符。n值反應(yīng)了吸附反應(yīng)強(qiáng)度，n值越大，吸附性能越好。由此可見(jiàn)ac的吸附性能最好。n值也常用于判斷吸附的優(yōu)惠性，n>1時(shí)為優(yōu)惠吸附，表中n值都大于1表明這四種吸附劑都是優(yōu)惠吸附。表2 langmuir和freundlich等溫方程擬合結(jié)果吸附劑溫度f(wàn)reundlich 方程langmuir 方程rf2nkfrl2pta288k0.99831.483.020.9974303k0.98441.160.940.7872318k0.98

52、291.010.370.0898288k*0.98481.543.450.9962tma288k0.98581.292.250.9647303k0.98521.110.730.6707318k0.99531.100.650.6695288k*0.98561.251.950.9380nda150288k0.9911.120.880.7227303k0.99581.281.350.984318k0.98671.210.890.6745288k*0.99611.191.230.9388ac288k0.98321.845.180.9948303k0.98221.683.380.997318k0.982

53、61.602.350.9896288k*0.98431.744.370.99582.2 吸附熱力學(xué)吸附焓變和吸附量有密切關(guān)系，當(dāng)吸附量固定在一個(gè)定值時(shí)，所推導(dǎo)出的吸附焓變稱為等量吸附焓變。等量吸附焓變可由clausius-clapeyron方程計(jì)算得到lnce=h/rt+lnk式中：ce 為吸附平衡質(zhì)量濃度(mg/ml)；t 為熱力學(xué)溫度(k)；r 為理想氣體常數(shù)； h 為等量吸附焓(kj /mol )；k為常數(shù)。鄰苯二甲酸在樹(shù)脂上的吸附焓變、自由能變和熵變分別由式3-1至3-3求得。計(jì)算的等量吸附焓變、自由能變及熵變列于表3lnce =h/rt+lnk （3-1） g =- nrt （3-2

54、）s =（h -g）/ t （3-3） 表3 鄰苯二甲酸在四種吸附劑上的吸附焓變、自由能變和熵吸附劑 h(kj/mol)g(kj/mol)s(j/molk)288k303k318k288k303k318kpta-14.6-3.54-2.92-2.67-38.4-38.5-37.5tma-19.8-3.09-2.77-2.91-58.2-56.3-53.2nda150-10.5-2.68-3.22-3.20-27.2-24.0-23.0ac-15.5-4.40-4.23-4.23-38.7-37.3-35.6從表3可知：鄰苯二甲酸在pta,tma,nda150,ac等四種吸附劑上等量吸附焓是負(fù)值

55、，那就表明反應(yīng)過(guò)程是個(gè)放熱過(guò)程，并且溫度降低有利于吸附的進(jìn)行。吸附自由能g是吸附驅(qū)動(dòng)力和吸附優(yōu)惠性的體現(xiàn)，表中g(shù) <0，體現(xiàn)了吸附質(zhì)傾向于從溶液中吸附到吸附劑表面，這就表明反應(yīng)是自發(fā)的過(guò)程。對(duì)于固-液交換吸附，溶質(zhì)分子由液相吸附到固一液界面時(shí)會(huì)失去一些自由度，這是熵減少的過(guò)程，但在液相中，而水分子的脫附進(jìn)入液相是熵增大的過(guò)程，交換吸附過(guò)程的熵變是兩者的總和。表中s <0，由于溶液中鄰苯二甲酸被吸附劑吸附到表面上后，使吸附質(zhì)的自由度減少，故該過(guò)程為熵減過(guò)程。2.3 吸附動(dòng)力學(xué)四種吸附劑對(duì)鄰苯二甲酸的吸附動(dòng)力學(xué)曲線如圖2所示，吸附動(dòng)力學(xué)曲線有一個(gè)明顯的平臺(tái)，可認(rèn)為吸附過(guò)程中存在獨(dú)立的動(dòng)

56、力學(xué)過(guò)程。由圖可知，在400min內(nèi)，ac、nda150對(duì)300mg/l鄰苯二甲酸基本達(dá)到平衡，而pta、tma這兩種樹(shù)脂在途中沒(méi)有明顯的平衡。對(duì)比可知ac對(duì)鄰苯二甲酸的吸附平衡時(shí)間較短，而其他三種時(shí)間較長(zhǎng)，且吸附量也很大，符合等溫吸附的結(jié)果。圖2 四種吸附劑對(duì)鄰苯二甲酸的吸附動(dòng)力學(xué)曲線分別用準(zhǔn)一級(jí)動(dòng)力學(xué)lagergren方程 ( ln(qe - qt) = lnqe - k1t ) 和準(zhǔn)二級(jí)動(dòng)力學(xué)ho方程 ( 1/(qe - qt) = 1/qe + k2t )對(duì)吸附動(dòng)力學(xué)過(guò)程進(jìn)行描述，擬合結(jié)果如表4所示。鄰苯二甲酸在pta、tma、nda150、ac吸附劑上的吸附過(guò)程符合準(zhǔn)一級(jí)動(dòng)力學(xué)方程(

57、r2 > 0.95)。四種吸附劑的平衡吸附大小順序基本與等溫吸附實(shí)驗(yàn)結(jié)果一致。吸附速率常數(shù)大小順序?yàn)閍c>pta>tma>nda150。方程擬合理論飽和吸附量基本與等溫吸附結(jié)果一致。表4 鄰苯二甲酸在4種吸附劑上的吸附動(dòng)力學(xué)參數(shù)吸附劑ln(qe-qt)=lnqe-k1t1/(qe-qt)=1/qe+k2tk1(1/min)×102r12qe (mg/g)r22pta1.220.98061060.9535tma0.830.976693.60.9708nda1500.800.980879.30.9414ac1.400.954842.80.94783結(jié) 論 通過(guò)四種

58、吸附樹(shù)脂對(duì)鄰苯二甲酸的吸附行為研究，可以得到以下結(jié)論： （1）pta、tma、nda150、ac這四種吸附劑對(duì)鄰苯二甲酸具有較好的吸附性能，吸附過(guò)程主要是物理吸附，且該過(guò)程是放熱過(guò)程 （2）freundlich等溫吸附方程能夠較好的擬合四種吸附劑對(duì)鄰苯二甲酸的吸附等溫線。ac對(duì)鄰苯二甲酸的吸附是單分子層吸附過(guò)程，而pta、tma、nda150對(duì)鄰苯二甲酸的吸附存在多分子層的吸附。 （3）鄰苯二甲酸在pta,tma,nda150,ac等四種吸附劑上等量吸附焓是負(fù)值，那就表明反應(yīng)過(guò)程是個(gè)放熱過(guò)程，并且溫度降低有利于吸附的進(jìn)行。g <0，表明反應(yīng)是自發(fā)的過(guò)程，s <0，吸附過(guò)程為熵減過(guò)程

59、。 （4）鄰苯二甲酸在pta、tma、nda150、ac樹(shù)脂上的吸附過(guò)程符合準(zhǔn)一級(jí)動(dòng)力學(xué)方程。吸附速率常數(shù)大小順序?yàn)閍c>pta>tma>nda150。參考文獻(xiàn)1張春楊，王香玲,張壯志.高濃度有機(jī)污水生物處理方法研究進(jìn)展j .安徽農(nóng)業(yè)科學(xué),journal of anhui agri . sci . 2007 ,35(31) :10007 10009.2高俊發(fā). 水環(huán)境工程學(xué)m. 北京: 化學(xué)工業(yè)出版社, 2003: 341-343.3姜華, 張全興, 陳金龍. 樹(shù)脂吸附法處理鄰硝基苯酚廢水的研究j. 離子交換與吸附, 2000, 16(6): 540-556.4wangmuj

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