楊新周

(德宏師范高等專科學(xué)校 理工系， 云南 德宏 678400)

王棕果殼粉吸附亞甲基藍(lán)性能研究

楊新周

(德宏師范高等專科學(xué)校 理工系， 云南 德宏 678400)

摘要:研究了不同條件下王棕果殼粉對(duì)亞甲基藍(lán)的吸附性能，得到吸附的最佳條件為王棕果殼用量10 g/L，溶液pH值7，吸附時(shí)間30 min，溫度30 ℃，亞甲基藍(lán)去除率可達(dá)98%。應(yīng)用準(zhǔn)一級(jí)動(dòng)力學(xué)方程、準(zhǔn)二級(jí)動(dòng)力學(xué)方程、顆粒內(nèi)擴(kuò)散方程模擬了王棕果殼粉吸附亞甲基藍(lán)的動(dòng)力學(xué)過程，準(zhǔn)二級(jí)動(dòng)力學(xué)方程的R2值均大于0.999 1，且平衡吸附量的計(jì)算值(qe,cal)與實(shí)驗(yàn)值(qe,exp)非常接近，說明該方程適合描述整個(gè)吸附過程。用Langmuir和Freundlich模型模擬吸附等溫線，結(jié)果表明Langmuir方程(R2值均大于0.995)更適合描述此吸附過程，在303 K下最大單層吸附量為17.36 mg/g。計(jì)算了吉布斯自由能變(ΔG0)、焓變(ΔH0)、熵變(ΔS0)、吸附勢(shì)(E)等熱力學(xué)參數(shù)，ΔG0、ΔH0、ΔS0均小于0，說明此吸附過程是一個(gè)自發(fā)進(jìn)行的、放熱的、趨于有序的吸附過程。在相同溫度下，隨著亞甲基藍(lán)初始質(zhì)量濃度的增加，對(duì)應(yīng)的E值逐漸降低。

關(guān)鍵詞:王棕果殼；亞甲基藍(lán)；吸附；動(dòng)力學(xué)；熱力學(xué)

隨著染料工業(yè)的發(fā)展，染料產(chǎn)品數(shù)量的增多，印染污水排放量增大。印染污水中的染料能吸收光線，降低水體透明度，不利于水體自凈，導(dǎo)致水體生物不能生長(zhǎng)，嚴(yán)重危害生物及人類的生存環(huán)境，所以去除印染污水中染料是一項(xiàng)很重要的工作[1-2]。在印染工業(yè)中，亞甲基藍(lán)是一種應(yīng)用最廣的染料，雖然該染料不是一種高毒性的化學(xué)物質(zhì)，但是對(duì)人和動(dòng)物存在很多威脅，如使人心率加快、惡心、嘔吐等[2]。目前有很多種方法去除亞甲基藍(lán)染料，普遍使用的方法是降解法[3]、混凝法[4]、氧化法[5]、吸附法[6]等。其中，吸附法是去除印染廢水中亞甲基藍(lán)最有效的方法，且具備簡(jiǎn)便、可行、高效等優(yōu)點(diǎn)[7]。近年來，許多不同的吸附劑被用于研究吸附亞甲基藍(lán)染料，如活性炭、農(nóng)業(yè)廢棄物、硅藻土、粘土、固體廢棄物、聚合物等[8-9]。在這些吸附材料中，活性炭是一種應(yīng)用最廣的吸附劑，具有吸附容量大、吸附速率快的優(yōu)點(diǎn)，但是價(jià)格昂貴、來源少。王棕(Roystonearegia)別名大王椰子，是我國(guó)熱帶地區(qū)常見栽培植物，廣泛作行道樹和庭園綠化樹種。作為景觀樹，每年都會(huì)自由掉落果實(shí)，產(chǎn)生很多廢棄物。為了有效利用廢棄物，本研究將王棕果殼制成粉狀作為吸附劑，用于吸附亞甲基藍(lán)，分析了其吸附亞甲基藍(lán)的可行性，探討了吸附的最佳條件，研究了吸附動(dòng)力學(xué)、熱力學(xué)行為和吸附方式及吸附機(jī)理，以期為王棕果殼用于吸附亞甲基藍(lán)提供一定的理論依據(jù)。

1材料與方法

1.1儀器和材料

王棕果(成熟果實(shí))，采于德宏師范高等?？茖W(xué)校；亞甲基藍(lán)，天津市揚(yáng)帆化學(xué)試劑公司，AR。

722型分光光度計(jì)，上海美譜達(dá)儀器有限公司；WL-200高速中藥粉碎機(jī)，瑞安市威力制藥機(jī)械廠；PHS-3c型酸度計(jì)，上海雷磁儀器廠。

1.2實(shí)驗(yàn)方法

1.2.1王棕果殼粉的制備將王棕果實(shí)的果仁取出，果殼置于烘箱中烘干，粉碎至0.178 mm粉末，備用。

1.2.2標(biāo)準(zhǔn)曲線移取一定量的亞甲基藍(lán)儲(chǔ)備液(1 000 mg/L)配制成質(zhì)量濃度為0、0.5、1、2、3、4 mg/L的系列標(biāo)準(zhǔn)溶液在λmax=664 nm下測(cè)定其吸光度，繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線為y=0.219 3x+0.020 3，R2=0.997 2，式中y為吸光度，x為亞甲基藍(lán)質(zhì)量濃度。

1.2.3吸附實(shí)驗(yàn)取一定量的王棕果殼粉，加入100 mL一定質(zhì)量濃度的亞甲基藍(lán)溶液于250 mL錐形瓶中，利用0.1 mol/L的NaOH和HCl溶液調(diào)節(jié)溶液pH值，在空氣浴恒溫振蕩器中一定溫度下振蕩一段時(shí)間后，經(jīng)0.45 μm的濾膜過濾，以蒸餾水為參比，在λmax=664 nm下，測(cè)定其吸光度，通過標(biāo)準(zhǔn)曲線計(jì)算出亞甲基藍(lán)質(zhì)量濃度。按照式(1)計(jì)算其吸附率R(脫色率)，按照式(2)計(jì)算其吸附量q(mg/g)。

R=(c0-c)/c0×100 %

(1)

q=(c0-c)V/m

(2)

式中：c0—亞甲基藍(lán)初始質(zhì)量濃度，mg/L；c—吸附后亞甲基藍(lán)溶液質(zhì)量濃度，mg/L；V—溶液體積，L；m—吸附劑的用量，g。

1.2.4吸附動(dòng)力學(xué)研究移取100 mL質(zhì)量濃度為50、100、150、200、250、300 mg/L的亞甲基藍(lán)溶液于250 mL錐形瓶中，利用0.1 mol/L的NaOH和HCl溶液分別調(diào)節(jié)亞甲基藍(lán)溶液pH值，加入1.0 g王棕果殼粉，置于溫度為25 ℃的振蕩器中，分別在不同時(shí)間段取樣，測(cè)定其吸光度，計(jì)算出質(zhì)量濃度。利用準(zhǔn)一級(jí)、準(zhǔn)二級(jí)動(dòng)力學(xué)方程及顆粒內(nèi)擴(kuò)散方程進(jìn)行擬合。

1.2.5吸附等溫線及熱力學(xué)研究移取100 mL質(zhì)量濃度為50、100、150、200、250、300 mg/L的亞甲基藍(lán)溶液于250 mL錐形瓶中，用0.1 mol/L的NaOH和HCl溶液分別調(diào)節(jié)亞甲基藍(lán)溶液pH值，加入1.0 g王棕果殼粉，在30、40、50 ℃條件下振蕩30 min，取樣，測(cè)定其吸光度，計(jì)算出質(zhì)量濃度。利用Langmuir和Freundlich方程進(jìn)行吸附等溫線的擬合，并利用公式計(jì)算熱力學(xué)參數(shù)。

2結(jié)果與討論

2.1吸附條件對(duì)吸附效果的影響

2.1.1吸附劑用量吸附劑用量是吸附實(shí)驗(yàn)中最根本的因素，吸附劑用量不足，吸附效果不佳，吸附劑用量過多又造成浪費(fèi)，所以選擇合適的吸附劑用量可以使吸附率達(dá)到最大。選擇亞甲基藍(lán)溶液質(zhì)量濃度100 mg/L，pH值在7左右，吸附溫度30 ℃，吸附時(shí)間1 h，考察王棕果殼粉的用量(0.2、0.4、0.6、0.8、1.0、1.2、1.4、1.6、1.8、2.0 g)對(duì)吸附效果的影響，結(jié)果如圖1所示。從圖1中可以看出，王棕果殼粉用量在0.2～1.0 g時(shí)，對(duì)亞甲基藍(lán)的吸附率從38 %遞增到96 %；當(dāng)王棕果殼粉用量為1.0～2.0 g，對(duì)亞甲基藍(lán)的吸附率從96 %增加至99 %。隨著用量增加，王棕果殼粉對(duì)亞甲基藍(lán)的吸附率增加但單位吸附量逐漸減小，這可能是因?yàn)?，過量吸附劑會(huì)產(chǎn)生聚集效應(yīng)，使得吸附劑比表面積減少。綜合考慮，選擇果殼粉用量1.0 g,此時(shí)溶液中王棕果殼粉質(zhì)量濃度為10 g/L。

2.1.2pH值pH值是吸附劑能否較好地吸附亞甲基藍(lán)的重要因素之一，為了找到王棕果殼粉吸附亞甲基藍(lán)的最佳pH值，選擇亞甲基藍(lán)溶液質(zhì)量濃度100 mg/L,王棕果殼粉1 g，吸附溫度30 ℃，吸附時(shí)間1 h， 調(diào)節(jié)pH值為2～10，吸附結(jié)果如圖2所示。從圖2中可以看出，當(dāng)溶液pH值在2～5之間，亞甲基藍(lán)吸附率逐漸增大，當(dāng)溶液pH值大于5時(shí)，亞甲基藍(lán)的吸附率增加的趨勢(shì)減小。當(dāng)溶液pH值為2時(shí)，亞甲基藍(lán)的吸附率最低，為51 %左右，可能是當(dāng)溶液pH值為2時(shí)，溶液中存在大量的H+，H+與亞甲基藍(lán)陽(yáng)離子發(fā)生競(jìng)爭(zhēng)吸附，占據(jù)了王棕果殼粉的吸附位點(diǎn)，導(dǎo)致亞甲基藍(lán)的去除率及吸附量較低。當(dāng)亞甲基藍(lán)溶液pH值接近中性時(shí)，王棕果殼表面會(huì)聚集更多的負(fù)電荷，從而通過靜電作用來促進(jìn)陽(yáng)離子與吸附劑之間的吸附。綜合考慮，選擇吸附亞甲基藍(lán)溶液的最佳pH值為7。

圖1王棕果殼粉用量對(duì)吸附的影響圖2pH值對(duì)吸附的影響

Fig. 1Effect ofRoystonearegiashell dosage on adsorptionFig. 2Effect of pH value on adsorption

2.1.3吸附時(shí)間亞甲基藍(lán)與吸附劑充分接觸，才能保證其達(dá)到最佳吸附效果。為找到合適的吸附時(shí)間，選擇亞甲基藍(lán)溶液質(zhì)量濃度100、200、300 mg/L,王棕果殼粉1 g，吸附溫度為30 ℃， 調(diào)節(jié)pH值為7，測(cè)定不同吸附時(shí)間下亞甲基藍(lán)吸附量，結(jié)果如圖3所示。亞甲基藍(lán)溶液與王棕果殼粉接觸時(shí)間從2 min遞增至30 min，王棕果殼粉對(duì)亞甲基藍(lán)吸附量迅速遞增，從30～60 min區(qū)間，王棕果殼粉對(duì)亞甲藍(lán)的吸附量遞增緩慢，并趨于平穩(wěn)，即吸附時(shí)間為30 min左右，王棕果殼粉對(duì)亞甲基藍(lán)的吸附已達(dá)到平衡。

2.1.4溫度對(duì)于吸附反應(yīng)，如果為吸熱反應(yīng)，則溫度升高，有利于吸附，如果為放熱反應(yīng)，則溫度升高，阻礙吸附。為找到合適的吸附溫度，選擇亞甲基藍(lán)溶液質(zhì)量濃度100、200、300 mg/L ,王棕果殼粉1 g，調(diào)節(jié)pH值為7，測(cè)定不同溫度下亞甲基藍(lán)吸附量，結(jié)果如圖4所示。從圖4中可以看出，不同初始濃度的亞甲基藍(lán)隨著反應(yīng)溫度的升高，王棕果殼粉對(duì)亞甲基藍(lán)的吸附量逐漸減小，所以選擇王棕果殼粉吸附亞甲基藍(lán)的溫度為303 K，即30 ℃。

圖3　吸附時(shí)間對(duì)吸附的影響　　　　　　　　　　　　　　　圖4　溫度對(duì)吸附的影響

綜上可知，王棕果殼粉吸附亞甲基藍(lán)的最佳條件為王棕果殼粉質(zhì)量濃度10g/L，pH值7，吸附時(shí)間30 min，吸附溫度30 ℃。在此條件下，當(dāng)亞甲基藍(lán)溶液質(zhì)量濃度為100 mg/L時(shí)，吸附率可達(dá)98%，吸附量可達(dá)9.84 mg/g。2.2吸附動(dòng)力學(xué)分析

吸附動(dòng)力學(xué)研究在污水處理方面是非常重要的，因?yàn)橥ㄟ^動(dòng)力學(xué)研究可以提供吸附過程的反應(yīng)機(jī)理。為了研究王棕果殼粉吸附亞甲基藍(lán)的動(dòng)力學(xué)，采用準(zhǔn)一級(jí)動(dòng)力學(xué)方程式、準(zhǔn)二級(jí)動(dòng)力學(xué)反應(yīng)方程和顆粒內(nèi)擴(kuò)散方程這3種動(dòng)力學(xué)模型進(jìn)行研究，方程分別為式(3)～式(5)[10-11]。

ln(qe-qt)=lnqe-k1t

(3)

t/qt=1/k2qe2+t/qe

(4)

qt=kpt1/2+b

(5)

式中:qt—t時(shí)刻王棕果殼粉對(duì)亞甲基藍(lán)的吸附量，mg/g；qe—吸附反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)王棕果殼粉對(duì)亞甲基藍(lán)的吸附量，mg/g；k1—準(zhǔn)一級(jí)動(dòng)力學(xué)速率常數(shù)，min-1；k2—準(zhǔn)二級(jí)動(dòng)力學(xué)速率常數(shù)，g/(mg·min)；t—吸附時(shí)間，min；kp—顆粒內(nèi)擴(kuò)散速率常數(shù)，mg/(g·min1/2)；b—常數(shù)，mg/g。

圖5分別為準(zhǔn)一級(jí)動(dòng)力學(xué)模型、準(zhǔn)二級(jí)動(dòng)力學(xué)模型和顆粒內(nèi)擴(kuò)散方程擬合曲線，所得參數(shù)列于表1中。

圖5　準(zhǔn)一級(jí)(a)、準(zhǔn)二級(jí)(b)動(dòng)力學(xué)方程，顆粒內(nèi)擴(kuò)散模型 (c)擬合曲線Fig.5　Plots of pseudo-first-order(a) pseudo-second-order kinetic model(b)and intraparticle diffusion kinetic model(c) for the adsorption to MB

從圖5(a)和(b)中可以看出，準(zhǔn)二級(jí)動(dòng)力學(xué)模型擬合曲線線性優(yōu)于準(zhǔn)一級(jí)動(dòng)力學(xué)模型。從圖5(c)中可以看出顆粒內(nèi)擴(kuò)散方程的擬合曲線未通過原點(diǎn)，說明吸附速率是由2種或2種以上的擴(kuò)散機(jī)理共同決定的；擬合程度較差，不存在線性關(guān)系，進(jìn)一步說明顆粒內(nèi)擴(kuò)散不是王棕果殼粉吸附亞甲基藍(lán)的唯一控制步驟[12]。

表1　準(zhǔn)一級(jí)、準(zhǔn)二級(jí)和顆粒內(nèi)擴(kuò)散動(dòng)力學(xué)模型參數(shù)

從表1中可以看出，準(zhǔn)二級(jí)動(dòng)力學(xué)方程R2在0.988 6～1之間，而準(zhǔn)一級(jí)動(dòng)力學(xué)方程R2在0.769 7～0.985 4之間，不同初始質(zhì)量濃度的亞甲基藍(lán)的準(zhǔn)二級(jí)動(dòng)力學(xué)模型擬合曲線R2值均大于準(zhǔn)一級(jí)動(dòng)力學(xué)方程R2值。且通過準(zhǔn)一級(jí)動(dòng)力學(xué)方程得到的平衡吸附量的計(jì)算值(qe,cal)小于通過實(shí)驗(yàn)得到的平衡吸附量的實(shí)驗(yàn)值(qe,exp)，而通過準(zhǔn)二級(jí)動(dòng)力學(xué)方程計(jì)算得到的qe,cal和實(shí)驗(yàn)值qe,exp非常接近，從方程的R2和qe,cal值可以得出，準(zhǔn)二級(jí)動(dòng)力學(xué)模型更能準(zhǔn)確地描述王棕果殼粉吸附亞甲基藍(lán)的整個(gè)過程。

2.3吸附等溫線

吸附等溫線用來描述吸附劑和吸附質(zhì)之間的平衡關(guān)系、親和力及吸附劑的吸附能力。在染料吸附過程中，吸附等溫線可以用于判斷吸附劑和染料間的相互作用形式。應(yīng)用Langmuir和Freundlich模型對(duì)3個(gè)不同溫度下(303、313和323K)王棕果殼粉吸附亞甲基藍(lán)的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。Langmuir和Freundlich方程分別為式(6)和式(7)[10,13]。

ce/qe=ce/qmax+1/qmaxkL

(6)

lnqe=lnkF+1/nlnce

(7)

式中：qmax—最大吸附量， mg/g；kL—Langmuir 方程吸附常數(shù)，L/mg；kF—與吸附能力有關(guān)的常數(shù)，L/g；n—與溫度有關(guān)的常數(shù)；ce—吸附平衡時(shí)亞甲基藍(lán)溶液質(zhì)量濃度，mg/L。

RL值用來描述Langmuir吸附模型中吸附質(zhì)與吸附劑間的吸附親和性，反應(yīng)吸附過程好壞[14]。RL值可以通過式(8)計(jì)算。

RL=1/(1+kLc0′)

(8)

式中:c0′—吸附前原溶液中最大質(zhì)量濃度，mg/L。

圖6(a)和(b)分別為吸附等溫線Langmuir和Freundlich方程的擬合圖，擬合參數(shù)列于表2中。

從表中可以看出，Langmuir方程的R2值均大于0.995，且優(yōu)于Freundlich方程的R2值，說明Langmuir模型更能很好地描述王棕果殼粉吸附亞甲基藍(lán)的過程，即王棕果殼粉吸附亞甲基藍(lán)為理想的單分子層吸附，在303 K下最大單層吸附量為17.36 mg/g。kL和qmax隨著溫度的升高而降低，說明此吸附過程可能是一個(gè)放熱吸附過程。

表2　王棕果殼粉對(duì)亞甲基藍(lán)吸附等溫線方程參數(shù)

王棕果殼粉在3個(gè)不同溫度下吸附亞甲基藍(lán)的RL值均小于1，根據(jù)吸附原理可知，0﹤RL﹤1，表明有利于吸附；RL=0，不可逆；RL=1，呈線性吸附；RL﹥1，表明不利于吸附，與文獻(xiàn)[14-15]報(bào)道一致。王棕果殼粉吸附亞甲基藍(lán)過程中0﹤RL﹤1，表明王棕果殼粉除去溶液中的亞甲基藍(lán)是可行的。

Freundlich模型中，1/n代表偏離線性程度，1/n﹤1時(shí)，說明易于吸附，1/n﹥1時(shí)，說明難以吸附[13,15]。王棕果殼粉在3個(gè)不同溫度下吸附亞甲基藍(lán)1/n﹤1，說明此過程是容易進(jìn)行的。

2.4吸附熱力學(xué)

吸附過程中本質(zhì)能級(jí)的改變能夠被吸附熱力學(xué)參數(shù)反應(yīng)出來，吸附熱力學(xué)參數(shù)主要包括吉布斯自由能變(ΔG0，kJ/mol)、焓變(ΔH0，kJ/mol)、熵變(ΔS0，J/(mol·K))，吸附勢(shì)(E，kJ/mol)這4個(gè)參數(shù)可以通過式(9)～式(11)[16-17]算出。

ΔG0= -RTlnkd

(9)

lnkd= ΔS0/R-ΔH0/RT

(10)

E=-RTln(ce/c0)

(11)

圖7　王棕果殼粉對(duì)亞甲基藍(lán)的吸附焓變Fig. 7　Enthalpy changes of adsorption of methylene blue on Roystonea regia shell

式中：kd—吸附分配系數(shù)，kd=qe/ce，L/mg；R—?dú)怏w摩爾常數(shù)，8.314 J/(mol·K);T—絕對(duì)溫度，k。以lnkd對(duì)1 /T作圖(圖7)，根據(jù)其擬合曲線的斜率和截距求出ΔH0和ΔS0。

所計(jì)算出來的ΔG0、ΔH0和ΔS0列于表3中。

從表3數(shù)據(jù)中可以看出，ΔG0在-0.65～-8.29 kJ/mol之間，而ΔG0在-20～0 kJ/mol為物理吸附，在-80～-400 kJ/mol為化學(xué)吸附[2]，因此，此吸附過程是以物理吸附為主的吸附過程。ΔH0﹤0，此過程為放熱反應(yīng)，這與吸附等溫線得到的結(jié)果一致。ΔS0﹤0，說明亞甲基藍(lán)被吸附到王棕果殼粉上，使得吸附質(zhì)分子失去一些自由度(包括但不限于平動(dòng)和轉(zhuǎn)動(dòng))，從而引發(fā)熵減小，表明此過程是一個(gè)趨于有序的吸附過程。綜上，王棕果殼粉吸附亞甲基藍(lán)過程是一個(gè)有序的自發(fā)的放熱過程。

表3　王棕果殼粉吸附亞甲基藍(lán)的熱力學(xué)參數(shù)

從表3中的吸附勢(shì)數(shù)據(jù)可以看出，在相同溫度下，隨著溶液中亞甲基藍(lán)初始質(zhì)量濃度的增加，對(duì)應(yīng)的吸附勢(shì)逐漸降低，可能是王棕果殼粉表面吸附不均勻所導(dǎo)致。在吸附初期，亞甲基藍(lán)分子首先占據(jù)表面吸附勢(shì)最大的點(diǎn)位，但是亞甲基藍(lán)分子的表面覆蓋率和微孔的填充度隨著吸附量的增大而增大，使得王棕果殼粉對(duì)亞甲基藍(lán)分子的吸附作用下降，從而使其吸附勢(shì)相應(yīng)下降。

3結(jié) 論

3.1以王棕果殼粉為吸附劑，研究了不同條件下對(duì)亞甲基藍(lán)溶液的吸附性能，得到王棕果殼粉吸附亞甲基藍(lán)的最佳條件為王棕果殼粉質(zhì)量濃度10 g/L，pH為7，溫度為30 ℃,吸附時(shí)間為30 min。在此條件下，當(dāng)亞甲基藍(lán)溶液初始質(zhì)量濃度為100 mg/L時(shí)，王棕果殼粉對(duì)亞甲基藍(lán)的吸附率可達(dá)到98 %，吸附量可達(dá)到9.84 mg/g。

3.2通過準(zhǔn)一級(jí)動(dòng)力學(xué)、準(zhǔn)二級(jí)動(dòng)力學(xué)及顆粒內(nèi)擴(kuò)散模型的模擬計(jì)算，準(zhǔn)二級(jí)動(dòng)力學(xué)方程R2在0.988 6～1之間，而準(zhǔn)一級(jí)動(dòng)力學(xué)方程R2在0.769 7～0.985 4之間，通過準(zhǔn)二級(jí)動(dòng)力學(xué)方程得到平衡吸附量的計(jì)算值(qe,cal)和實(shí)驗(yàn)值(qe,exp)非常接近，準(zhǔn)二級(jí)動(dòng)力學(xué)模型更合適地描述王棕果殼粉吸附亞甲基藍(lán)的過程。顆粒內(nèi)擴(kuò)散模型擬合程度較差，不存在線性關(guān)系，各條曲線均未通過原點(diǎn)，表明顆粒內(nèi)擴(kuò)散不是王棕果殼粉吸附亞甲基藍(lán)的唯一控制步驟。

3.3通過Langmuir和Freundlich方程的模擬計(jì)算，Langmuir方程的R2值均大于0.995，且優(yōu)于Freundlich方程的R2值，說明Langmuir模型能更好地描述王棕果殼粉吸附亞甲基藍(lán)的過程。通過Langmuir方程計(jì)算得到的RL值和Freundlich計(jì)算得到的1/n的值均小于1，說明王棕果殼粉吸附亞甲基藍(lán)是可行的，該過程是很容易進(jìn)行的。

3.4通過計(jì)算吸附過程的ΔG0、ΔH0、ΔS0均小于0，說明王棕果殼粉吸附亞甲基藍(lán)過程是一個(gè)有序的自發(fā)的放熱過程。在相同溫度下，隨著亞甲基藍(lán)初始質(zhì)量濃度的增加，吸附勢(shì)逐漸降低。

參考文獻(xiàn):

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Study on Adsorption of Methylene Blue on Roystonea regia Shell

YANG Xin-zhou

(Dehong Teachers College,Science and Engineering Department, Dehong 678400, China)

Abstract:The adsorption properties of Roystonea regia shell for methylene blue at different conditions were studied. The optimal adsorption conditions were the dosage of Roystonea regia shell 10 g/L, PH value 7, adsorption time 30 min and temperature 30 ℃. At this condition, the removal rate of MB was about 96.11%.The pseudo-first-order, pseudo-second-order and intraparticle diffusion models were used to fit adsorption data in the kinetic studies. And the results showed that the adsorption kinetic described by the pseudo-second-order model was more accurate with R2>0.999 1 and values of qe.caland qe.expwere close .The equilibrium isotherms were conducted by using Langmuir and Freundlich models. The adsorption could be well depicted by the Langmuir adsorption isotherm(R2>0.995). And the maximum monolayer adsorption capacity was 17.36 mg/g at 303K estimated from the Langmuir model. The Gibbs free energy change(ΔG0 ), enthalpy change (ΔH0), entropy change (ΔS0 ) and adsorption potential(E) were calculated．The ΔG0, ΔH0 and ΔS0 were negative. This indicated that the adsorption was a spontaneous，exothermic and decreasing entropy process． At the same temperature，with the increase of concentration of methylene blue solution, the adsorption potential gradually reduced.

Key words:Roystonea regia shell; methylene blue; adsorption; kinetics; thermodynamics

doi:10.3969/j.issn.1673-5854.2016.01.005

收稿日期：2015-09-24

基金項(xiàng)目：校級(jí)科學(xué)研究項(xiàng)目(DSK201506)

作者簡(jiǎn)介：楊新周(1986—)，男，云南騰沖人，碩士，講師，研究方向：分離及分析化學(xué)；E-mail:YXZ1149@126.com。

中圖分類號(hào):TQ35

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A

文章編號(hào):1673-5854(2016)01-0022-07

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