吸附试验

西南科技大学

静态吸附实验

姓名：XXXX

学号：XXXXXXXXXXX 专业：XXXXXXXXXXX 班级：XXXXXXXXXXX

2012年12月26日

静态吸附实验

一、实验目的

1、 了解吸附剂的吸附性能和吸附原理； 2、 掌握吸附等温线和吸附动力学方程。 3、 熟悉分光光度计的使用以及原理。

二、 实验原理

活性炭的吸附能力以吸附量qe表示，如果在一定压力和温度条件下，用m克活性炭吸附溶液中的溶质，被吸附的溶质为x毫克，则单位重量的活性炭吸附溶质的数量qe即为吸附容量（吸附量）。

qe?xV(C0?Ce)? mm式中：qe ：活性炭吸附量，即单位重量的活性炭所吸附的物质重量，mg/g； x：被吸附物质重量，mg； m：活性炭投加量，g； V：水样体积，L；

C0、Ce ：分别为吸附前原水及吸附平衡时污水中的物质浓度，mg/L。 由吸附容量qe和平衡浓度Ce的关系所绘出的曲线为吸附等温线，表示吸附等温线的公式为吸附等温式。最常用的吸附等温式是朗格缪尔（Langmuir）模型和弗兰德利希（Freundich）模型。Langmuir方程是假设吸附剂的表面是单一、开放的，故属于单分子层吸附模型。Freundlich方程假设吸附剂表面的活性吸附位点的分布是不均匀的，吸附不受单层吸附的限制，可以用来描述不同体系的可逆吸附。

Langmuir：qe=qmaxbCe/ (1+bCe)；Ce/qe=1/qmaxb+Ce/qmax（线性表达式）

（在坐标轴上，以1/qe（g/mg）为纵坐标，1/ Ce（L/mg）为横坐标，按静态吸附实验结果绘图，可得直线，纵坐标上的截距为qmax值，斜率为b值。）

xFreundich：qe=?KCen；logqe=logK+1/nlogCe（线性表达式）

m（在双对数坐标轴上，以吸附容量qe为纵坐标，Ce为横坐标，按静态吸附实验结果绘图，可得直线，纵坐标上的截距为K值，斜率为1/n值。）

式中：

C0是溶液的初始污染物浓度，mg·L-1； Ce是溶液中污染物的平衡浓度，mg·L-1；

qe和qmax分布是平衡吸附量和最大吸附量mg·g-1； b是 Langmuir模型常数； K和n是Freundlich模型常数。

1准一级动力学模型假定吸附受扩散步骤的控制，且吸附速率与平衡吸附量与t时刻吸附量的差值成正比，其具体表达式为：

dqt/dt = k1(qe - qt) ；lg(qe - qt) = lgqe - (k1/2.303)t（线性表达式）

（在坐标轴上，以lg(qe - qt)为纵坐标，t（min）为横坐标，按静态吸附实验结果绘图，可得直线，纵坐标上的截距为qe值，斜率为k1值。）

准二级动力学模型假定吸附速率受化学吸附机理的控制，该机理涉及到吸附剂与要去除离子之间的电子共用或转移，其具体表达式为：

dqt/dt = k2(qe - qt)2；t/qt = (k2 qe2)-1 + t/qe（线性表达式）

（在坐标轴上，以t/qt为纵坐标，t（min）为横坐标，按静态吸附实验结果绘图，可得直线，纵坐标上的截距为qe值，斜率为k2值。）

式中：

qt为t时刻的吸附量，mg·g-1； qe为平衡吸附量，mg·g-1； t为吸附反应时间，min；

k1为准一级吸附速率常数，min?1； k2为准二级吸附速率常数，g·(mg·min)-1。

三、实验仪器：

250mL三角烧瓶（六个），甲基蓝，粉末活性炭，振荡器，分光光度计，漏斗，滤纸，PH试纸，玻璃棒，六个小烧杯，

四、实验步骤 （1）器材准备

将活性炭用蒸馏水洗去细粉，并在105℃温度下烘至恒重。 （2）标准曲线

配置不同浓度（1、2.5、5、7.5、10、15、20mg/L）的亚甲基蓝标准溶液各1000mL，在665nm的波长下，用分光光度计测得吸光光度值，绘制吸光度和亚甲基蓝溶液浓度之间的关系曲线，即标准曲线。 （3）吸附实验

在6个250mL的三角烧瓶中分别投加25、50、75、100、125、150mg活性炭，再分别加入25mg/L 的亚甲基蓝溶液100mL，测定水温，将三角烧瓶放在振荡器上以140r/min振荡60min，用漏斗和滤纸滤出活性炭。 （4）吸附测试

利用分光光度计测定滤出液的吸光度，在标准曲线上查出对应的亚甲基蓝浓度。

（5）数据处理

根据原始数据计算活性炭对亚甲基蓝的吸附量和去除率，以朗格缪尔和弗兰德利希方程的形式求出其吸附等温方程式。

五、实验数据整理：

1、实验数据记录：甲基蓝初始PH=7.5

亚甲基蓝初始数据记录 亚甲基蓝Co （mg/L） 1 -0.002 2.5 0.218 5 0.776 7.5 1.109 10 1.239 15 1.972 20 2.360 吸光度A

2、标准曲线如下图：