论文部分内容阅读
通过实验室实验研究了纳米铁对砷酸根、磷酸根及硫离子三种典型致污阴离子的吸附模式，从吸附去除效率、吸附动力学和吸附等温线三个方面分析讨论了吸附特性和模型。吸附过程包括（1）纳米铁对三种阴离子的单一吸附过程，（2）两种阴离子在纳米铁表面的竞争吸附过程，（3）三种阴离子在纳米铁表面的竞争吸附过程。采用动力学方程模拟了纳米铁砷酸根、磷酸根及硫离子三种阴离子的吸附动力学过程，用吸附等温模拟方程对等温吸附过程经行了模拟和研究。实验结果表明，纳米铁对三种阴离子的单一吸附去除效果较为显著，但在竞争吸附中每一种离子的吸附由于受到竞争的影响导致吸附去除率有较大变化。通过对三种阴离子的吸附去除率的比较发现纳米铁对硫离子的吸附能力最强，对磷酸根的吸附能力次之，对砷酸根的吸附能力最弱。采用拉格尔格伦拟一级和拟二级吸附动力学方程对实验数据进行模拟分析，结果表明纳米铁对这三种阴离子的的吸附过程对两种动力学模拟方程均具有较高的拟合程度。根据动力学模拟方程参数及阿累尼乌斯方程求得反应活化能，通过分析比较发现纳米铁对砷酸根和磷酸根的单一吸附过程属于物理吸附，而对硫离子的单一吸附过程属于化学吸附。竞争吸附条件下，共存离子对目标离子的吸附反应过程的吸附等温模型的分析采用了Freundlich、Langmuir、Temkin、Dubinin–Radushkevich及Flory–Huggins吸附等温线方程模拟分析，分析结果表明纳米铁对砷酸根和磷酸根的吸附符合多层物理吸附模型，而对硫离子的吸附符合单层化学吸附模型。通过Freundlich等温吸附方程的模拟及计算发现纳米铁对三种阴离子的单一吸附过程及对砷酸根和磷酸根的竞争吸附过程均属于优惠型吸附；在硫离子存在的情况下的竞争吸附过程中纳米铁对硫酸根的吸附属于优惠型吸附，而对砷酸根或磷酸根吸附则均属于非优惠性吸附。通过Flory–Huggins等温吸附方程的模拟，可知在单一吸附及竞争吸附条件下，纳米铁对三种阴离子的吸附反应均能够自发进行。