【正文】 ? ?000() (1)() 1 0 0 % 2eeec c Vqmccc?????? 式中： qe為平衡吸附量 (mg g1)； C0為 Cu2+的初始質(zhì)量濃度 (mg L1)； Ce為平衡質(zhì)量濃度 (mg L1)；η 為去除率 (%)； V 為溶液體積 (mL)； m為吸附劑用量 (g)。 銅離子吸附結果分析 圖 31為 不同吸附劑在對不同濃度銅離子溶液的吸附容量 圖 。從圖 31看出，隨著溶液濃度增加，不同吸附劑的吸附容量也隨之增加，而介孔二氧化硅材料增長率高于其他兩種吸附劑，在相同濃度下，介孔二氧化硅材料的吸附容量也高于其他兩種材料。 介孔 二氧化硅材料一直呈現(xiàn)增長趨勢， 在濃度為 200mg/l時達到最大。 而其他兩種吸附劑在 120mg/l和 160mg/l時基本達到飽和 , 沸石 、 硅藻土 、介孔二氧化硅最大吸附容量分別是 、 mg/g、 mg/g。平衡吸附量逐漸增大，原因是由于隨著 Cu2+濃度的升高，使 Cu2+和吸附劑表面接觸的機會增加，有利于充分利用吸附劑的吸附位點。 設計（論文）專用紙 21 / 42 圖 31 不同吸附劑在對不同濃度銅離子溶液的吸附容量變化 圖 32為不同吸附劑在不同用量時吸附容量圖 。 圖中顯示隨著吸附劑用量增加，吸附容量隨之降低。 對于相同濃度的溶液，吸附劑增加有利于提高去除率。原因是對于相同的劑量的離子，增加吸 附劑用量，提高了 Cu2+與吸附劑表面接觸的機會，這樣就使大部分離子被吸附。 介孔二氧化硅在 最好為 %；沸石在 %；硅藻土在 量下達到最好為 %。 同時 顯示出介孔二氧化硅材料的優(yōu)越性，是因為它 具有較高的比表面積和孔容。 設計（論文）專用紙 22 / 42 圖 32 不同吸附劑在不同用量時吸附容量 圖 33為介孔二氧化硅不同時間下吸附容量圖。 從 圖 33可以了解到隨著時間的增加， Cu2+逐漸被介孔二氧化硅吸附，但變化較為緩慢。 雖然在 360分鐘時出現(xiàn)高峰值 ,但我們觀察到對同樣濃度的溶液（ 20mg/l）吸附 24小時后吸附容量可達 ,所以我們認為吸附還是在繼續(xù)的，并未達到吸附平衡。 圖 33 介孔二氧化硅不同時間下吸附容量 圖 34(a)為介孔二氧化硅在不同 pH下的吸附容量圖。 圖 34(b)為介孔二氧化硅在不同 pH下的去除率。圖 34(a)顯示隨著 pH增加，吸附容量逐漸增加，漸而 設計（論文）專用紙 23 / 42 趨于平緩。圖 34（ b）顯示隨著 pH增加，去除率隨之增加到變化平緩。 圖 34(a)看出在 介孔二氧化硅材料對銅離子的吸附在 pH為 5左右顯示出很好的吸附性能。此實驗 吸附劑投加量為 1 gL1，吸附溫度為 25 ℃ ，震蕩時間為 24h，取 Cu2+初始質(zhì)量濃度為 20 mgL1 研究 pH 值對活性炭吸附性能的影響。介孔二氧化硅對Cu2+的吸附率隨 pH 值的增加而增加。 pH=5 時去除率和吸附量最佳，分別為%和 mgg1。分析原因， pH 值對溶液中 Cu2+的存在形態(tài)及對吸附劑上官能團的活性產(chǎn)生影響。不同 pH 值條件下溶液中存在 Cu2+的形態(tài)主要以 Cu2+存在，吸附劑與 Cu2+間存在靜電斥力，而且 pH 值越小，斥力越大； 同時 H+和 Cu2+存在競爭吸附，因此， Cu2+的去除率較低。 pH 在 57之間，吸附劑與 Cu2+間的靜電斥力 減小，吸附劑表面易與帶電荷的離子吸附。 離子在吸附過程中與介孔二氧化硅表面的羥基、羧基等含氧官能團發(fā)生如式 (3)(5)的離子交換反應及氫鍵吸附如式 (6)，同時 Cu2+在水溶液中水解出現(xiàn) CuOH+，溶劑化能降低，使其更易接近固相表面，其易與吸附劑表面的羥基發(fā)生離子交換反應，使吸附量逐漸增大。 當pH 過 高時溶液呈膠體狀態(tài)不易固液分離，且不利于吸附劑的循環(huán)使用。 吸附劑對 Cu2+吸附的最佳 pH 值為 56。 2(— ROH)+Cu2+→2(RO)Cu+2H + （ 3） — ROH+CuOH+→( — RO)CuOH+H+ （ 4） 2RC— COOH+Cu2+→(RC — COO)2Cu+2H+ （ 5） 2(— ROH)+Cu(OH)2→( — ROH)2Cu(OH)2 （ 6） 設計（論文）專用紙 24 / 42 圖 34（ a） 介孔二氧化硅在不同 pH下對 Cu2+的吸附性能測試 0204060801001203 6 pH去除率%介孔二氧化硅 圖 34（ b） 介孔二氧化硅在不同 pH下對 Cu2+的去除率 鉛離子吸附結果分 析 圖 35為不同吸附劑對不同濃度鉛離子溶液的吸附容量圖。 圖 35看出隨著溶液濃度增 加，不同吸附劑的 對 Pb2+的 吸附 量 也隨之增加，但溶液濃度達到120mg/l的時候，不同吸附劑的吸附容量基本不變，表明 已達到飽和 。 介孔二氧化硅為 ，沸石為 ，硅藻土為 。 另外，可以看出在同等條件下介孔二氧化硅材料的吸附效果是最好的。 平衡吸附量逐漸增大，這主要原因是由于隨著 Pb2+濃度的升高，使 Pb2+和吸附劑表面接觸的機會增加，有利于充分利用吸附劑的吸附位點。 設計（論文）專用紙 25 / 42 圖 35 不同吸附劑對不同濃度鉛離子溶液的吸附容量變化 圖 36為不同吸附劑不同用量 的吸附容量圖。 吸附劑用量增加，吸附容量隨之降低。 不同吸附劑對于 100ml的 20mg/l的 Pb2+溶液的吸附都顯示了很好的性能 。從去除率看， 介孔二氧化硅在 100%，沸石在 100%，而硅藻土則是在 100%，表明介孔二氧化硅材料對鉛離子的良好吸附能力。 原因是增加吸附劑用量，提高了 Pb2+與吸附劑表面接觸的機會，使大部分離子被吸附。 同時 顯示出介孔二氧化硅材料的優(yōu)越性， 主要原因是 它 具有較大比表面積和孔容 。 圖 36 不同吸附劑不同用量的吸附 設計（論文）專用紙 26 / 42 圖 37為不同吸附劑在不同時間下的吸附容量圖。 圖 37可知，隨吸附時間的增加， 介孔二氧化硅 吸附容量 也隨之增加 480min后吸附 容 量增加不明顯，而沸石和硅藻土則變化 較小 。 因此介孔二氧化硅的平衡吸附時間為 480min。 圖 37 不同吸附劑在不同時間下的吸附性能測試 圖 38(a)為介孔二氧化硅在不同 pPH 值下鉛離子的吸附容量圖 。 圖 38(b)為介孔二氧化硅在不同 pH 值下鉛離子的去除率。 圖 38(a)顯示隨著 pH 增加 ,吸附容量隨之增加，隨后趨于平緩。圖 38（ b）顯示隨著 pH 增加，去除率隨之增 加，然后趨于平緩。 吸附劑投加量為 1 gL1，吸附溫度為 25 ℃ ，震蕩時間為 24h，取 Pb2+初始質(zhì)量濃度為 20 mgL1 研究 pH 值對 介孔二氧化硅 吸附性能的影響 。如圖可知， 介孔二氧化硅對 Pb2+的去除率隨 pH 值從 35 的增加而增加，而 57則變化不明顯。 當 pH=5 為 時，去除率和吸附 容 量最佳，分別為 100%和 mgg1。 原因 是隨 pH 值的減小，溶液中的 H+的濃度增加 ， 將與 Pb2+形成競爭從而降低其吸附容量。因此 吸附劑對 Pb2+吸附的最 佳 pH 值為 45。 設計（論文）專用紙 27 / 42 圖 38（ a） 介孔二氧化硅在不同 pH下對鉛離子吸附性能 圖 38（ b） 介孔二氧化硅在不同 pH下對鉛離子去除率 Cd2+吸附結果分析 圖 39不同吸附劑對不同濃度 Cd2+溶液的吸附容量圖。 從圖 39可知 ，隨著溶液濃度的增加，吸附容量呈現(xiàn)增長趨勢 。 對于沸石和硅藻土而言，當濃度達到80mg/l以后，其吸附容量 分別達到 ，其后 變化不大，甚至出現(xiàn)下降； 而介孔二氧化硅材料，當濃度達到 120mg/l后，其吸附容 量 達到最 大 為，然后 變化也不大。相同條件下，介孔二氧化硅材料的吸附性能優(yōu)于沸石和硅藻土。 平衡吸附量逐漸增大，原因是由于隨著 Cd2+濃度的升高，使 Cd2+和0 20 40 60 80 100 120 pH 去除率 % 介孔二氧化硅 設計（論文）專用紙 28 / 42 吸附劑表面接觸的機會增加，有利于充分利用吸附劑的吸附位點。 圖 39 不同吸附劑對不同濃度 Cd2+溶液的吸附性能 圖 310為不同吸附劑不同時間下吸附容量圖。 反映出在 600min以內(nèi)，三種材料隨著時間增長，其對 Cd2+的吸附變化不大。介孔二氧化硅材料吸附性能優(yōu)于其他兩種吸附劑。 原因 是 于 20mg/l離子濃度的溶液，吸附劑用量 為 1g/l時，吸附溫度為 25 ℃時，對于 Cd2+的吸附過程是很快的，在很短的時間內(nèi) Cd2+便充溢了吸附劑表面和內(nèi)部，使吸附達到靜態(tài)平衡。 圖 310 不同吸附劑不同時間下吸附性能 圖 311為不同吸附劑不同用量下吸附容量圖 。 圖 311顯示隨著吸附劑用量增 設計（論文）專用紙 29 / 42