吸附热力学及动力学的研究.docx

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1、吸附热力学及动力学的研究吸附热力学及动力学的研究吸附热力学及动力学的研究摘要：杂乱无章的实验数据，不经过数学处理，得不到能够描述它们的模型，其本身无论在科学理论上还是在应用技术上都没有太大的实际意义。综述了近些年来在液固吸附理论研究领域对吸附等温线吸附热力学及吸附动力学的研究进展。论述5种类型吸附等温线，总结了热力学中、AG、ZS的几种求算方法以及5种吸附动力学的模型,从而为吸附实验数据的处理和模型优选，提供依据。关键字：吸附等温曲线热力学动力学1吸附等温曲线吸附等温曲线是指在一定温度下溶质分子在两相界面上进行的吸附过程达到平衡时它们在两相中浓度之间的关系曲线。在一定温度下，分离物质在液相和固

2、相中的浓度关系可用吸附方程式来表示。作为吸附现象方面的特性有吸附量、吸附强度、吸附状态等，而宏观地总括这些特性的是吸附等温线.0型分子吸附模型Langmuir吸附模型是应用最为广泛的分子吸附模型,Langmuir型分子吸附模型2就是在Langmuir吸附模型的基础上，研究者就Langmuir吸附模型的局限性进行了改进、发展，形成了一系列的分子吸附模型。1.Langmuir分子吸附模型Langmuir分子吸附模型是根据分子间力随距离的增加而迅速下降的事实，提出气体分子只有碰撞固体表面与固体分子接触时才有可能被吸附，即气体分子与mol-1 ;R为气体摩尔常数&314 J -mol -1 K-1 ;

3、T为绝对温度，K、Kd为吸附热力学平衡常数;AHO为吸附标准焙变,kJ -mol -1 ; AS 0为吸附标准燧变值,Jmol -1 K-1。根据式(8)可以作In Kd -1/T曲线图，计算出AHO、AS 0。3、吸附动力学吸附过程的动力学研究主要是用来描述吸附剂吸附溶质的速率快慢通过动力学模型对数据进行拟合从而探讨其吸附机理。以下为5种动力学模型.、吸附动力学一级模型吸附动力学一级模型采用Lagergren方程17计算吸附速率：dQtdt?kt(Qe?Qt)(22)式中，Qt和Qe分别为t时刻和平衡态时的吸附量 mg?g-1 k1为一级吸附速率常数 min-1。对式(22)从t=0到tO(

4、Q=O到Q0)进行积分,可以得到：ln(Qe?Qt)?lnQc?k1t(23)用式(23)对在不同温度下吸附剂对Cr (VI)溶液的吸附作In (Qe-Qt)-t曲线图，吸附动力学二级模型吸附动力学二级模型可以用McKay方程描述18: ,它是建立在速率控制步骤是化学反应或通过电子共享或电子得失的化学吸附基础上的二级动力学方程表达式19为：dQtdt?k2(Qe?Qt)2(24)对式(24)从t=0 至itO(q=O 到q0)进行积分、写成直线形式为：tQt?1k2Q22e?1Qet(25)h?k2Qe(26)式中，h为初始吸附速率常数, mg (g min)-1。用式(25)作曲线图。、颗粒内扩散模型颗粒内扩散模型最早Weber等20提出，其表达式为：Qt?kpt1/2(27)装中，kp为颗粒内才散速率常数 mg (g min1/2) -1 ，kp值越大吸附质越易在吸附剂内部扩散, Qt-t1/2的线形图的斜率可得到Kp。根据内部扩散方程,以Qt对H/2作图可以得到一条直线。若存在颗粒内扩散Qt对tO. 5为线性关系，目若直线通过原点，则速率控制过程仅内扩散控制。否则其它吸附机制将伴随着内扩散进行21。、日。vich方程日ovich方程22是对反应速率和扩散因子综合调控的非均相扩散过程的描述是另一个基于吸附容量的动力学方程，见式。