活性炭及沸石的吸附動力學研究

谷麗琴

(山西大同大學工學院，山西大同037003)

活性炭及沸石的吸附動力學研究

谷麗琴

(山西大同大學工學院，山西大同037003)

通過固體催化劑在液相中吸附來驗證耶洛維奇方程的實驗方法，是一種新的方法，它不同于前人在汽相中吸附的實驗方法.研究結果表明:活性炭在亞甲基蘭溶液中的吸附動力學符合耶洛維奇規律，而沸石在亞甲基蘭溶液中的吸附動力學不符合耶洛維奇規律.

活性炭 沸石 吸附

早年，耶洛維奇就提出了固體催化劑在氣相反應中發生吸附作用的動力學方程—耶洛維奇吸附動學方程式.本研究工作主要目的是研究活性炭和沸石在亞甲基蘭、甲基紫溶液中的吸附速度是否符合耶洛維奇吸附動力學方程，即驗證耶洛維奇方程對液相吸附是否適用.在研究過程中，我們采用了分光光度法測定在不同溫度及不同時間下活性炭，沸石在亞甲基蘭，甲基紫溶液中發生吸附后的消光值或光密度，來代替吸附量，從而得出固體催化劑在液相中的吸附是否也符合耶洛維奇規律.

通過固體催化劑在液相中吸附來驗證耶洛維奇方程的實驗方法，是一種新的方法，文獻上還未曾報道過，它不同于前人在氣相中吸附的實驗方法，這種方法所用的實驗儀器較簡單，實驗方法比較簡便，實驗藥品也很普遍，這些都有利于我們在現有實驗條件下進行實驗研究.

本研究的結果表明：活性炭在亞甲基蘭，甲基紫溶液中吸附動力學符合耶洛維奇規律，用q對ln (t+t.)作圖得一直線，而沸石分子篩則不符合.

1 實驗方法

在20℃，亞甲基蘭，甲基紫在活性炭上吸附耶洛維奇g的參數分別是：

利用分光光度法，測定20°C到70°C之間不同吸附時間下活性炭及沸石在亞甲基蘭、甲基紫溶液中發生吸附后的消光值，來替代吸附量，作圖分析，即可得出結論，本試驗中吸附量在不同溫度下都不等于零，說明該吸附有先導快過程.

儀器：四川分析儀器721A型數字顯示分光光

度計;78HW-1型恒溫磁力攪拌器;

藥品：北京光華木材廠生產的活性炭合成的沸石;

測試溶液濃度：亞甲基蘭4-5 ppm，選用波長655 nm;甲基紫17-20 ppm，選用波長570 nm.

2 實驗原理

由吸附速度

耶洛維奇提出Ea=E0a+r(θ)

或寫成

在溶液中吸附，c基本不變，可以看作常量，因此把P換成c.

用q對ln(t+t0)作圖，得一直線，說明符合耶洛維奇規律.

由于q和△T的變換關系，所以吸附量可以直接用△T來代替.

3 實驗結果與討論

3.1 在固定溫度下，吸附量與時間變化的關系.

表1 活性炭在亞甲基蘭溶液中吸附的數據

表2 活性炭在甲基紫溶液中吸附的數據

表3 沸石在亞甲基蘭溶液中吸附

表4 沸石在甲基紫溶液中的吸附數據

從表1、表2、表3、表4的數據可以看出，染料在活性炭上的吸附很規律，吸附量隨時間加長而逐漸增大，最后達到平衡，吸附量不再變化，由此充分地說明了活性炭表面及孔結構都是比較均勻的，并且孔的尺寸和染料分子側基大小相等，對亞甲基藍、甲基紫的吸附是單分子層吸附，符合Langmuir型.而在沸石上的吸附很不規律，吸附量隨時間的變化不定，說明沸石的表面及孔結構不均勻.

3.2 耶洛維奇規律

表5 亞甲基蘭在活性炭上吸附的參數

表6 耶洛維奇處理

由表5、表6數據作圖可知是一條直線說明符合耶洛維奇規律.

甲基紫在活性炭上吸附的參數及其耶洛維奇處理與亞甲基蘭相同也符合耶洛維奇規律.

3.3 評價活性炭，沸石的吸附性能

活性炭的吸附性能比較好，并且符合耶洛維奇吸附規律.沸石的吸附不符合耶洛維奇規律.

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[5]李昌賢,秦廷武.煤質活性炭[M].北京:煤炭工業出版社,1993:69-120.

Abstract:It is a new method to test the chemical equation E∏OBN by the absorption of the solid-state catalytic promoter in liquid-phase,which is different from the method in vapor-phase adsorption by predecessors'experiments.It is discovered that the Absorption Kinetics of Absorbent Carbon in the Methylene Blue Trihydrate solution accord with E∏OBN law,but the Zeolite is opposite.

Key words:Absorbent Carbon；Zeolite；absorption

〔編輯 石白云〕

Research on Adsorption Kinetics of Activated Carbon and Zeolite

GU Li-qin
(School of Engineering,Shanxi Datong University,Datong Shanxi,037003)

TQ013.2

A

1674-0874(2010)03-0064-02

2010-03-26

谷麗琴(1963-)，女，山西大同人，副教授，研究方向：煤化工教學與研究.