Ｓｅｒｉｅｓ Ｎｏ．５０１ Ｍａｒｃｈ ２０１８ 金 属 矿 山 总第５０１期 ２０１８年第３期 ＭＥＴＡＬ ＭＩＮＥ 钠基蒙脱石对Ｃｕ２＋的吸附研究 赵徐霞 庹必阳 韩 朗 龙 森 （１．贵州大学矿业学院，贵州贵阳５５００２５；２．贵州省非金属矿产资源综合利用重点实验室， 贵州贵阳５５００２５；３．喀斯特地区优势矿产资源高效利用国家地方联合工程实验室，贵州贵阳５５００２５） 摘要为了寻找高效、低成本、无二次污染地解决重金属离子污染问题的方法，以提纯钠化后的蒙脱石（Ｎａ— ｍｎｔ）为吸附剂，在对其进行性能表征的基础上，进行了Ｃｕ“吸附试验，考察了ｃｕ“初始浓度、溶液的初始ｐＨ、吸附温 度及吸附时间对ｃｕ 吸附的影响，并通过Ｌａｎｇｍｕｉｒ、Ｆｒｅｕｎｄｌｉｅｈ等温吸附模型及动力学方程从热力学与动力学角度分 析了Ｎａ—ｍｎｔ对ｃｕ“的吸附机理。结果表明：Ｎａ－ｍｎｔ对ｃｕ“的吸附平衡数据符合Ｌａｎｇｍｕｉｒ等温模型，吸附过程是一 个非自发的放热反应过程，吸附过程符合拟二级动力学方程。 关键词钠基蒙脱石ｃｕ 动力学热力学吸附 中图分类号ｘ７５１ 文献标志码Ａ 文章编号１００１－１２５０（２０１８）．０３－１８２—０５ ＤｏＩ ｌ０．１９６１４／ｉ．ｃｎｋｉ．ｊｓｋｓ．２０１８０３０３４ Ｓｔｕｄｙ ｏｎ Ａｄｓｏｒｐｔｉｏｎ ｏｆ Ｃｕ“ｗｉｔｈ Ｎａ－ｍｏｎｔｍｏｒｉｌｌｏｎｉｔｅ Ｚｈａｏ Ｘｕｘｉａ Ｔｕｏ Ｂｉｙａｎｇ ’ · Ｈａｎ Ｌａｎｇ Ｌｏｎｇ Ｓｅｎ （１．Ｓｃｈｏｏｌ ｏｆＭｉｎｉｎｇ，Ｇｕ￣ｈｏｕ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｇｕ咖ｎｇ ５５００２５，Ｃｈｉｎａ；２．Ｇｕ＆ｈｏｕ Ｋｅｙ Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ ｏｆＣｏｍｐｒｅｈｅｎｓｉｖｅ Ｕｔｉｌｉｚａｔｉｏｎ ｆ ｏＮｏｎ—ｍｅｔａｌｌｉｃ ｍｉｎｅｒａｌ ｒｅｓｏｕｒｃｅｓ，Ｇｕｉｙａｎｇ ５５００２５，Ｃｈｉｎａ；３．Ｎａｔｉｏｎａｌ＆Ｌｏｃａｌ Ｊｏｉｎｔ Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ ｆ ｏＥｎｇｉｅｅｒｎｉｎｇ －厂０ｒ Ｅｆｆｅｃｔｉｖｅ Ｕｔｉｌｉｚａｔｉｏｎ ｏｆＲｅｇｉｏｎａｌ Ｍｉｅｒｎａｌ Ｒｅｓｏｕｒｃｅｓｆｒｏｍ Ｋａｎｔ Ａｒｅａｓ，Ｇｕｉｙａｎｇ ５５００２５，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ Ｉｎ ｏｒｄｅｒ ｔｏ ｆｉｎｄ ａ ｗａｙ ｔｏ ｓｏｌｖｅ ｔｈｅ ｐｒｏｂｌｅｍ ｏｆ ｈｅａｖｙ ｍｅｔａｌ ｐｏｌｌｕｔｉｏｎ ｗｉｔｈ ｈｉｇｈ ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ，ｌｏｗ ｃｏｓｔ ａｎｄ ｎｏ ｐｏｌ— ｌｕｔｉｏｎ，ａｎｄ ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｓｏｄｉｕｍ ｍｏｎｔｍｏｒｉｌｌｏｎｉｔｅ（Ｎａ－ｍｎｔ）ａｆｔｅｒ ｐｕｒｉｉｆｃａｔｉｏｎ ａｎｄ Ｎａ—ｍｏｄｉｉｆｃａｔｉｏｎ ａｓ ａｄｓｏｒｂｅｎｔ，ｔｈｅ Ｃｕ ａｄｓｏｒｐｔｉｏｎ ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｓ ｗｅｒｅ ｃａ￣ｉｅｄ ｏｕｔ ｂａｓｅｄ ｏｎ ａｎａｌｙｚｉｎｇ ｉｔｓ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ．Ｉｎｆｌｕｅｎｃｅｓ ｏｆ Ｃｕ“ｉｎｉｔｉｌ ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔａｉｏｎ．ｉｎｉｔｉａｌ ｐＨ ｏｆ ｓｏｌｕ— ｔｉｏｎ，ａｄｓｏｒｐｔｉｏｎ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ａｎｄ ａｄｓｏｒｐｔｉｏｎ ｔｉｍｅ ｏｎ Ｃｕ ａｄｓｏｒｐｔｉｏｎ ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ ｗｅｒｅ ｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｅｄ．Ｔｈｅ ａｄｓｏｒｐｔｉｏｎ ｍｅｃｈａｎｉｓｍ ０ｆ Ｎａ—ｍｎｔ ｏｎ Ｃｕ ｗａｓ ａｎａｌｙｚｅｄ ｔｈｒｏｕｇｈ ｔｈｅ ｉｓｏｔｈｅｒｍ ａｄｓｏｒｐｔｉｏｎ ｍｏｄｅｌ ｏｆ Ｌａｎｇｍｕｉｒ ａｎｄ Ｆｒｅｕｎｄｌｉｃｈ ａｎｄ ｔｈｅ ｋｉｎｅｔｉｃ ｅｑｕａｔｉｏｎｓ ｆｒｏｍ ｖｉｅｗｓ ｏｆ ｔｈｅ ｔｈｅｒｍｏｄｙｎａｍｉｃｓ ａｎｄ ｔｈｅ ｋｉｎｅｔｉｃｓ．Ｔｈｅ ｒｅｓｕｌｔｓ ｓｈｏｗｅｄ ｔｈａｔ ｔｈｅ ａｄｓｏｒｐｔｉｏｎ ｅｑｕｉｌｉｂｒｉｕｍ ｄａｔａ ｏｆ Ｃｕ２ ｏｎ Ｎａ—ａｎｔｒ ｃｏｎｆｏｒｍｓ ｔｏ ｔｈｅ Ｌａｎｇｍｕｉｒ ｉｓｏｔｈｅｒｍａｌ ｍｏｄｅ１．Ｔｈｅ ａｄｓｏｒｐｔｉｏｎ ｐｒｏｃｅｓｓ ｉｓ ａ ｎｏｎ－ｓｐｏｎｔａｎｅｏｕｓ ｅｘｏｔｈｅｒｍｉｃ ｒｅａｃｔｉｏｎ ｐｒｏｃｅｓｓ，ｗｈｉｃｈ ｃｏｎｆｏｒｍｓ ｔｏ ｔｈｅ ｐｓｅｕｄｏ－ｓｅｃｏｎｄ－ｏｒｄｅｒ ｋｉｎｅｔｉｃ ｅｑｕａｔｉｏｎ． Ｋｅｙｗｏｒｄｓ Ｎａ·ｍｏｎｔｍｏｒｉｌｌｏｎｉｔｅ，Ｃｕ ，Ｋｉｎｅｔｉｃｓ，Ｔｈｅｒｍｏｄｙｎａｍｉｃｓ，Ａｄｓｏｒｐｔｉｏｎ 重金属污染威胁人类的健康。采矿、有色、冶金 和化工等行业所排放的污水中常含有Ｐｂ 、Ｃｄ 、 广，但重金属回收较复杂，运行费用较高；其二，在不 改变废水中重金属化学形态的情况下进行浓缩和分 ｃｕ 等重金属离子。人体摄人过量的ｃｕ 等重金属 离子会中毒，引发贫血、骨质疏松及冠心病等疾 病…。因此，加强对污水中重金属离子的处理刻不 容缓。 离，这一方法易于回收重金属，但对技术要求较高。 总体而言，这２类方法都存在处理效果问题，容易产 生二次污染等，特别是在重金属离子浓度较低时，往 往由于操作费用和原材料成本过高而难以实施。 蒙脱石具有较大的比表面积和孔容，其结构单元 按照重金属离子的去除方式不同，可将重金属废 水的处理方法分为２大类：其一，将溶解态的重金属 离子转变成不溶的重金属化合物，这种方法应用较 收稿１３期２０１８—１２—２６ 层为２层硅氧四面体夹带１层铝氧八面体，靠共用的 氧原子连接，在四面体和八面体内可以发生同晶置 基金项目国家自然科学基金项目（编号：５１４６４００７），贵州省科技厅联合资金项目（编号：黔科合Ｉ＾Ｈ字￣２０１５］７６８４），贵州大学博士基金项目（编 作者简介·号：贵大人基合字（２０１３）５１号）。 赵徐霞（１９９２一），女，硕士研究生。通讯作者庹必阳（１９７９一），男，教授，博士。 １８２· 赵徐霞等：钠基蒙脱石对ｃｕ 的吸附研究 ２０１８年第３期 间通道被撑开，比表面积及孔径增大，为重金属离子 换，晶胞内高价硅离子（Ｓｉ ）、铝离子（Ａ１”）能部分 或全部被其他低价阳离子置换，结果使蒙脱石单位晶 胞带负电荷，成为一个大负离子团，其层问的阳离子 进入层间创造了条件。 ２试验方法 ２．１ Ｃｕ 标液的配制 也可以相互交换。此外，其优异的表面性质能有效吸 附废水中的重金属离子及有机物。目前，用蒙脱石处 理重金属离子的研究主要集中在对铅、铬、锌等离子 的处理上 。 ，对Ｃｕｎ处理的研究不多 ，且吸附机 理的研究报道较少。 将１ ｇ／Ｌ的ｃｕｎ标液稀释成不同浓度的工作液， 加入与Ｃｕ 溶液同体积的二乙基二硫代氨基甲酸钠 溶液（文中所用药剂均为分析纯），用氨水调节混合 溶液的ｐＨ＝９左右，定容１００ ｍＬ。利用ＳＰ－７５２型紫 本试验研究了提纯钠化后的蒙脱石（Ｎａ—ｍｎｔ）吸 外分光光度计在４５０ ｒｉｍ测吸光度 ，绘制标准曲线， 得到拟合曲线方程为 Ａ＝０．０５３ ２ｌ Ｃ一０．０３０ ４８． （１） 附ｃｕ 的影响因素．并从吸附热力学、动力学等方面 探讨了对ｃｕＨ吸附的机理，为钠基蒙脱石吸附ｃｕ“ 技术的发展提供理论依据。 １ 钠基蒙脱石的性能表征 原土蒙脱石取自内蒙古赤峰市，其ＳＥＭ图片见 图１，提纯、钠化后得到的钠基蒙脱石（Ｎａ—ｍｎｔ）的 式中，Ａ代表吸光度；Ｃ代表Ｃｕｎ溶液的浓度，ｍｇ／Ｌ。 该拟合方程的Ｒ ０．９９９ ０。 ２．２吸附试验 ＸＲＤ图谱见图２，ＳＥＭ图片见图３。 在一系列烧杯中分别加入０．１ ｇ的Ｎａ－ｍｎｔ，再 加入５０ ｍＬ一定浓度、一定ｐＨ的Ｃｕ 溶液，在一定 温度的恒温水浴振荡器上振荡吸附一定时间后过滤， 取其滤液测量吸光度，并计算Ｎａ－ｍｎｔ对ｃｕ 的吸附 量Ｑ．。 ３试验结果与讨论 ３．１ Ｃｕ 初始浓度Ｃ。对吸附效果Ｑ的影响 图１原土蒙脱石的ＳＥＭ图片 Ｆｉｇ．１ ＳＥＭ ｐａｔｔｅｒｎｓ ｏｆ ｔｈｅ ｏｒｉｇｉｎａｌ ｍｏｎｔｍｏｒｉｌｌｏｎｉｔｅ 在ｐＨ＝６的Ｃｕ 溶液中加人Ｎａ－ｍｎｔ，不同温度 下搅拌吸附１２０ ｒａｉｎ，试验结果见图４。 爱 接 ： ２０／（。） ｃ”／（ａｇ／ｒＬ） 图２ Ｎａ—ｍｎｔ的ＸＲＤ图谱 Ｆｉｇ．２ ＸＲＤ ｐａｔｔｅｒｎｓ ｏｆ Ｎａ－ｍｎｔ 图４ Ｃｕ 初始浓度对吸附的影响 Ｆｉｇ．４ Ｅｆｆｅｃｔ ｏｆ ｉｎｉｔｉａｌ ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎ ｏｆ Ｃｕ ｏｎ ａｄｓｏｒｐｔｉｏｎ ＩＩＤ２９３ Ｋ：Ｏｍ３０３ Ｋ：▲一３１３ Ｋ 从图４可知，随着ｃｕ 初始浓度的提高，Ｎａ－ｍｎｔ 对Ｃｕｎ的吸附量增大；Ｃｕｎ初始值浓度为６００ ｍｇ／Ｌ， ２９３ Ｋ、３０３ Ｋ及３ｌ３ Ｋ条件下的平衡吸附量分别为 ５４．２８ ｍｇ／ｇ、４１．１２ ｍｇ／ｇ和３３．９８ ｍｇ／ｇ，表明吸附温 度升高，吸附量下降。 图３ Ｎａ—ｍｎｔ的ＳＥＭ图片 Ｆｉｇ．３ ＳＥＭ ｐａｔｔｅｒｎｓ ｏｆ ｔｈｅ Ｎａ－ｍｎｔ 水体中常见的吸附等温模型有Ｆｒｅｕｎｄｌｉｃｈ模型 和Ｌａｎｇｍｕｉｒ模型２种，２种等温模型的线性方程表达 式为 ’ Ｌａｎｇｍｕｉｒ模型： Ｃ ／Ｑ ＝Ｃ ／Ｑ ，＋１／（Ｑ ｋ）， Ｆｒｅｕｎｄｌｉｃｈ模型： ·从图１、图３可以看出，原土蒙脱石表面颗粒呈 团状，紧密包裹在一起且颗粒排列无序；而Ｎａ－ｍｎｔ 表面呈棉絮状，蒙脱石片层之间被剥离开，且存在不 同程度的裂痕，表明原土蒙脱石经提纯、钠化后，片层 （２） １８３． 总第５０１期 金 属 矿 山 ２０１８年第３期 ＩｇＱ ＝ ｌｇＣ ＋ｌｇＫｆ． ｎ （３） 式中，Ｑ。为吸附平衡时的吸附量，ｍｇ／ｇ；Ｃ 为吸附平 衡时溶液的浓度，ｍｇ／Ｌ；Ｑ 和 为Ｌａｎｇｍｕｉｒ模型的 特征常数，Ｑ 代表最大吸附量，ｍｇ／ｇ；ｋ与吸附热相 关，Ｌ／ｍｇ；Ｋｆ为Ｆｒｅｕｎｄｌｉｃｈ模型的特征常数——吸附 平衡常数； 为Ｆｒｅｕｎｄｌｉｃｈ模型的特征常数，与吸附体 系相关，其值决定了等温线的形状，当１／ｎ＝１时，线 性吸附，当１／ｎ＞ｌ时，吸附较困难，０．１＜１／ｎ＜ｌ时，为 优惠吸附。 在不同温度条件下，对Ｎａ－ｍｎｔ吸附ｃｕ 的数据 进行Ｆｒｅｕｎｄｌｉｃｈ和Ｌａｎｇｍｕｉｒ模型拟合，结果见图５， 通过拟合方程分别计算出相应的参数值，结果见表 １。 Ｃ／（ｍｇ／Ｌ）ｌｇ （ａ）Ｌａｎｇｍｕｉｒ模型 （ｂ）Ｆｒｅｕｎｄｌｉｃｈ模型 图５ Ｎａ－ｍｎｔ对Ｃｕ２ 吸附的Ｌａｎｇｍｕｉｒ和Ｆｒｅｕｎｄｌｉｃｈ模型 Ｆｉｇ．５ Ｌａｎｇｍｕｉｒ ａｎｄ Ｆｒｅｕｎｄｌｉｃｈ ｍｏｄｅｌｓ ｏｆ Ｃｕ“ａｄｓｏｒｐｔｉｏｎ ｏｎ Ｎａ．ｍｎｔ ＿一２９３ Ｋ；●一３ｏ３ Ｋ；▲一３１３ Ｋ 表１不同温度下Ｆｒｅｕｎｄｌｉｃｈ和Ｌａｎｇｍｕｉｒ模型的等温吸附方程参数 Ｔａｂｌｅ １ Ｉｓｏｔｈｅｒｍａｌ ａｄｓｏｒｐｔｉｏｎ ｅｑｕａｔｉｏｎ ｏｆ Ｆｒｅｕｎｄｌｉｃｈ ａｎｄ Ｌａｎｇｍｕｉｒ ｍｏｄｅｌｓ ｕｎｄｅｒ ｄｉｆｅｒｅｎｔ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ 注：ＲＬ为尢量纲平衡参数分离系数。 从表１可知，Ｆｒｅｕｎｄｌｉｃｈ模型拟合计算得到的 １／ｎ值介于０．１和１之间，表明Ｎａ－ｍｎｔ对ｃｕ 的吸 附过程易发生，但Ｌａｎｇｍｕｉｒ模型拟合相关系数Ｒ 高 于Ｆｒｅｕｎｄｌｉｃｈ模型，因此Ｎａ－ｍｎｔ对ｃｕ 的吸附更符 合Ｌａｎｇｍｕｉｒ模型，进一步可推测Ｎａ－ｍｎｔ对ｃｕ 的吸 附可能是单分子层吸附Ｌ８ｊ。基于Ｒ 可预测吸附剂 ．与吸附质之间的结合作用力；还可表征Ｌａｎｇｍｕｉｒ模 型等温线基本特征，表达式为 ９ １ ｌ７Ｋ ＲＬ＝ １ １＿口Ｌ，０ ． （４） 图６温度对Ｃｕ 吸附的影响 Ｆｉｇ．６ Ｅｆｆｅｃｔ ｏｆ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ Ｏｉｌ ａｄｓｏｒｐｔｉｏｎ ｏｆ Ｃｕ 式中， 是不同温度下ｃｕ 溶液的初始浓度，ｍｇ／Ｌ；ｂ 是Ｌａｎｇｍｕｉｒ模型的吸附方程常数。其中，Ｒ ：１，吸 附呈线性；Ｒ ＝０或Ｒ ＞１，吸附不可逆，０＜ＲＬ＜１，优惠 吸附 Ｊ。而表ｌ中的Ｒ 值介于０和１之间，表明Ｎａ ．从图６可知，吸附量随着温度的升高而下降，表 明该吸附过程属于放热反应，升高温度，吸附平衡逆 向移动，出现解吸现象，导致在高温下吸附量下降。 通过热力学参数焓变△日（ｋＪ／ｍｏ１）、熵变△．ｓ （Ｊ／（ｔｏｏｌ·Ｋ））及吸附自由能ＡＧ（ｋＪ／ｔｏｏ１）可以更好 —ｍｎｔ对Ｃｕ 的吸附属于优惠吸附。 ３．２温度对吸附效果的影响 地理解温度对Ｎａ－ｍｎｔ吸附ｃｕ 的影响，进而推测出 Ｎａ－ｍｎｔ对Ｃｕ 吸附的主要作用力及吸附机理。通过 在ｐＨ＝６、浓度为１００ ｍｇ／Ｌ的Ｃｕ 溶液中加入 Ｎａ—ｒａｎｔ，不同温度下搅拌吸附１２０ ｍｉｎ，试验结果见 图６。 ·吸附热力学参数计算方程¨叫计算出结果见表２。 １Ｒ４· 赵徐霞等：钠基蒙脱石对ｃｕ 的吸附研究 表２ Ｎａ－ｍｎｔ吸附Ｃｕ 的热力学参数 Ｔａｂｌｅ ２ Ｔｈｅｒｍｏｄｙｎａｍｉｃｓ ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ ｏｆ Ｃｕ ａｄｓｏｒｐｔｉｏｎ ｏｎ Ｎａ－ｍｎｔ ２０１８年第３期 升温不利于吸附平衡正向移动，与动力学研究和热力 学研究结果相符。 为了更好地理解Ｎａ—ｒａｎｔ对ｃｕ。 的吸附过程，对 试验数据进行拟一级动力学和拟二级动力学方程拟 合分析，拟一级动力学和拟二级动力学线性表达 为 拟一级动力学方程： ＡＨ －ＡＳ ２．９６ 丕圃 里工 垒 ！ ３０３ Ｋ ３．０８ ／（ｋＪ／ｔｏｏ１）／（Ｊ／（ｍｏｌ·Ｋ）） ２９３ Ｋ ５８．９６ ０．７８ ３１３ Ｋ ４．８７ 从表２可知，不同温度条件下的吸附自由能ＡＧ ＞０，表明在该试验条件下Ｎａ－ｍｎｔ对Ｃｕ 的吸附是一 个非自发的吸附过程，温度越高，ＡＧ越大，说明吸附 ｌｇ（Ｑ。一Ｑｃ）＝ｌｇＱ 一 拟二级动力学方程： ， （５） 过程的阻力越大，越不利于吸附的进行。△日＝ －５８．９６ ｋＪ／ｍｏｌ＜０，表明该吸附过程是一个放热过程， 吸附过程中的主要作用力是化学键力。ＡＳ＝２．９６ Ｊ／（ｍｏｌ·Ｋ）＞０，表明Ｎａ－ｍｎｔ对ｃｕ 的吸附是一个 熵增的过程，且在此吸附过程中可能存在溶剂分子的 解析作用 。 ３．３ 吸附时间对吸附效果的影响 壶 ｔＱ ＋Ｑ。 ： ｋ Ｑ· （６） 式中，Ｑ。为吸附平衡时的吸附量，ｍｇ／ｇ；Ｑ 为吸附ｔ 时间的吸附量，ｍｇ／ｇ；ｋ 为拟一级吸附平衡速率常 数，ｇ·ｍｉｎ／ｍｇ；ｋ 为拟二级吸附平衡速率常数，ｇ· ｍｉｎ／ｍｇ。数据拟合结果见图８和表３。 在ｐＨ＝６、浓度为１００ ｍｇ／Ｌ的Ｃｕ 溶液中加入 Ｎａ－ｍｎｔ，不同温度下搅拌吸附一定时间，试验结果见 图７。 Ｑｊ Ｉ ∞如∞∞加ｍ ０ 量 ｔ／ｍｉｎ （ａ）拟一级动力学曲线 ｔｌｍｉｎ 图７ 吸附时间对Ｎａ－ｍｎｔ吸附Ｃｕｚ 的影响 Ｆｉｇ．７ Ｅｆｆｅｃｔ ｏｆ ａｄｓｏｒｐｔｉｏｎ ｔｉｍｅ ｏｎ Ｃｕ２ ａｄｓｏｒｐｔｉｏｎ ｏｎ Ｎａ－ｍｎｔ 一一２９３Ｋ；●一３０３Ｋ；▲一３１３Ｋ 从图７可见，在吸附的初始阶段，吸附速率较快， 表明开始阶段吸附剂表面具有较多的吸附活性位点， 随着时问的延长，吸附逐渐趋于平衡，２９３ Ｋ、３０３ Ｋ 及３１３ Ｋ条件下的最大吸附量分别为１３．８２ ｍｇ／ｇ、 ８．０１ ｍｇ／ｇ、５．７４ ｍｇ／ｇ，吸附平衡时间为１２０ ｍｉｎ。温 ｔ／ｍｉｎ （ｂ）拟二级动力学曲线 图８ Ｎａ－ｍｎｔ对Ｃｕ２ 吸附的拟一级和拟二级动力学曲线 Ｆｉｇ．８ Ｐｓｅｕｄｏ－ｆｉｒｓｔ－ｏｒｄｅｒ ａｎｄ ｓｅｃｏｎｄ－ｏｒｄｅｒ ｋｉｎｅｔｉｃｓ ｅｑｕａｔｉｏｎ ｃｕｒｖｅ ｏｆ Ｃｕ２ ａｄｓｏｒｐｔｉｏｎ ｏｎ Ｎａ．ｍｎｔ 度升高，吸附量减少，因此，该吸附过程为放热反应， 表３ Ｎａ—ｒａｎｔ对Ｃｕ。 吸附的拟一级和拟二级动力学参数 Ｔａｂｌｅ ３ Ｐｓｅｕｄｏ·ｆｉｒｓｔ·ｏｒｄｅｒ ａｎｄ ｓｅｃｏｎｄ－ｏｒｄｅｒ ｋｉｎｅｔｉｃｓ ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ ｏｆ Ｃｕ２ ａｄｓｏｒｐｔｉｏｎ ｏｎ Ｎａ．ｍｎｔ 从表３可知，拟二级动力学方程对Ｎａ—ｍｎｔ吸附 ｃｕ 试验的数据拟合效果较好，且在不同温度条件下 拟合值Ｑ 与试验值均相近，表明采用拟二级动力学 模型对Ｎａ－ｍｎｔ吸附ｃｕ 的描述更合适。 总第５０１期 金 鬣 ２０１８年第３期 ［４］ 罗志刚，杨卓鸿，卢其明，等．钠基膨润土的制备及对Ｃｕ（ＩＩ）的 吸附特性研究［Ｊ］．华南农业大学学报，２０１４（３）：４７．５１． Ｌｕｏ Ｚｈｉｇａｎｇ，Ｙａｎｇ Ｚｈｕｏｈｏｎｇ，Ｌｕ Ｑｉｍｉｎｇ ｅｔ ａ１．Ｓｔｕｄｉｅｓ ｏｎ ｔｈｅ ｐｒｅｐａ· ｒａｔｉｏｎ ｏｆ ｓｏｄｉｕｍ ｂｅｎｔｏｎｉｔｅ ａｎｄ ａｄｓｏｒｐｔｉｏｎ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ ｔｏ Ｃｕ（Ⅱ） ３．４初始ｐＨ值对吸附效果的影响 在浓度为１００ ｍｇ／Ｌ的ｃｕ 溶液中加入Ｎａ－ｍｎｔ， 不同温度下搅拌吸附９０ ｒａｉｎ，试验结果见图９。 ［Ｊ］．Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｓｏｕｔｈ Ｃｈｉｎａ Ａｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，２０１４（３）：４７— ５１． ［５］韩宣 ０１ 朗，庹必阳．锆柱撑蒙脱石对铜离子的吸附效果［Ｊ］．金属 矿山，２０１７（５）：１７７－１８０． Ｈａｎ Ｌａｎｇ，Ｔｕｏ Ｂｉｙａｎｇ．Ｓｔｕｄｙ ｏｎ ａｄｓｏｒｐｔｉｏｎ ｏｆ ｃｏｐｐｅｒ ｉｏｎｓ ｂｙ ｚｉｒｃｏ— ｎｉｕｍ ｐｉｌｌａｒｅｄ ｍｏｎｔｍｏｒｉｌｌｏｎｉｔｅ［Ｊ］．Ｍｅｔａｌ Ｍｉｎｅ，２０１７（５）：１７７．１８０． ［６］韩朗，庹必阳，杨慧，等．锆柱撑蒙脱石对黄药的吸附机理 ｐＨ 图９ ｐＨ值对Ｎａ－ｍｎｔ吸附Ｃｕ 的影响 Ｆｉｇ．９ Ｅｆｆｅｃｔ ｏｆ ｐＨ ｖａｌｕｅ ｏｎ ａｄｓｏｒｐｔｉｏｎ ｏｆ Ｎａ．ｒａｎｔ ｔｏ Ｃｕ 从图９可知，Ｃｕ 溶液的初始ｐＨ值对Ｎａ－ｍｎｔ 吸附Ｃｕ 的影响很大。在溶液ｐＨ值小于６时，Ｎａ－ ｍｎｔ对ｃｕ 的吸附量随着ｐＨ值的增大而增加，这是 由于在较强的酸性环境下，溶液中存在着大量的Ｈ ， 与ｃｕ 发生了竞争吸附；溶液ｐＨ值大于６时，Ｎａ— ｍｎｔ对Ｃｕ 的吸附随着ｐＨ值的增大而下降，这是由 于在碱性环境下，溶液中过量的ＯＨ一与Ｃｕ 反应生 成Ｃｕ（ＯＨ） ，导致Ｎａ－ｍｎｔ对Ｃｕ 的吸附量减少。因 此，弱酸性环境有利于Ｎａ－ｍｎｔ对Ｃｕ 的吸附。 ４ 结论 （１）ＸＲＤ和ＳＥＭ分析表明，Ｎａ－ｍｎｔ具有较大的 比表面积及孔径，有利于对铜离子的吸附。 （２）Ｎａ－ｍｎｔ对ｃｕｎ的吸附过程遵循拟二级动力 学模型。 参考文献 孟圆圆，魏风，祁海平．痕量铜离子的测定进展［Ｊ］．广州化 工，２０１５（１２）：１５—１６． Ｍｅｎｇ Ｙｕａｎｙｕａｎ，Ｗｅｔ Ｆｅｎｇ，Ｑｉ Ｈａｉｐｉｎｇ．Ｒｅ￣；ｉｅｗ ｏｆ ｄｅｔｅｒｍｉｎａｔｉｏｎ ｆｏｒ ｔｒａｃｅ ｃｏｐｐｅｒ ｉｏｎ［Ｊ］．Ｇｕａｎｇｚｈｏｕ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｉｎｄｕｓｔｒｙ，２０１５（１２）：１５一 ｌ６． ［２］ Ｍｏｎｇ Ｓ Ｑ，Ｈｏｕ Ｗ Ｇ．Ａｄｓｏｒｐｔｉｏｎ ｂｅｈａｖｉｏｒ ｏｆ Ｐｂ（Ⅱ）ｏｎ ｍｏｎｔｍｏｒｉｌ— ｌｏｎｉｔｅ［Ｊ］．Ｃｏｌｌｏｉｄｓ ａｎｄ Ｓｕｒｆａｃｅｓ Ａ：Ｐｈｙｓｉｃ０ｃｈｅｍｉｃａｌ ａｎｄ Ｅｎｇｉｎｅｅｒ－ ｉｎｇ Ａｓｐｅｃｔｓ，２００８（１）：９２—９７． ［３］ Ｗｕ Ｐ，Ｚｈａｎｇ Ｑ，Ｄａｉ Ｙ，ｅｔ ａ１．Ａｄｓｏｒｐｔｉｏｎ ｏｆＣｕ（ＩＩ），Ｃｄ（Ⅱ）ａｎｄ Ｃｒ （Ⅲ）ｉｏｎｓ ｆｒｏｍ ａｑｕｅｏｕｓ ｓｏｌｕｔｉｏｎｓ ｏｎ ｈｕｍｉｃ ａｃｉｄ ｍｏｄｉｆｉｅｄ Ｃａ—ｍｏｎｔ— ｍｏｒｉｌｌｏｎｉｔｅ［Ｊ］．Ｇｅｏｄｅｒｍａ，２０１１（３／４）：２１５—２１９． ·１８６· ［Ｊ］．硅酸盐学报，２０１７（５）：７２９．７３６ Ｈａｎ Ｌａｎｇ，Ｔｕｏ Ｂｉｙａｎｇ，Ｙａｎｇ Ｈｕｔ ｅｔ ａ１．Ａｄｓｏｒｐｔｉｏｎ ｍｅｃｈａｎｉｓｍ ｏｆ ｘａｎｔｈａｔｅ ｂｙ ｚｉｒｃｏｎｉｕｍ ｐｉｌｌａｒｅｄ ｍｏｎｔｍｏｒｉｌｌｏｎｉｔｅ［Ｊ］．Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ ｔｈｅ Ｃｈｉｎｅｓｅ Ｃｅｒａｍｉｃ Ｓｏｃｉｅｔｙ，２０１７（５）：７２９—７３６． ［７］ Ｗａｎｇ Ｙ，Ｈｅ Ｊ，Ｌｉｕ Ｃ，ｅｔ ａ１．Ｔｈｅｒｍｏｄｙｎａｍｉｃｓ ｖｅｒｓｕｓ ｋｉｎｅｔｉｃｓ ｉｎ ｎａｎｏ— ｓｙｎｔｈｅｓｉｓ［Ｊ］．Ａｎｇｅｗａｎｄｔｅ Ｃｈｅｍｉｃ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｅｄｉｔｉｏｎ，２０１５（７）： ２０２２—２０５１． ［８］ 王月红，郭立稳，刘永新，等．煤层中ＣＯ吸附模型［Ｊ］．河北联合 大学学报：自然科学版，２００６（３）：１—４． Ｗａｎｇ Ｙｕｅｈｏｎｇ，Ｇｕｏ Ｌｉｗｅｎ，Ｌｉｕ Ｙｏｎｇｘｉｎ，ｅｔ ａ１．ＣＯ ａｄｓｏｒｐｔｉｏｎ ｍｏｄｅｌ ｉｎ ｃｏａｌ ｓｅａｍ［Ｊ］．Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｈｅｂｅｉ Ｕｎｉｏｎ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ：Ｎａｔｕｒａｌ Ｓｃｉｅｎｃｅ Ｅｄｉｔｉｏｎ，２００６（３）：１ ４． ［９］Ｎｉ ｚ Ｍ，Ｘｉａ Ｓ Ｊ，Ｗａｎｇ ＬＧ，ｅｔ ａ１．Ｔｒｅａｔｍｅｎｔ ｏｆｍｅｔｈｙｌ ｏｒａｎｇｅ ｂｙ ｃａｌ— ｃｉｎｅｄ ｌａｙｅｒｅｄ ｄｏｕｂｌｅ ｈｙｄｒｏｘｉｄｅｓ ｉｎ ａｑｕｅｏｕｓ ｓｏｌｕｔｉｏｎ：ａｄｓｏｒｐｔｉｏｎ ｐｒｏｐｅｒｔｙ ａｎｄ ｋｉｎｅｔｉｃ ｓｔｕｄｉｅｓ［Ｊ］．Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｃｏｌｌｏｉｄ＆Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ Ｓｃｉ－ ｅｎｃｅ，２００７（２）：２８４．２９１． ［１０］Ｈｏｓｓｅｉｎｂａｋｉ Ｍ，Ｓｈｅｍｉｒａｎｉ Ｆ，Ｋｈａｎｉ Ｒ，ｅｔ ａ１．Ａｐｐｌｉｃａｂｉｌｉｔｙ ｏｆ ｄｉ— ｃｌｏｆｅｎａｅ－ｍｏｎｔｍｏｒｉｌｌｏｎｉｔｅ ａｓ ａ ｓｅｌｅｃｔｉｖｅ ｓｏｒｂｅｎｔ ｆｏｒ ａｄｓｏｒｐｔｉｏｎ ｏｆ ｐａｌｌａｄｉｕｍ（ＩＩ）；ｋｉｎｅｔｉｃ ａｎｄ ｔｈｅｒｍｏｄｙｎａｍｉｃ ｓｔｕｄｉｅｓ［ｊ］．Ａｎａｌｙｔｉｃａｌ Ｍｅｔｈｏｄｓ，２０１４（６）：１８７５—１８８３． ［１１］韩朗，庹必阳．活性炭负载锆柱撑蒙脱石对丁基黄药的吸附 性能［Ｊ］．金属矿山，２０１７（３）：１７２－１７７． Ｈａｎ Ｌａｎｇ，Ｔｕｏ Ｂｉｙａｎｇ．Ａｄｓｏｒｐｔｉｏｎ ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ ｏｆ ｂｕｔｙｌ ｘａｎｔｈａｔｅ ｗｉｔｈ ａｃｔｉｖａｔｅｄ ｃａｒｂｏｎ ｓｕｐｐｏｒｔｅｄ ｚｉｒｃｏｎｉｕｍ ｐｉｌｌａｒｅｄ ｍｏｎｔｍｏｒｉｌｌｏｎｉｔｅ ［Ｊ］．Ｍｅｔａｌ Ｍｉｎｅ，２０１７（３）：１７２—１７７． 【１２］Ｆａｎ Ｈ，Ｚｈｏｕ Ｌ，Ｊｉａｎｇ Ｘ，ｅｔ ａ１．Ａｄｓｏｒｐｔｉｏｎ ｏｆ Ｃｕ ａｎｄ ｍｅｔｈｙｌｅｎｅ ｂｌｕｅ ｏｎ ｄｏｄｅｃｙｌ ｓｕｌｆｏｂｅｔａｉｎｅ ｓｕｒｆａｃｔａｎｔ—ｍｏｄｉｆｉｅｄ ｍｏｎｔｍｏｒｉｌｌｏｎｉｔｅ ［Ｊ］．Ａｐｐｌｉｅｄ Ｃｌａｙ Ｓｃｉｅｎｃｅ，２０１４，９５：１５０—１５８． ［１３］Ｋａｌａｎｔａｒｉ Ｋ，Ａｈｍａｄ Ｍ Ｂ，Ｆａｒｄ Ｍａｓｏｕｍｉ Ｈ Ｒ，ｅｔ ａ１．Ｒａｐｉｄ ａｎｄ ｈｉｇｈ ｃａｐａｃｉｔｙ ａｄｓｏｒｐｔｉｏｎ ｏｆ ｈｅａｖｙ ｍｅｔａｌｓ ｂｙ Ｆｅ３ Ｏ４／ｍｏｎｔｍｏｒｉｌｌｏｎｉｔｅ ｎａｎｏｅｏｍｐｏｓｉｔｅ ｕｓｉｎｇ ｒｅｓｐｏｎｓｅ ｓｕｒｆａｃｅ ｍｅｔｈｏｄｏｌｏｇｙ：Ｐｒｅｐａｒａｔｉｏｎ， ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｚａｔｉｏｎ，ｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎ，ｅｑｕｉｌｉｂｒｉｕｍ ｉｓｏｔｈｅｒｍｓ，ａｎｄ ａｄｓｏｒｐｔｉｏｎ ｋｉｎｅｔｉｃｓ ｓｔｕｄｙ［Ｊ］．Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ ｔｈｅ Ｔａｉｗａｎ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｅｎ－ ｇｉｎｅｅｍ，２０１５，４９：１９２－１９８． （责任编辑罗主平）