坡缕石粘土矿物对pb2+的吸附动力学研究

毕业论文坡缕石粘土矿物对Pb2+的吸附动力学研究 学生姓名： 吴钟秀 学号：132065335系 部： 环境与安全工程系 专 业： 生物工程 指导教师： 李剑睿 讲师 二一七年六月 诚信声明本人郑重声明：本论文及其研究工作是本人在指导教师的指导下独立完成的，在完成论文时所利用的一切资料均已在参考文献中列出。 本人签名： 年 月 日 毕业论文任务书论文题目： 坡缕石粘土矿物对Pb2+的吸附动力学研究 系部： 环境与安全工程系 专业： 生物工程 学号： 132065335 学生： 吴钟秀 指导教师（含职称）： 李剑睿（讲师）1课题意义及目标学生通过毕业设计，运用所学专业知识，深入了解坡缕吸附溶液中铅的机理。以坡缕石为研究对象，通过溶液吸附试验，研究不同溶液的pH、吸附时间以及不同坡缕石用量对铅吸附的影响，为坡缕石在农业生产方面的应用提供理论支持，同时为学生在毕业后从事相关工作打好基础。2主要内容（1）研究不同pH对坡缕石吸附溶液中铅的影响。（2）研究不同吸附时间对坡缕石吸附溶液中铅的影响。（3）研究不同温度对坡缕石吸附溶液中铅的影响。（4）坡缕石不同用量对其吸附溶液中铅的影响。（5）实验数据分析处理，完成5000字英文翻译和毕业论文的撰写。3主要参考资料1 徐应明, 梁学峰, 孙国红等. 酸和热处理对海泡石结构及吸附Pb2+, Cd2+性能的影响J. 环境科学, 2010, 21(6): 1560-1567.2 韩君, 梁学峰, 徐应明等. 粘土矿物原位修复镉污染稻田及其对土壤氮磷和酶活性的影响J. 环境科学学报, 2014, 34(11): 2853-2860.3 廖润华, 夏关华, 成岳. 改性海泡石的制备及其吸附性能试验研究J. 中国陶瓷工业, 2016, 13(4): 17-21.4 杨翠英, 刘晓明, 马骁隆. 海泡石的酸改性对其吸附性能的影响J. 山东科技大学学报, 2005, 24(3)97-100.4进度安排论文各阶段名称起止日期1阅读文献资料，撰写开题报告2016年12月12日2017年2月22日2坡缕石购置2017年2月23日 3月22日3仪器，药品准备2017年2月25日3 月27日4铅溶液配置2017年3月28日 4月9日5吸附动力学实验2017年4月10日 5月13日6实验数据分析，完成5000词英文翻译和毕业论文及答辩工作2017年5月4日 6月2日审核人： 年 月 日太原工业学院毕业论文坡缕石粘土矿物对Pb2+的吸附动力学研究摘要：由于我国经济的发展迅速，环境污染越来越严重，土壤中重金属铅污染是典型代表.本文研究的坡缕石是一种粘土矿物物质，其具有特殊的孔结构、比表面积大，所以坡缕石具有很好的吸附性和流变性。通过实验研究了改性后坡缕石对硝酸铅溶液中Pb2+的吸附性能，探讨了坡缕石用量、初始pH、温度等因素对Pb2+吸附效果的影响，同时也分析了坡缕石粘土矿物的吸附动力学。通过实验发现,随着温度的升高、用量的增加，坡缕石吸附效果也随之增强；在pH46条件下时，改性坡缕石对Pb2+吸附效果较好。通过实验研究发现，坡缕石用量、温度、pH都符合动力学吸附方程.测得的数据经过准二级动力学模型曲线拟合结果可知：坡缕石用量为0.8 g时，它的Qe值最大，为9.337（mgg-1）；在0.2 g的坡缕石用量条件下它的Qe值为7.980 mgg-1。温度动力学吸附研究实验结果表明，Qe随着温度的升高而升高（2545）。当温度为45（318K）条件下Qe值为10.060 mgg-1。而在研究pH的动力学实验，对其用准二级动力学模型进行拟合后发现，在pH为6时，Qe的值最大为9.852 mgg-1。关键词：坡缕石，吸附，铅，准二级动力学Adsorption kinetics of palygorskite clay minerals on Pb2 +Abstract: As Chinas rapid economic development, environmental pollution is more and more serious, heavy metal lead pollution in soil is a typical representative. The palygorskite studied in this paper is a clay mineral material. It has a special pore structure, large surface area, So palygorskite has good adsorption and rheology. The adsorption performance of modified palygorskite on Pb2+ in lead nitrate solution was studied experimentally. The effects of palygorskite dosage, initial pH and temperature on the adsorption of Pb2+ were discussed. The adsorption kinetics of palygorskite clay minerals is also analyzed. Through experiments, With the increase of temperature and the increase of the dosage, the adsorption effect of palygorskite is also enha the pH4 nced. In 46 conditions, The adsorption effect of palygorskite on Pb2 + is better. Through the experimental study found, The amount, temperature and pH of palygorskite are in accordance with the kinetic adsorption equation. The measured data are obtained by quasi-second order kinetic model curve fitting results: When the amount of palygorskite is 0.8g, its qe value is the largest, for 9.337 (mgg-1). The Qe value was 7.980 (mgg-1) at 0.2 g of palygorskite, The results of temperature kinetic adsorption show that Qe increases with temperature (2545). The Qe value was 10.060 (mgg-1) at a temperature of 45 (318K). The Qe value was 10.060 (mgg-1) at a temperature of 45(318K). In the study of the pH kinetic experiment, the quasi-second order kinetic model was fitted and found that the value of qe was 9.852 (mgg-1) when pH was 6.Key words: Palygorskite, Adsorption, lead, kinetics目 录摘要I英文摘要II1前言11.1 研究背景与意义11.1.1土壤污染现状11.1.2 铅的危害21.1.3坡缕石特性21.2国内外研究现状21.2.1国内研究现状22 坡缕石粘土矿物对Pb2+的吸附动力学实验52.1 实验仪器、材料和试剂52.1.1 实验仪器52.1.2 实验材料52.1.3 实验试剂52.2标准溶液的配置52.2.1 配置6mol/L的硝酸溶液52.2.2 配置硝酸铅标准溶液52.2.3 标准曲线绘制52.3 单因素变量实验62.3.1 坡缕石用量的影响62.3.2 吸附时间的影响62.3.3温度的影响62.3.4 初始pH的影响62.4实验方法62.4.1 吸附动力学实验方法62.5 吸附动力学模型72.5.1 动力学曲线拟合72.5.2 准一级动力学模型72.5.3 准二级动力学模型73 实验结果与讨论93.1 硝酸铅的标准曲线93.2单一素吸附实验93.2.1 坡缕石用量的影响93.2.2 吸附时间的影响103.2.3 温度的影响113.2.4 初始pH的影响133.3 吸附动力学实验143.3.1坡缕石用量的动力学研究143.3.2温度的动力学研究163.3.3 pH的动力学研究173.3.4小结20参考文献21致谢22IV1前 言1.1 研究背景与意义1.1.1 土壤污染现状随着我国经济的快速发展，人们的生活生平越越好，越注重生活品质的同时，我们环境污染也日趋严重。其环境污染中的土壤重金属污染就是典型的例子。重金属之所以对我们影响如此深远，是因为重金属它可以通过土壤植物系统二进入到食物链中去，进而对农作物、畜牧业以及人体健康造成威胁。我国现在水污染问题极为普遍。我国水环境卫生问题产生有很多方法，主要因素还是由人为造成的。长时间以来，因为人们不良好的卫生习惯，常常把垃圾，废物品，塑料袋等生活回收品排入到河流、水库或地下中去，使得不同水体和水体内各物质的理化性质发生变化，而造成了水体的使用价值降低。这些结果都是由水体污染导致的。不仅如此，我国近年来的环境问题日趋严重是因为我国目前的水资源供需关系紧张，再加上水污染的双重压力下而导致的 1-3。在我国的第二产业重轻工业的范围内，许多工厂中经常把工业废水、生活污水等未经净化，没有达到合格标准就任意排放，从而使废水中的重金属离子直接流入到土壤中去，然后在土壤环境中经过一定时间的积累，从而造成了现存、潜在的生态环境破化和土壤质量的退化问题。另外，废水中的重金属物也能够通过生态系统中的食物链进入到人体中去，在人体内储积。就像日本之前发生过的“水俣病”。这种病就因为二甲基汞在鱼体内长时间积累，然后随着以鱼制品的形式进入到人体内，会导致人体的神经系统发起突变。Pb2+、Zn2+也能进入到我们神经系统中，而其他重金属中如Cu2+、As-3等进入到人体内，大多是在我们的肝和脾脏中储积4。水体污染物重主要包括有机物与重金属离子，其中重金属离子污染的对人类生活环境影响较大。重金属污染物大多数都是以废水的形式进行排放的。废水中一般含有汞、铅、铜、铬等较大毒性的重金属离子，而有毒性的重金属离子可以直接的和以悬浮物的方式进入到水生物体内,通过食物链网进入到人体中去。此外，这些重金属的污染成分它们仅能改变形态、或被转移稀释以及富集却不能被降解的排放我们的生活中去，所以重金属污染污物对人类影响极大。所以，如何有效的去除污水中有害物质、控制水污染的形势是当前我们所要解决的问题5-6。1.1.2 铅的危害铅作为一种有毒害的物质，影响着人类、动植物的生活，特别是对儿童成长的危害是巨大的，它已成为我国的一个重要公共卫生问题。至今为止，受到区域污染的限制，再加上开采与研究技术还没有达到一定的水平，我国仍没有普及使用无铅汽油。在我国的工业发达地区，许多的机械制造厂和有色金属加工厂，它们所排放未达标的污染物使得铅污染问题变得更加严重。另外，随着近几年来，我国的人均收入不断增加，人们的生活条件得到不断的改善，我国汽车拥有数量的也随之迅速增长，从而造成大量的汽车尾气的排放也是铅污染的一大来源7 。当金属铅以食物链的方式进入到人体中，少含量的铅会随着我们的身体代谢排出到体外，剩下的则留在我们的体内进行沉积。对于成年人来说，铅的侵入会破化我们体内的神经系统、消化系统以及男性生殖系统，这些系统多多少少会影响到我们骨骼的造血功能，进而我们会发生头晕、乏力、贫血、肢体酸痛等症状。对于儿童来说，特别是对6岁之前的学龄儿童的影响是最大的。他们的大脑正在处于发育阶段，神经系统处于敏感期，处于含铅量相同的环境下，儿童的吸入量比成人高出好几倍，受害极为严重，所以受到铅中毒的小孩则会出现发育迟缓、食欲不振、注意力不集中甚至智力低下等现象。1.1.3 坡缕石特性坡缕石是一种呈链状的粘物矿物质，因为具有巨大的比表面积和独特的孔结构，所以它具有良好的吸附性和流变性。其比表面积和离子状态共同影响了坡缕石粘土矿物吸附重金属的因素。此外，坡缕石的吸附作用主要有物理、化学吸附两种方式。我国坡缕石储藏量较大，开展、应用、研究坡缕石都具有重要的意义。同时坡缕石也是近代应用领域发展最快的无机非金属矿产之一。1.2国内外研究现状1.2.1 国内研究现状由于重金属（Pb2+、Cu2+、Cr3+等）对人类健康已经构成的潜在威胁，引起了各国卫生组织的广泛关注。随着人们对土壤重金属赋存形态的深一步的专研，发现许多重金属的毒性与其在土壤中的形态相关密切。一些为了降低重金属生物有效性的物质，和用于钝化土壤中的重金属，都相继的被人们进一步深研那些应用于污染土壤重金属的原位钝化修复的物质中8-9。凤迎春等10研究发现，随着海泡石用量的增加，Pb2+的去除率增大，吸附量却减少。随着吸附时间增加、海泡石用量的增加，Pb2+去除率也随之增加；但是吸附量随着海泡石用量的增加而减少。而Pb2+去除率和吸附量都随着温度的升高和吸附时间的增加而增加。徐应明等11重金属吸附实验表明，在低浓度盐酸处理下，天然海泡石中CaCO3组分未能完全去除，此时吸附溶液中铅减少量主要是在酸性溶液下产生沉淀所致。盐酸处理浓度和时间对海泡石吸附Pb2+、Cd2 +性能无明显影响；焙烧会导致海泡石石灰化，提高海泡石CaO含量，增加吸附溶液的碱性，提高对Pb2+、Cd2+的沉淀作用。不同盐酸的浓度处理，其对海泡石吸附重金属Pb2+、Cr3+的含量无明显影响。海泡石是链式层状结构的纤维状富镁硅酸盐黏土矿物，是由二层硅氧四面体片之间夹一层金属阳离子八面体组成为2:1型，其中SiO2含量一般在54%60%之间。MgO含量多在21%25%范围内,并常有少数置换的阳离子12。林大松等13研究发现，不同pH下海泡石对Cu2+的吸附表明，海泡石对Cu2+的吸附率随pH的增加而增加；海泡石的用量在0.21.0g条件下，海泡石对吸附Cu2+的影响也不同,在吸附初始实验阶段，Cu2+的去除率随着海泡石用量的增加而增大。这是因为海泡石用量的提高的同时也会使吸附剂的表面吸附位也得到增加，从而提高海泡石对Cu2+的吸附；当海泡石用量继续增加,吸附去除率已经趋于平衡，影响的效果也就不明显了。陈丽华等14研究了海泡石对碱金属离子的吸附性能。他们做得吸附性能实验所用的海泡石是来自湖南浏阳、北京延庆等地。对海泡石进行活化处理后，对Na+、K+、Ca2+离子的吸附能力进行了研究。研究结果表明，海泡石的最佳酸化条件为：酸化时间为2h，盐酸的浓度为5%，液固比为35:1。经过处理后的海泡石可以有效地减少饱和氢氧化钙溶液中Na+含量。胡忠于等15用浓度为1.0mol/L的HCL溶液对海泡石粘土矿物处理后，再在450的马弗炉下灼烧，而得到的改性海泡石对电镀废水中的重金属离子Pb2+、Cu2+、Cd2+有很好的吸附能力，处理过后的废水所含有重金属离子的含量达到国家标准径越小，所测得溶液的pH就越高，对Cr3+的吸附效果就越好。杨秀红等16的实验结果表明钠化改性膨润土对Ca2+有很好的吸附作用，可应用于环境关于对重金属污染土壤方面的综合治理。侯立臣等17用经热或酸改性的海泡石吸附 Cu2+，铜去除率超过 80。王玉洁等18认为膨润土对 Cr()、 Cd2+、As（III）、Hg2+和Pb2+等重金属离子均有吸附作用，随吸附时间、温度和酸性条件的不同，吸附效果有所不同，表现出明显的选择性吸附。2坡缕石粘土矿物对Pb2+的吸附动力学实验2.1 实验仪器、材料和试剂2.1.1 实验仪器FA1004B 电子分析天平，4530F-原子吸收分光光度计，GHA-S -空气恒温振荡器，上海雷磁仪器厂PHSJ-4A实验室pH计；玻璃仪器：容量瓶、锥形瓶、烧杯、移液管。2.1.2 实验材料改性坡缕石购置河北易县。2.1.3 实验试剂65%的浓硝酸溶液、盐酸溶液、氢氧化钠溶液、硝酸铅（分析纯）。2.2标准溶液的配置2.2.1 配置6mol/L的硝酸溶液市场上65%的浓硝酸的近似浓度为16mol/L，我们要配置100ml浓度为6mol/L的硝酸需要浓硝酸38mL、去离子水62mL。2.2.2 配置硝酸铅标准溶液先精确的称取1.598g的硝酸铅，然后加入6mol/L硝酸溶液10mL，全部溶解后，转入1000mL的容量瓶中，加去离子至刻度线，溶液浓度为1g/L。保存储备。硝酸铅工作液：吸取10.0mL硝酸铅标准液，置于100mL容量瓶中，加去离子水至刻度，此溶液含铅为100mg/L。工作液当天配置当天使用。2.2.3 标准曲线绘制分别吸取0.5mL、1.0mL 、1.5mL 、2.0mL 、2.5mL硝酸铅工作液，置于25mL锥形瓶中，加入6mol/L硝酸溶液1mL，加去离子水定容至刻度线，摇匀，导入原子吸收分光光度计，以水为参照进行调零，再在283.3nm波长下测定其吸光度，以吸光度为纵坐标，浓度为横坐标，绘制硝酸铅溶液的标准曲线。 2.3 单因素变量实验2.3.1 坡缕石用量的影响在温度为298K、pH为5、Pb2+初始浓度为100mg/L、溶液体积为100mL的实验条件下，分别加入坡缕石（0.2、0.4、 0.6、 0.8、 1.0）g，加好后的溶液放至恒温振荡器中，吸附0.5、1h后，观察其对吸附实验的影响，计算Pb2+去除率和吸附量。2.3.2 吸附时间的影响在坡缕石用量为0.8g，温度为298K、pH为5、Pb2+初始浓度为100mg/L、溶液体积为100mL的实验条件下，加好后的溶液放至恒温振荡器中，吸附（10、20、30、40、50、60、70、80、90）min后，观察其对吸附实验的影响，计算Pb2+去除率和吸附量。2.3.3 温度的影响在坡缕石用量为0.8g、pH为5、Pb2+初始浓度为100mg/L、溶液体积为100mL的实验条件下，加好后的溶液放至恒温震荡器中，改变恒温振荡器的温度（298K、303K、308K、313K、318K），分别吸附0.5、1h后，观察其对吸附实验的影响，计算Pb2+去除率和吸附量。2.3.4 初始pH的影响在坡缕石用量为0.8g、Pb2+初始浓度为100mg/L、溶液体积为100mL的实验条件下，有HCL溶液和NaOH溶液调节pH值(4、 5 、6 、7)，调节好后的溶液放至恒温振荡器中，分别吸附0.5、1h后，观察其对吸附实验的影响，计算Pb2+去除率和吸附量。2.4实验方法2.4.1 吸附动力学实验方法在各锥形瓶中加入100mL已知浓度Pb2+工作液，用稀HCL和NaOH溶液调节pH值，加入一定量的坡缕石，放入恒温振荡器中，分别振荡10、20、30、40、50、60、70、80、90min后，静置20min后取上清液，导入原子吸收分光光度计，测其吸光度，计算坡缕石的吸附量和铅的去除率，绘制出坡缕石吸附量、Pb2+去除率和坡缕石吸附量与吸附时间的关系曲线。坡缕石基本吸附实验条件见表2-1。 表2-1 坡缕石基本吸附实验条件实验类型 坡缕石用量 初始pH 温度 Pb2+初始浓度 吸附时间g K mg/L h 坡缕石用量的影响 0.21.0 5 298 100 0.5、1.0温度的影响 0.8 5 298318 100 0.5、1.0初始pH的影响 0.8 47 298 100 0.5、1.0 吸附时间的影响 0.8 5 298 100 01.52.5 吸附动力学模型2.5.1 动力学曲线拟合我们为了研究吸附机理，将实验所测得的吸附数据用准一级动力学模型和准二级动力学模型进行拟合，即分别用In(qe-q)与t/q对时间t进行线性拟合，我们将各拟合的线性关系系数的数据进行判断其吸附过程是否符合该模型。我们为了进一步验证所得到的方程与吸附实验的拟合度，并研究吸附过程中不同的影响因素对坡缕石粘土的吸附速率差异，可将动力学模型和动力学方程进行对比，以求得各方应的平衡吸附量与吸附速率常数。2.5.2 准一级动力学模型此模型是基于固体吸附量的Lagergren(拉格尔格伦)一级速率方程是最常见的，它应用于液相的吸附动力学方程，模型公式如下： (式2-1)此方程为准一级速率方程常用公式式中q为t时刻的吸附量（mg/g）；qe为平衡吸附量（mg/g)；Kf为准一级反应吸附平衡速率常数（1/min）；准一级方程以log(qeqt)对t作图，如果能得到一条直线，说明其吸附机理符合准一级动力学模型。2.5.3 准二级动力学模型该模型是基于假定吸附速率受化学吸附机理的控制，这种化学吸附涉及到吸附剂与吸附质之间的电子转移或者为电子共用。此动力学模型公式如下： （式2-2）此方程为准二级速率方程常用公式式中,q为t时刻的吸附量（mg/g）；qe为平衡吸附量（mg/g）；KS为准二级反应吸附速率常数g/mgmin；H为初始吸附速率mg/（gmin）。根据方程中的关系系数判定系数RS来判断其是否符合该方程。3 实验结果与讨论3.1 硝酸铅的标准曲线图3-1 Pb（NO3）2的标准曲线3.2 单一素吸附实验3.2.1 坡缕石用量的影响在温度为298K、pH为5、Pb2+初始浓度为100mg/L、溶液体积为100mL的实验条件下，分别加入坡缕石（0.2、0.4、0.6、0.8、1.0）g，加好后的溶液放至恒温振荡器中，吸附0.5h、1h后，观察其对吸附实验的影响。实验结果见图3-2、3-3。结果分析：通过实验研究发现，坡缕石用量随着吸附时间的增加（从0.5h1h）时），Pb2+去除率也会随之增加。我们可以从图3-2、3-3可以看出，当坡缕石用量为1.0g时，Pb2+去除率达到最大值，0.5h时，Pb2+去除率为75.23%；1.0h时，Pb2+去除率为81.23%。但是，对于Pb2+吸附量来说，当坡缕石用量为0.6g、在吸附时间为0.5h时，它的Pb2+吸附量为7.55(mg/g)，为最大值；而在吸附时间为1.0h时，会出现拐点，Pb2+吸附量为7.89 (mg/g)，为最低。当坡缕石用量为0.8g时，随着吸附时间的增加，Pb2+去除率和Pb2+吸附量趋于平衡。 图3-2 坡缕石用量对Pb2+去除率的影响 图3-3 坡缕石用量对Pb2+吸附量的影响 3.2.2 吸附时间的影响在坡缕石用量为0.8g，温度为298K、pH为5、Pb2+初始浓度为100mg/L、溶液体积为100mL的实验条件下，加好后的溶液放至恒温振荡器中，吸附（10、20、30、40、50、60、70、80、90）min后，观察其对吸附实验的影响。实验结果见图3-4、3-5。结果分析：通过实验研究结果表明，Pb2+去除率和Pb2+吸附量会随着吸附时间的增加而增加。我们可以从图3-4、3-5可以看出，吸附时间越长，Pb2+去除率和Pb2+吸附量的效果也越来越好，逐渐趋于平衡，达到最大值。即吸附时间从10min到90min时，Pb2+的去除率从61%增加到83%。图3-4 吸附时间对Pb2+去除率的影响图3-5 吸附时间对Pb2+吸附量的影响3.2.3 温度的影响在坡缕石用量为0.8g、pH为5、Pb2+初始浓度为100mg/L、溶液体积为100mL的实验条件下，加好后的溶液放至恒温震荡器中，改变恒温振荡器的温度（298K、303K、308K、313K、318K），分别吸附0.5、1h后，观察其对吸附实验的影响。实验结果见图3-6、3-7。结果分析：通过实验研究发现，在吸附时间相同的情况下，Pb2+去除率和Pb2+吸附量会随着温度的升高而升高。我们可以从图3-6、3-7可以看出，温度从298K318K时，吸附时间为1h比0.5h的吸附效果要好：1h的Pb2+的去除率和吸附量比0.5h的要高将近20%。当温度从298K318K，吸附时间为0.5h时，Pb2+去除率由48%增加到60%，Pb2+吸附量由4.50（mg/g)上升到7.50（mg/g)；当吸附时间为1.0h时，Pb2+去除率由70%增加到80%，Pb2+吸附量由8.75（mg/g)上升到10.0（mg/g)。图3-6 温度对Pb2+去除率的影响图3-7 温度对Pb2+吸附量的影响3.2.4 初始pH的影响在坡缕石用量为0.8g、Pb2+初始浓度为100mg/L、溶液体积为100mL的实验条件下，有HCL溶液和NaOH溶液调节pH值(4、5、6、7)，调节好后的溶液放至恒温振荡器中，分别吸附0.5、1h后，观察其对吸附实验的影响，计算Pb2+去除率和吸附量。实验结果见图3-8、3-9。结果分析：通过实验研究结果表明，pH在47时，Pb2+去除率和Pb2+吸附量随着吸附时间（从0.5h1.0h）的增加而增加。我们可以从图3-8、3-9可以看出，当吸附时间为0.5h时，在pH47，Pb2+去除率从60%增加到77%，Pb2+吸附量从7.50（mg/g)上升到了9.63（mg/g)；当吸附时间延长至1h时，Pb2+去除率从62%增加到82%，Pb2+吸附量从7.77（mg/g)上升到了10.25（mg/g)。这是因为当pH升高后，坡缕石表面所带的正电荷量变少了，从而提高了坡缕石对Pb2+的吸附；而当pH较低时，Pb(NO3)2溶液中的Pb2+呈阳离子状态，因为溶液中H+的浓度较高，H+对Pb2+在吸附时存在着竞争关系。图3-8 初始pH对Pb2+去除率的影响图3-9 初始pH对Pb2+吸附量的影响3.3 吸附动力学实验3.3.1 坡缕石用量的动力学研究实验研究结果见下图3-10、3-11：图3-10 去除率随时间的变化（25、初始pH5、Pb2+的初始浓度为100mg/L、溶液体积100mL)图3-11 吸附量随时间的变化（25、初始pH5、Pb2+的初始浓度为100mg/L、溶液体积100mL)经过准二级动力学方程，数据回归结果如下图3-12、表3-1：图3-12 坡缕石用量对其t/q随吸附时间t变化的影响（25、初始pH5、Pb2+的初始浓度为100mg/L、溶液体积100mL)表3-1 不同坡缕石用量下的Lagergren准二级动力学方程各参数结果用量gqemgg-1Hmg(g-1min-1)K102 mg(g-1min-1)R20.27.9801.8042.8980.9940.49.3021.0481.2110.9950.69.3371.0931.2530.9950.89.3371.1911.3660.9951.09.3101.2781.4740.995数据分析：可以从图3-12（t/q随着时间t的线性关系图）对实验数据进行线性回归后得出，我们可由直线斜率和截距可以算出参数qe、H和k值，见表3-1。坡缕石用量为0.2g1.0g时，它们的R2都大于0.994，都符合准二级动力学方程模型。3.3.2 温度的动力学研究实验研究结果见下图3-13、3-14：图3-13 去除率随时间的变化(坡缕石用量0.8g、初始pH5、Pb2+的初始浓度为100mg/L、溶液体积100mL)图3-14 吸附量随时间的变化(坡缕石用量0.8g、初始pH5、Pb2+的初始浓度为100mg/L、溶液体积100mL)经过准二级动力学方程，数据回归结果如下图3-15、表3-2：图3-15 温度对其t/q随吸附时间t变化的影响(坡缕石用量0.8g、初始pH5、Pb2+的初始浓度为100mg/L、溶液体积100mL)表3-2 不同温度下的Lagergren准二级动力学方程的各参数结果温度qemgg-1Hmg(g-1min-1)K102mg(g-1min-1)R2 259.3371.1911.3660.995309.3801.2251.3920.995359.5601.3591.4860.995409.9701.4151.4230.9944510.0601.8492.8150.995结果分析：可以从图3-15（t/q随着时间t的线性关系图）对实验数据进行线性回归后得出，我们可由直线斜率和截距可以算出参数qe、H和k值，见表3-2。温度在2545时，它们的R2都大于0.994，都符合准二级动力学方程模型。3.3.3 pH的动力学研究实验研究结果见下图3-16、3-17：图3-16 去除率随时间的变化(温度25、坡缕石用量0.8g、Pb2+的初始浓度为100mg/L、溶液体积100mL)图3-17 吸附量随时间的变化(温度25、坡缕石用量0.8g、Pb2+的初始浓度为100mg/L、溶液体积100mL)经过准二级动力学方程，数据回归结果如下图3-18、表3-3： 图3-18 pH对其t/q随吸附时间t变化的影响(温度25、坡缕石用量0.8g、Pb2+的初始浓度为100mg/L、溶液体积100mL)表3-3 不同pH值下的Lagergren准二级动力学方程的各参数结果pHqemgg-1Hmg(g-1min-1)K102 mg(g-1min-1)R24 9.2935 9.3371.0311.1911.1941.3660.9940.9956 9.8521.5361.5820.995结果分析：可以从图3-18（t/q随着时间t的线性关系图）对实验数据进行线性回归后得出，我们可由直线斜率和截距可以算出参数qe、H和k值，见表3-3。pH在46时，它们的R2都大于0.994，都符合准二级动力学方程模型。3.3.4 实验小结通过系统性测定坡缕石粘土矿物对Pb2+去除率和吸附量的影响因素条件，以及经过准二级动力学方程曲线拟合后，可得出以下结论：（1）在单一素变量实验中，随着坡缕石用量、温度、pH的的增加，Pb2+去除率和吸附量也会随之增大。 （2）在吸附动力学实验中，坡缕石用量为0.8g时，它的qe值最大，符合准二级动力学方程模型，t/q随着t的变化呈线性关系。（3）在吸附动力学实验中，温度在45时，pH在5时，坡缕石粘土矿物对Pb2+吸附影响的效果最明显。温度、pH都合准二级动力学方程模型，t/q随着t的变化程线性关系。（4）影响Pb2+吸附率和吸附量除了用量、温度、pH因素外，我们自身的实验操作，仪器的使用也会影响。参考文献1 孙胜龙. 环境污染与控制M. 北京: 化学工业出版社, 2001.2 Vladimir Novotny. Integrated water quality managementJ. Wat. Sci. Tech, 1996, (3): 1-7.3 Herman Bouwer. Integrated water management: emerging issues and challenges J.Agricultural Water Management, 2000, (45): 217228.4 孟祥和, 胡国飞. 重金属废水处理M. 化学工业出版社, 2000: 5-25.5 Slobodan P.Simonovic. World water dynamics: global modeling of water resources J. Journal of Environmental Management, 2002, (66): 249267 .6 K. Chandra Sekha, N.S.Chary. Fractionation studies and bio