谷丽琴

(山西大同大学工学院，山西大同037003)

活性炭及沸石的吸附动力学研究

谷丽琴

(山西大同大学工学院，山西大同037003)

通过固体催化剂在液相中吸附来验证耶洛维奇方程的实验方法，是一种新的方法，它不同于前人在汽相中吸附的实验方法.研究结果表明:活性炭在亚甲基兰溶液中的吸附动力学符合耶洛维奇规律，而沸石在亚甲基兰溶液中的吸附动力学不符合耶洛维奇规律.

活性炭 沸石 吸附

早年，耶洛维奇就提出了固体催化剂在气相反应中发生吸附作用的动力学方程—耶洛维奇吸附动学方程式.本研究工作主要目的是研究活性炭和沸石在亚甲基兰、甲基紫溶液中的吸附速度是否符合耶洛维奇吸附动力学方程，即验证耶洛维奇方程对液相吸附是否适用.在研究过程中，我们采用了分光光度法测定在不同温度及不同时间下活性炭，沸石在亚甲基兰，甲基紫溶液中发生吸附后的消光值或光密度，来代替吸附量，从而得出固体催化剂在液相中的吸附是否也符合耶洛维奇规律.

通过固体催化剂在液相中吸附来验证耶洛维奇方程的实验方法，是一种新的方法，文献上还未曾报道过，它不同于前人在气相中吸附的实验方法，这种方法所用的实验仪器较简单，实验方法比较简便，实验药品也很普遍，这些都有利于我们在现有实验条件下进行实验研究.

本研究的结果表明：活性炭在亚甲基兰，甲基紫溶液中吸附动力学符合耶洛维奇规律，用q对ln (t+t.)作图得一直线，而沸石分子筛则不符合.

1 实验方法

在20℃，亚甲基兰，甲基紫在活性炭上吸附耶洛维奇g的参数分别是：

利用分光光度法，测定20°C到70°C之间不同吸附时间下活性炭及沸石在亚甲基兰、甲基紫溶液中发生吸附后的消光值，来替代吸附量，作图分析，即可得出结论，本试验中吸附量在不同温度下都不等于零，说明该吸附有先导快过程.

仪器：四川分析仪器721A型数字显示分光光

度计;78HW-1型恒温磁力搅拌器;

药品：北京光华木材厂生产的活性炭合成的沸石;

测试溶液浓度：亚甲基兰4-5 ppm，选用波长655 nm;甲基紫17-20 ppm，选用波长570 nm.

2 实验原理

由吸附速度

耶洛维奇提出Ea=E0a+r(θ)

或写成

在溶液中吸附，c基本不变，可以看作常量，因此把P换成c.

用q对ln(t+t0)作图，得一直线，说明符合耶洛维奇规律.

由于q和△T的变换关系，所以吸附量可以直接用△T来代替.

3 实验结果与讨论

3.1 在固定温度下，吸附量与时间变化的关系.

表1 活性炭在亚甲基兰溶液中吸附的数据

表2 活性炭在甲基紫溶液中吸附的数据

表3 沸石在亚甲基兰溶液中吸附

表4 沸石在甲基紫溶液中的吸附数据

从表1、表2、表3、表4的数据可以看出，染料在活性炭上的吸附很规律，吸附量随时间加长而逐渐增大，最后达到平衡，吸附量不再变化，由此充分地说明了活性炭表面及孔结构都是比较均匀的，并且孔的尺寸和染料分子侧基大小相等，对亚甲基蓝、甲基紫的吸附是单分子层吸附，符合Langmuir型.而在沸石上的吸附很不规律，吸附量随时间的变化不定，说明沸石的表面及孔结构不均匀.

3.2 耶洛维奇规律

表5 亚甲基兰在活性炭上吸附的参数

表6 耶洛维奇处理

由表5、表6数据作图可知是一条直线说明符合耶洛维奇规律.

甲基紫在活性炭上吸附的参数及其耶洛维奇处理与亚甲基兰相同也符合耶洛维奇规律.

3.3 评价活性炭，沸石的吸附性能

活性炭的吸附性能比较好，并且符合耶洛维奇吸附规律.沸石的吸附不符合耶洛维奇规律.

[1]Thomas J,Thomas W.Introduction to the principles of Heterogeneoua Catalgsis[M].London-new York：Academic press.1971:25-27.

[2]复旦大学教研组.物理化学实验[M].北京:高等教育出版社.1985:157-159.

[3]杜君,王艳,孟双明,郭永.Y/Beta微孔-微孔分子筛的合成,表征及其催化性能[J].山西大同大学学报:自然科学版,2009,25(2):40-42.

[4]张莺.纳米催化剂的制备和最新应用研究进展[J].山西大同大学学报:自然科学版,2008,24(4):30-32.

[5]李昌贤,秦廷武.煤质活性炭[M].北京:煤炭工业出版社,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

〔编辑 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

谷丽琴(1963-)，女，山西大同人，副教授，研究方向：煤化工教学与研究.