吸附平衡與動(dòng)力學(xué)研究常用模型介紹

1、精選課件吸附平衡與動(dòng)力學(xué)研究吸附平衡與動(dòng)力學(xué)研究常用模型介紹常用模型介紹 程安國(guó) 2011.3.18精選課件主要內(nèi)容主要內(nèi)容吸附平衡研究吸附平衡研究1 Freundlich isotherm2 Langmuir isotherm3 二參數(shù)模型4 三參數(shù)模型二二. 吸附動(dòng)力學(xué)研究吸附動(dòng)力學(xué)研究1 一級(jí)動(dòng)力學(xué)模型2 二級(jí)動(dòng)力學(xué)模型3 W-M動(dòng)力學(xué)模型4可逆反應(yīng)一級(jí)動(dòng)力學(xué)模型精選課件吸附平衡研究常用模型吸附平衡研究常用模型1 Freundlich isotherm是一個(gè)經(jīng)驗(yàn)方程，沒(méi)有假設(shè)條件，方程是一個(gè)經(jīng)驗(yàn)方程，沒(méi)有假設(shè)條件，方程形式如下：形式如下：qe=KFce1/n 線性化：線性化：log qe

2、=log KF+ logcen1精選課件吸附平衡研究常用模型吸附平衡研究常用模型Temkin isotherm(1)考慮溫度對(duì)等溫線的影響，方程形式與Freundlich isotherm類似假設(shè)：吸附熱與溫度呈線性關(guān)系模型方程：）（eeaClnbRTq 精選課件吸附平衡研究常用模型吸附平衡研究常用模型2 Langmuir isotherm假設(shè)條件：假設(shè)條件： 單層表面吸附、所有的吸附位均 相同、被吸附的粒子完全獨(dú)立方程：qe=qmaxx線性化：CeK1CeKLLmaxLemaxeeqK1Cq1qC精選課件吸附平衡研究常用模型吸附平衡研究常用模型qmax：吸附劑的最大吸附量，與吸附位有關(guān)，理論

3、上講與溫度是無(wú)關(guān)的。KL=K0exp（-Ea/RT） 可以通過(guò)不同溫度的下的KL計(jì)算Ea，而后判斷吸附過(guò)程是化學(xué)過(guò)程還是物理過(guò)程精選課件吸附平衡研究常用模型吸附平衡研究常用模型優(yōu)點(diǎn)：（1）考慮了吸附劑表面和溫度的影響（2）應(yīng)用廣泛，很多吸附過(guò)程符合這一模型（3）可以預(yù)測(cè)吸附劑的最大吸附量缺點(diǎn)：模型的假設(shè)條件與實(shí)際相差甚遠(yuǎn)，得到的信息存在較大誤差。例如：硫酸鐵改性活性氧化鋁計(jì)算qmax=14.2mg/g連續(xù)實(shí)驗(yàn)吸附劑的吸附量可達(dá)22mg/g精選課件二參數(shù)模型二參數(shù)模型Dubinin-Radushkevich isotherm(2)假設(shè)：認(rèn)為吸附劑表面是不均勻的,吸附是吸附質(zhì)填充吸附劑孔的過(guò)程。方

4、程：Eo：為特征能量，由此可判斷吸附過(guò)程為化學(xué)（Eo 40kJ/mol) 還是物理過(guò)程（Eo 0.85 Bt=0.4977-ln(1- F(t)F(t)0.85 Bt= t21n22nexpn161tBF 23t2F精選課件動(dòng)力學(xué)模型動(dòng)力學(xué)模型The Weber and Morris model(內(nèi)擴(kuò)散模內(nèi)擴(kuò)散模型型)(7)假設(shè)條件：（1）液膜擴(kuò)散阻力可以忽略或者是液膜擴(kuò)散阻力只有在吸 附的初始階段的很短時(shí)間內(nèi)起作用（2）擴(kuò)散方向是隨機(jī)的、吸附質(zhì)濃度不隨顆粒位置改變（3）內(nèi)擴(kuò)散系數(shù)為常數(shù)，不隨吸附時(shí)間和吸附位置的變化而變化方程：tKqWM精選課件動(dòng)力學(xué)模型動(dòng)力學(xué)模型一級(jí)可逆反應(yīng)動(dòng)力學(xué)模型一級(jí)可

5、逆反應(yīng)動(dòng)力學(xué)模型假設(shè)條件：吸附過(guò)程是一級(jí)可逆反應(yīng)機(jī)理平衡條件：BA BBBAAABAABXCCkXCCkCkCkdtdCdtdC0002000102010102eekkCCKABCtkkCCCCAeAAA020100ln精選課件參考文獻(xiàn)參考文獻(xiàn)(1) Sorption of Hg from aqueous solutions onto carica papaya: application of isotherms (2) Abatement of fluoride from water using manganese dioxide-coated activated alumina(3) (4

6、) (5) Biosorption of nickel ions onto sargass wightii: application of two-parameter and three-parameter isotherm models (6) Piecewise liner regression: a statistical method for the analysis of experimental adsorption data by the intrapartical-diffusion model(7) Kinetics of adsorption on carbon from solution en