等温吸附的实验数据也采用三种常见的吸附等温线模型即Langmuir、Freundlich和Sips模型进行处理,这三种模型的相关数学公式在的结果与讨论部分的节有详细说明。
ALG和CaDTCS/ALG(DTCS/alginate=2:1)凝胶小球对铜(II)离子的吸附等温线(吸附时间:36h;吸附剂剂量:1gL1;温度:28°C;pH3)Fig.3.8AdsorptionisothermsofCu(II)ionsonDTCSpowder,ALGandCaDTCS/ALGbeads(DTCS/Alginate=2:1)(Contacttime:36h;Dose:1gL1;Temperature:28°C;pH3)通过非线性拟合的方法获得了上述三种吸附等温线模型的相关参数。相比于其他两种等温线模型,Sips模型拟合所得到的RMSE值最低,表明三种吸附剂的等温吸附过程均最符合Sips模型。
DTCS和CaDTCS/ALG的吸附量高于列出的大多数吸附剂。而海藻酸盐固定化的膨润土及菲咯啉改性壳聚糖这两种吸附剂的吸附量比我们的吸附剂更高,这可能与这两种吸附剂所含的活性位点数量更多有关。然而,DTCS和CaDTCS/ALG的最大吸附量是在pH3的条件下测定得到的,而文献报道的壳聚糖和藻酸盐基吸附剂的最大吸附量通常是在pH4或pH5时测定得到的。
各种壳聚糖或海藻酸盐衍生的吸附剂对铜(II)离子最大吸附量的比较。无机阳离子对铜(II)离子去除效率的影响废水中存在的各种无机阳离子(如钠(I)和钙(II)离子等)通常会与重金属离子竞争吸附剂的活性位点,从而严重干扰吸附剂对重金属离子的去除效率。钠(I)和钙(II)离子浓度的变化对三种吸附剂去除铜(II)离子效率的影响。对于DTCS粉末,随着铜(II)溶液中钠(I)和钙(II)离子的浓度分别升高至1000mgL1(43.5mmolL1)和400mgL1(10mmolL1),DTCS对铜(II)离子的去除效率基本没有降低。
该结果表明DTCS能高效抵抗钠(I)和钙(II)离子对铜(II)离子吸附的干扰。DTCS优先结合水溶液中铜(II)离子的原因是:DTCS接枝有大量的DTPA螯合基团。而DTPA螯合基团对三种离子的结合能力依次为Cu2+Ca2+Na+,这个顺序与DTPA对这三种离子的络合常数大小一致:Cu2+(lgK=21.10)Ca2+(lgK=10.74)Na+(lgK10.74,因为钠(I)是一价金属离子)。
对于CaDTCS/ALG凝胶小球,钠(I)离子浓度的增加对其去除铜(II)离子的效率没有明显影响,但是随着溶液中钙(II)离子浓度的增加,铜(II)离子的去除效率有轻微下降。
然而,对于ALG凝胶小球,当钠(I)或钙(II)离子浓度分别高于400mgL1和50mgL1时,其对铜(II)离子的去除效率就会大大降低,这是由于钠(I)或钙(II)离子会与铜(II)离子竞争ALG小球上的活性吸附位点(如–COOH基团),从而影响了ALG小球对铜(II)离子的吸附。
显然,在钠(I)或钙(II)离子存在下,CaDTCS/ALG小球对铜(II)离子的吸附性能与ALG小球相比得到了显著改善,这主要是复合凝胶小球中DTCS的贡献。
考虑到实际含铜电镀废水中通常还可能含有铝(III)和铁(II)等阳离子,因此,我们进一步研究了铝(III)和铁(II)离子浓度的变化对CaDTCS/ALG小球去除铜(II)离子效率的影响。
可以看出,铝(III)离子浓度的变化对铜(II)离子去除效率的影响很小。但是,在铁(II)离子存在的情况下,铜(II)离子的去除效率则大大降低。