吸附常用公式
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吸附常用公式:
一.Freundlich 等温式: q = kc 1/n 或lgq = lg k + 1 lgc ,q 平衡吸附量mg/g ;c 平衡浓度mg/L n
一般认为:1/n 的数值一般在 0 与 1 之间,其值的大小则表示浓度对吸附量影响的强弱。
1/n 越小,吸 附性能越好。
1/n 在 0.1~0.5,则易于吸附;1/n>2 时难以吸附。
k 值可视为 c 为单位浓度时的吸附量,一般 说来,k 随温度的升高而降低
K i/n 吸附容量 吸附强度。
二.Langmuir 等温式: q = qebc 或(1) 1 = 1
1+ 1 或(2) c = 1 c + 1 1+ bc q q e b c q e q q e q e b
q 平衡吸附量 mg/g ; c 平衡浓度 mg/L ; q e 饱和吸附量 mg/g
一般 c 值<1时采用(1)式;c 值较大时采用(2)式。
符合 Langmuir 等温式的吸附为化学吸附。
化学 吸附的吸附活化能一般在40~400kJ/mol 的范围,除特殊情况外,一个自发的化学吸附过程,应该是放热过 程,饱和吸附量将随温度的升高而降低。
b 为吸附作用的平衡常数,也称为吸附系数,其值大小与吸附剂、 吸附质的本性及温度的高低有关,b 值越大,则表示吸附能力越强,而且 b 具有浓度倒数的量纲。
三.颗粒内扩散方程:q =k t 0.5
q 为t 时刻的吸附量mg/g ;t 为吸附时间(min);k 为颗粒内扩散速率常数(mg·g -1·min -0.5) 四.准二级吸附动力学方程: t = 1 + 1 t
q k 2 q e 2 q e
q e 、q 分别为吸附平衡及t 时刻的吸附量(mg·g -1);t 为吸附时间(min);k 2为准二级吸附速率常数 (g·mg -1·min -1)
五.二级动力学方程: 1 = 1 + k 2't
q e - q q e 2 q e 、q 分别为吸附平衡及t 时刻的吸附量(mg·g -1);t 为吸附时间(min);k 2‘为二级
吸附速率常数(g·mg -1·min -1)
六. Lagergren 方程(准一级吸附动力学方程):ln(q e -q)=lnq e -k 1t q e 、q 分别为吸附平衡及t 时刻的吸附量(mg·g -
1);t 为吸附时间(min);k 1为准一级吸附速率常数(min -1)
c 0、c 分别为溶液中初始及t 时刻溶液的浓度(mg·L -1);t 为吸附时间(min);k 2‘为二级反应速率常数 (L·mg -1·min -1)
当吸附过程为液膜扩散控制时,t 与ln(qe -q) 成直线关系,并通过坐标原点;Mckay 等人认为,当t 0.5 应 与q 成直线关系且通过原点时,则说明物质在颗粒内扩散过程为吸附速率的唯一控制步骤。
准二级动力学 模型包含吸附的所有过程,如外部液膜扩散、表面吸附和颗粒内部扩散等。
E 1 k
ln k =-E R a T 1+ln k 0或ln k k 2
E a ,活化能,J/mol ;R ,气体常数,8.314J/(mol·K ); k ,速度常数;k 0,频率因子。
T ,温度,K 。
lnk 对1/T 作图,可得一直线,由直线斜率可求出E a ,由截距可求出k 0;一般认为E a 与T 无关。
已知两个 温度T 1、T 2下的速度常数k 1、k 2,也可根据方程求出E a 。
已知E a 和T 1下的k 1,可求任一温度T 2下的k 2。
九、修正伪一级动力学方程(Modified pseudo-first-order equation) : dq = K q e (q - q )
七. 二级反应模型:
c1
c 0 1+ k 2 c 0 t 八. 阿累尼乌斯(Arrhenius )方程:
dt 1
q
e t 对上式进行积分,并利用边界条
件: t = 0时q t = 0, t= t时q t = q t ,可得到:
q t +ln(q e -q t)=ln q e -K
1t
q e e t e 1
式中, q e、q t分别为吸附平衡及t时刻的吸附量(mg·g-1);t为吸附时间(min);K1为伪一级吸附速率常数(min-1)。