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由上圖可以看出,pH值的變化對Cu2+的吸附影響較大。當pH低于2時,吸附量很小,這是由于大量H+的存在會使吸附容易解吸,從而影響吸附量;而當pH大于2時,吸附量隨著pH的增加開始逐漸增加,到pH=5.5時達到最大吸附量。由此我們可以知道,將用于吸附后的織物置于pH小于2的適當環境中時,可以使織物再次恢復離子吸附的性能,從而可以重復利用。
2.3.2吸附等溫曲線
圖6 20℃時織物對Cu2+的吸附等溫線將0.2g織物分別置于100mL濃度為0.01,0.02,0.04,0.08,0.1mol/L的CuSO4溶液中,超聲波振蕩30min直到吸附平衡,然后移取5mL溶液,使用分光光度計平行測三次吸光度取平均值,計算平衡吸附量,并繪制吸附等溫線。圖6給出了20℃時的吸附等溫線。
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從上圖可以看出,Cu2+濃度低時,平衡吸附量也較低,隨著濃度升高,平衡吸附量逐漸增加,最后趨于穩定。這是因為離子交換反應受交換離子濃度的影響較大,溶液中Cu2+的濃度越大越有利于反應向正反應方向進行。
2.3.3吸附速率曲線
準確稱取12份織物,每份0.5g,將織物分別置于一定濃度硫酸銅溶液中,調節pH至5.5,恒溫下分別放入超聲波清洗器中震蕩5,10,15,20,25,30,35,40,45,50,55,60min,移取適量溶液,用分光光度計分別測定其吸光度,并計算吸附量。
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研究離子交換織物對Cu2+的吸附速率,目的是為了確定達到吸附平衡所需時間,時間越短,吸附速率越快,對實際生產和應用就越有利。由圖7知:該離子交換織物對Cu2+的吸附速率比較快,在吸附時間大約20min時可達到吸附平衡,吸附量可達到15mg/g以上。離子交換織物對溶液中金屬離子的吸附主要集中在織物表面,所以離子交換織物的主要優點就是吸附動力性能好,吸附速率較快。
2.3.4不同增重率對吸附效果的影響
下表給出了滌綸織物在不同增重率條件下的吸附量。
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由上表可以看出,在增重率為11.11%以下時,織物的吸附量呈上升趨勢,但是在大于11.11%后,開始呈現下降的趨勢。
由圖2可見,吸附一個Cu2+需要兩個-COOH,根據Cu2+的半徑要求,一般由相鄰或相近的兩個-COOH來螯合一個Cu2+。當增重率較低時,織物表面的羧基數目不多,相鄰的兩個-COOH之間距離較遠,能夠吸附Cu2+的兩個-COOH數目也較少,對吸附效果產生影響,吸附量相對較低。隨著增重率的不斷上升,織物表面的-COOH數目增多,相鄰距離變小,符合要求的兩個-COOH數目增加,有利于吸附的進行,吸附量隨之變大。但是,當接枝率超過11.5%后,繼續增大,-COOH基團之間的空間位阻增大,而且-COO-之間的相同電荷的排斥作用加強,所以就不利于吸附的進行,吸附量反而下降。
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