《表6 改性土吸附Pb(Ⅱ)的热力学状态函数值》

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《BP-PSO优化改性凹凸棒土吸附Pb(Ⅱ)条件及其机制研究》

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式中:ΔG0为标准吸附自由能变；ΔH0为标准吸附焓变；ΔS0为标准吸附熵变；R为气体摩尔常数，8.314 J/（mol·K）；T为绝对温度；KT为吸附系数。C0为Pb（Ⅱ）的初始浓度，mg/L；Ce为吸附Pb（Ⅱ）后的饱和浓度，mg/L。根据经验，当ΔH于10～30 kJ/mol范围时吸附时，吸附过程即为物理吸附；当该值在80～200 kJ/mol则为化学吸附[19]。ΔG值在-20～0之间为物理吸附过程，该值在-400～-80之间为化学吸附[20]。由表6可见，焓变值为4.5579 kJ/mol，本研究中ΔH0>0表明改性土吸附Pb（Ⅱ）是吸热过程。熵变值为27.3663 J/（mol·K），一般而言，离子在固体表面吸附会导致自由能变小，但实验结果与其不符，这可能是由于Pb（Ⅱ）在溶液中并不是单纯以离子形式存在，它会与水结合，如水化作用及水解作用，从而生成水合离子或分子。当其水合离子或分子被吸附时，它的结合水可能就会离解出去，又回到溶液中，此过程会使得系统的熵增加，导致ΔH0>0[21-22]。在5个不同温度下，ΔG0在-3.4562～-3.9843 kJ/mol之间，说明该吸附反应为自发过程。同时ΔG值在-20～0之间，说明从热力学角度来看该吸附过程同时存在物理吸附和化学吸附。