《表1 两种吸附动力学模型下PVDF-DM纳米纤维膜对Cu(II)的吸附动力学参数》

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《羧基含氟聚合物纳米纤维膜的制备及对铜(Ⅱ)的吸附性能》

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注:qe.exp为实验平衡吸附量；qe.cal为理论平衡吸附量。

分别取若干质量为0.03g的PVDF-DM纳米纤维膜和若干份50mL 40mg/L Cu（II）溶液分别置于100mL锥形瓶中，盖上塞子密封，在溶液初始pH值（pH=5）下，于25℃时，分别恒温震荡吸附5、10、15、20、30、40、60、80、100min，然后用镊子取出纤维膜，使用ICP-AES测定剩余溶液中Cu（II），探讨溶液吸附时间对Cu（II）吸附率和吸附量的影响，结果如图6所示。由图6可以得出，随着吸附时间的延长，PVDF-DM纳米纤维膜对Cu（II）的吸附率和吸附量均逐渐增大，吸附达到80min时吸附率和吸附量基本维持平衡，总体而言其吸附过程可以分为快速吸附、慢速吸附和平衡吸附3个阶段；吸附20min时的吸附率和吸附量分别为75.68%和50.45mg/g，此阶段以吸附量计算的吸附速率为2.523mg/（g·min），吸附速率较快，称为快速吸附阶段，这可能是因为吸附发生后的前20min中，一方面溶液中含有的Cu（II）质量浓度大，PVDF-DM纳米纤维膜上吸附的Cu（II）数量少，Cu（II）在溶液中和PVDF-DM纳米纤维膜表面具有较大的浓度梯度和渗透压[15]，另一方面，吸附初期PVDF-DM纳米纤维膜表面具有大量的—OH和COOH等Cu（II）活性吸附位点，故吸附发生后的前20min内吸附速率较快；在吸附时间为20～60min时，吸附速率逐渐减慢，以吸附量表示的吸附速率为0.311 5mg/（g·min），这可能是因为随着吸附时间的延长，PVDF-DM纳米纤维膜表面的大量活性吸附位点被Cu（II）占据，表面吸附达饱和，Cu（II）进一步向纤维的内部空隙扩散，该过程具有较大的传质阻力，并且PVDF-DM纳米纤维膜表面由于大量吸附Cu（II）而带正电，与溶液中的Cu（II）产生排斥，故使其吸附速率减慢；吸附时间超过60min后，吸附率和吸附量增加缓慢，吸附达平衡。吸附动力学可以研究吸附机理，其中拟一级动力学方程，拟二级动力学方程和颗粒内扩散模型是常用的研究动力学的模型，实验采用拟一级动力学方程（3）和拟二级动力学方程（4）对图6的数据进行拟合，拟合结果见图7和图8，拟合参数值见表1。