鋁鹽改性膨潤(rùn)土對(duì)竹漿綠液中硅酸鹽的吸附動(dòng)力學(xué)研究

林　濤， 付　玥， 徐永建,,， 張鼎軍， 朱振峰

(1.陜西科技大學(xué) 輕工與能源學(xué)院 陜西省造紙技術(shù)及特種紙品開(kāi)發(fā)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室， 陜西 西安　710021； 2.陜西科技大學(xué) 材料科學(xué)與工程博士后流動(dòng)站， 陜西 西安　710021； 3.貴州赤天化集團(tuán)有限責(zé)任公司， 貴州 赤水　564700)

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鋁鹽改性膨潤(rùn)土對(duì)竹漿綠液中硅酸鹽的吸附動(dòng)力學(xué)研究

林濤1， 付玥1， 徐永建1,2,3， 張鼎軍3， 朱振峰2

(1.陜西科技大學(xué) 輕工與能源學(xué)院 陜西省造紙技術(shù)及特種紙品開(kāi)發(fā)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室， 陜西 西安710021； 2.陜西科技大學(xué) 材料科學(xué)與工程博士后流動(dòng)站， 陜西 西安710021； 3.貴州赤天化集團(tuán)有限責(zé)任公司， 貴州 赤水564700)

摘要：以鈉基膨潤(rùn)土作為原料,通過(guò)添加鋁鹽為改性劑制得了一種新型高效綠液除硅劑——鋁鹽改性膨潤(rùn)土(ALMB),并全面研究了ALMB對(duì)綠液中硅酸鹽的吸附動(dòng)力學(xué)行為.結(jié)果表明,ALMB可以有效地吸附硅酸鹽, 在10 min內(nèi)即可完成除硅反應(yīng)，且對(duì)綠液pH、總堿量等的影響較小，其最佳ALMB用量為20 g/L，此時(shí)的除硅率可達(dá)79.3%.通過(guò)ALMB對(duì)綠液(硅含量分別為1 g/L、2 g/L、3 g/L、4 g/L)的吸附動(dòng)力學(xué)研究,可知其吸附過(guò)程符合二級(jí)動(dòng)力學(xué)模型，是物理吸附和化學(xué)吸附的共同作用.在2 g/L硅濃度下的動(dòng)力學(xué)模型中,其相關(guān)參數(shù)最大(R2=0.999 78)，可得出最大吸附量為101.833 0 mg/g，與實(shí)驗(yàn)室中得出的最大吸附量100.583 3 mg/g相符.

關(guān)鍵詞：竹漿綠液； 鋁鹽改性膨潤(rùn)土； 除硅； 吸附動(dòng)力學(xué)

0引言

我國(guó)木材資源匱乏，而非木材資源豐富.在非木材資源中，竹材具有纖維質(zhì)量好、生長(zhǎng)快、產(chǎn)量高等優(yōu)點(diǎn)，被認(rèn)為是一種重要的造紙資源.但竹材中硅物質(zhì)含量較多，這些硅物質(zhì)在硫酸鹽法蒸煮過(guò)程中會(huì)與氫氧化鈉反應(yīng)生成硅酸鈉而進(jìn)入蒸煮液中，而硅酸鹽的存在嚴(yán)重地影響了黑液的燃燒、黑液的粘度、燃燒設(shè)備熱傳遞效率、堿回收過(guò)程中生石灰的回收等，統(tǒng)稱為“硅干擾”問(wèn)題[1-3].所以，硅酸鹽的去除能夠使工業(yè)生產(chǎn)更加趨于節(jié)能、高效、高質(zhì)量等的方向發(fā)展.

目前，工業(yè)上的除硅方法主要有：CaO預(yù)苛化法除硅[4]、鎂鹽鋁鹽鐵鹽等金屬鹽法除硅[5,6]、二氧化碳法除硅[7]、多孔性礦物質(zhì)吸附法除硅[8,9]等.上述四種除硅方法雖然具有各自的優(yōu)點(diǎn)，但亦存在缺陷，故未在實(shí)際生產(chǎn)中得以廣泛地應(yīng)用.基于此，本研究采用廉價(jià)、適用性強(qiáng)、礦藏豐富、易改性、易膨脹[10]、吸附性強(qiáng)[11]的膨潤(rùn)土作為除硅原料，并使用鋁鹽對(duì)其進(jìn)行改性，再將改性后的膨潤(rùn)土作為除硅劑使用.

本文全面研究了除硅劑——鋁鹽改性膨潤(rùn)土(ALMB)對(duì)綠液中硅的去除情況，以及ALMB對(duì)綠液中硅的吸附動(dòng)力學(xué)行為,以期為實(shí)際工程應(yīng)用提供有效的動(dòng)力學(xué)參數(shù).

1實(shí)驗(yàn)部分

1.1實(shí)驗(yàn)材料與儀器

1.1.1原料

鈉基膨潤(rùn)土由美國(guó)Amcol公司提供；竹材硫酸鹽法制漿造紙綠液取自貴州赤天化紙業(yè)股份有限責(zé)任公司，其硅酸鹽含量為4.27 g/L.

1.1.2試劑

實(shí)驗(yàn)中所用的主要試劑如表1所示.

表1　主要試劑

1.1.3儀器

實(shí)驗(yàn)中所用的主要儀器如表2所示.

表2　主要設(shè)備與儀器

1.2實(shí)驗(yàn)方法

1.2.1除硅劑的制備

取鈉基膨潤(rùn)土5 g，與330 mL水混合配制成泥漿，后加入20 g鋁鹽(硫酸鋁)，常溫下攪拌2 h，攪拌速率為1 200 r/min，后靜置分離12 h，倒去上清液，105 ℃干燥，研磨，過(guò)200目篩，即制得除硅劑——鋁鹽改性膨潤(rùn)土(ALMB).

1.2.2竹漿綠液除硅方法

量取竹漿綠液于燒杯中，恒溫水浴鍋加熱至85 ℃，后加入一定量的除硅劑，轉(zhuǎn)子中速攪拌若干分鐘，靜置，抽濾，取綠液測(cè)硅含量.

1.2.3硅含量測(cè)定方法

用移液管量取0.5 mL的綠液至燒杯中，加入10 mL硝酸(1∶4)并加熱至燒杯中開(kāi)始產(chǎn)生大量氣泡，立即加入10 mL碳酸鉀鉬酸銨混合溶液，晃動(dòng)燒杯10秒鐘，后依次加入40 mL草酸溶液和40 mL硫酸亞鐵銨溶液，用蒸餾水定容至250 mL，搖勻.用722N型分光光度計(jì)在波長(zhǎng)680 nm處，以蒸餾水為參比，用1 cm比色皿測(cè)定吸光度.

按上述方法操作測(cè)定綠液的吸光度，再將吸光度代入標(biāo)準(zhǔn)曲線方程y=ax-b，即可求得綠液硅含量.

硅含量的計(jì)算公式如下：

(1)

式(1)中:C—硅含量，g/L；A—硅鉬藍(lán)絡(luò)合物的吸光度讀數(shù)；a、b—標(biāo)定的硅標(biāo)準(zhǔn)曲線方程常數(shù).

1.2.4硅含量-吸光度標(biāo)準(zhǔn)曲線的測(cè)定

稱取0.255 6 g Na2SiO3·9H2O，加100 mL新煮沸已經(jīng)冷卻的蒸餾水溶解，定容至200 mL.分別精確量取1 mL、1.5 mL、2 mL、2.5 mL、3 mL、3.5 mL、4 mL、5 mL、6 mL、7 mL、8 mL硅酸鈉標(biāo)準(zhǔn)液，按章節(jié)1.2.3所述操作方法，測(cè)定標(biāo)準(zhǔn)溶液的吸光度.

本實(shí)驗(yàn)測(cè)定的硅標(biāo)準(zhǔn)曲線如圖1所示.本研究均使用該硅標(biāo)準(zhǔn)方程計(jì)算綠液中的硅含量,其硅標(biāo)準(zhǔn)公式為：y=4.915 15x-0.529 29.

圖1　吸光度與硅含量的關(guān)系曲線

1.2.5除硅率的計(jì)算

除硅率的計(jì)算公式如下：

(2)

式(2)中:η—除硅率，%；C0—初始硅酸鹽濃度，g/L；C—吸附后硅酸鹽濃度，g/L.

1.2.6綠液主成分含量的測(cè)定

竹漿綠液經(jīng)循環(huán)水式真空泵過(guò)單層濾紙抽濾，所得濾液即為綠液清液.

(1)總堿量

硫酸鹽法竹漿綠液總堿量包括氫氧化鈉、碳酸鈉、硫化鈉、亞硫酸鈉、硫代硫酸鈉等.

在500 mL容量瓶中預(yù)先注入新煮沸并已冷卻的水半滿，再用移液管吸取25 mL綠液清液置于其中，然后用同樣的水稀釋至500 mL，搖勻.取50 mL該制備液，放入300 mL錐形瓶中，加1～2滴甲基橙指示劑，以0.5 mol/L鹽酸標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定至橙紅色.

總堿量以Na2O的質(zhì)量濃度ρ1表示：

(3)

式(3)中：v—滴定時(shí)耗用鹽酸溶液的體積，mL；c—鹽酸溶液的濃度，mol/L；0.031—與1 mmolHCl相當(dāng)?shù)腘a2O質(zhì)量(g).

(2)活性堿量

硫酸鹽法竹漿綠液的活性堿量包括氫氧化鈉和硫化鈉.

在500 mL容量瓶中，預(yù)先注入新煮沸并冷卻的水半滿，用移液管取25 mL綠液清液置于其中，加入100 g/L的氯化鋇溶液至沉淀完全(待完全沉淀后，用玻璃棒蘸此溶液滴于稀硫酸中，如無(wú)白色沉淀，則應(yīng)向容量瓶中繼續(xù)添加氯化鋇溶液，直至再次實(shí)驗(yàn)時(shí)有白色沉淀為止)，并有微過(guò)量氯化鋇為止.最后加水稀釋至500 mL，搖勻，靜置.待完全沉降后，取25mL該溶液清液于300 mL錐形瓶中，加1～2滴甲基橙指示劑，用0.5 mol/L鹽酸溶液滴定至橙紅色.

活性堿量以Na2O的質(zhì)量濃度ρ2表示：

(4)

式(4)中：v—滴定時(shí)耗用鹽酸溶液的體積，mL；c—鹽酸溶液的濃度，mol/L；0.031—與1mmolHCl相當(dāng)?shù)腘a2O質(zhì)量(g).

1.2.7竹漿綠液吸附動(dòng)力學(xué)的研究

分別取硅酸鹽含量為1 g/L、2 g/L、3 g/L、4 g/L的綠液各1 000 mL均分于10個(gè)燒杯中，各加入1.8 g改性膨潤(rùn)土，分別在不同時(shí)間內(nèi)反應(yīng)，其他條件與章節(jié)1.2.2所述相同.

測(cè)量除硅反應(yīng)后綠液的硅含量，并根據(jù)下述式(5)計(jì)算硅吸附量，以t反應(yīng)時(shí)間為橫坐標(biāo)、q吸附量為縱坐標(biāo)做出吸附動(dòng)力學(xué)曲線圖,再將吸附數(shù)據(jù)按照一級(jí)動(dòng)力學(xué)和二級(jí)動(dòng)力學(xué)進(jìn)行擬合，計(jì)算出各模型數(shù)據(jù).

2結(jié)果與討論

2.1除硅劑ALMB綠液除硅的研究

通過(guò)圖2可以看出，除硅劑——鋁鹽改性膨潤(rùn)土(ALMB)對(duì)硅具有很好的吸附效用.隨著除硅劑ALMB用量的增加，除硅率先增加后緩慢增加趨于平緩，當(dāng)除硅劑ALMB用量在5～20 g區(qū)間時(shí)，除硅率上升得最快；當(dāng)除硅劑ALMB用量大于20 g后，除硅率上升緩慢;當(dāng)除硅劑ALMB用量為40 g/L(即每40 g鋁鹽改性膨潤(rùn)土處理1 L竹漿綠液)時(shí)，硅吸附率可達(dá)98.9%，即可完全除去竹漿綠液中的硅.

在實(shí)際生產(chǎn)中，去除了70%的硅以上便可基本上消除硅干擾的影響，所以綜合企業(yè)經(jīng)濟(jì)成本，可選用18～20 g/L的除硅劑ALMB作為除硅的最佳用量.

圖2　除硅劑ALMB加入量對(duì)除硅率的影響

由圖3可知，隨著鋁鹽改性膨潤(rùn)土用量的增加，竹漿綠液的pH及總堿量均有所下降，但并未對(duì)竹漿綠液的pH及總堿量造成嚴(yán)重影響.當(dāng)除硅劑ALMB用量從0 g/L增加到40 g/L時(shí)，pH從12.59降低到12.26，僅降低了0.33，而總堿量從115 g/L降低到91.4 g/L；當(dāng)除硅劑ALMB用量從0 g/L增加到18 g/L時(shí)，總堿量緩慢降低，從115 g/L降低到107 g/L，當(dāng)除硅劑ALMB用量大于18 g/L時(shí)，總堿量急劇下降，最低降至91.4 g/L.

因?yàn)橹駶{綠液在生產(chǎn)中的堿還需回用，故綜合堿的損失量可選用18 g/L的除硅劑ALMB作為除硅劑的最佳用量.

圖3　除硅劑ALMB加入量對(duì)綠液pH及總堿量的影響

2.2除硅劑ALMB處理綠液的吸附動(dòng)力學(xué)研究

2.2.1反應(yīng)時(shí)間和初始硅含量對(duì)除硅率的影響

在最佳實(shí)驗(yàn)條件下，將不同硅含量的竹漿綠液使用除硅劑ALMB吸附處理不同時(shí)間后，測(cè)量上清液的吸光度，并計(jì)算除硅率.

圖4表明,除硅劑ALMB對(duì)硅的去除率隨著反應(yīng)時(shí)間的增加而增加，最后趨于恒定.明顯可以看出,除硅劑ALMB對(duì)硅的吸附反應(yīng)的整個(gè)過(guò)程發(fā)生在前10 min內(nèi)，在反應(yīng)時(shí)間超過(guò)10 min后，吸附率幾乎不改變.因此，除硅劑ALMB對(duì)硅的吸附反應(yīng)在10 min時(shí)足以達(dá)到平衡濃度.對(duì)于固定的除硅劑ALMB用量(18 g/L)，除硅劑ALMB上有效的吸附點(diǎn)是有限的，初始硅含量越低，則綠液中的硅酸鹽越容易與這些有效吸附點(diǎn)結(jié)合，這也是導(dǎo)致初始硅含量越低則越早達(dá)到平衡的原因.因此，這種方法更適合于工業(yè)廢水中相對(duì)低濃度的硅酸鹽除硅.

圖4　反應(yīng)時(shí)間和初始硅含量對(duì)除硅率的影響

2.2.2吸附反應(yīng)的動(dòng)力學(xué)研究

根據(jù)圖4中不同初始硅含量時(shí)間-除硅率曲線，以及吸附容量公式(5)，可分別計(jì)算出各時(shí)間點(diǎn)的吸附量qt，從而繪制出不同濃度條件下的吸附動(dòng)力學(xué)曲線，如圖5所示.

吸附容量的計(jì)算公式如下：

(5)

式(5)中：C0—初始硅酸鹽溶液的濃度,g/L；Ct—t時(shí)刻硅酸鹽的濃度,g/L；qt—t時(shí)刻的硅酸鹽的吸附量,mg/g；m—吸附劑使用的質(zhì)量,g；V—硅酸鹽溶液的體積,mL.

圖5　不同初始硅含量下除硅劑ALMB吸附硅酸鹽的動(dòng)力學(xué)曲線

由圖5可知，除硅劑ALMB對(duì)硅酸鹽的吸附量隨著時(shí)間的增加而增大，在初始階段吸附量上升快速，繼而緩慢達(dá)到平衡.在吸附過(guò)程中，一般包括兩個(gè)過(guò)程，即在初始階段，在擴(kuò)散作用下快速吸附，隨后因被吸附的硅酸鹽在膨潤(rùn)土表面要先進(jìn)行重排才能繼續(xù)吸附溶液中的硅酸鹽，導(dǎo)致第二個(gè)階段過(guò)程十分緩慢.

根據(jù)吸附動(dòng)力學(xué)曲線(圖5)、吸附動(dòng)力學(xué)模型公式(5)～(13)等分別進(jìn)行擬一級(jí)動(dòng)力學(xué)、擬二級(jí)動(dòng)力學(xué)、修正擬一級(jí)動(dòng)力學(xué)以及分子內(nèi)擴(kuò)散擬合，其結(jié)果如圖6～9所示.

(1)擬一級(jí)動(dòng)力學(xué)方程

可用擬一級(jí)動(dòng)力學(xué)模型[12]來(lái)描述吸附過(guò)程，其公式如下:

(6)

式(6)中:qe-吸附劑吸附硅酸鹽的最大吸附量,mg/g；qt-t時(shí)刻的吸附量,mg/g；k1-吸附速率常數(shù).

當(dāng)t=0時(shí),qt=0，對(duì)式(6)積分可得：

ln(qe-qt)=lnqe-k1t

(7)

以ln(qe-qt)對(duì)t作圖，再線性擬合得到一直線，如圖6所示，并由此可計(jì)算出k1.

圖6　不同初始硅含量下的擬一級(jí)動(dòng)力學(xué)擬合曲線

(2)擬二級(jí)動(dòng)力學(xué)方程

擬二級(jí)動(dòng)力學(xué)模型[13]可由如下方程表示：

(8)

式(8)中:qe-吸附劑吸附硅酸鹽的最大吸附量,mg/g；qt-t時(shí)刻的吸附量,mg/g；k2-吸附速率常數(shù).

在臨界條件t=0到t=t、q0=0到qt=qt下，對(duì)式(8)積分可得:

(9)

以t為橫坐標(biāo)、t/qt為縱坐標(biāo)作圖，如圖7所示.

圖7　不同初始硅含量下的擬二級(jí)動(dòng)力學(xué)擬合曲線

(3)修正擬一級(jí)動(dòng)力學(xué)方程

對(duì)擬一級(jí)動(dòng)力學(xué)方程的速率常數(shù)k1進(jìn)行修正,令

(10)

將式(10)代入式(5),即可得到修正擬一級(jí)動(dòng)力學(xué)方程[14](Modified Pseudo Firs Torder Equation):

(11)

對(duì)式(11)進(jìn)行積分,并利用邊界條件:t=0時(shí)qt=0,t=t時(shí)qt=qt,即可得到:

(12)

圖8　不同初始硅含量下的修正擬一級(jí)動(dòng)力學(xué)擬合曲線

(4)分子內(nèi)擴(kuò)散方程

分子內(nèi)擴(kuò)散速率可由Weber-Morris擴(kuò)散模型方程[15]求出：

qt=kpt1/2+b

(13)

式(13)中:qt-t時(shí)刻的吸附量,mg/g；k-分子內(nèi)擴(kuò)散模型的吸附速率常數(shù);b-與界面層厚度相關(guān)數(shù)值.

以qt對(duì)t1/2作關(guān)系擬合曲線，如圖9所示，直線部分的斜率即是顆粒內(nèi)擴(kuò)散速率常數(shù)kp.

2.2.3數(shù)據(jù)與圖表分析

用上述4種動(dòng)力學(xué)方程：擬一級(jí)、擬二級(jí)、修正擬一級(jí)和顆粒內(nèi)擴(kuò)散模型等得到相關(guān)系數(shù)如表3所示，其各動(dòng)力學(xué)擬合方程如表4所示.

由圖6可知,擬一級(jí)動(dòng)力學(xué)模型擬合較差，只在綠液中硅含量較低時(shí)較為符合.可以認(rèn)為,隨著濃度的升高，分子的極性開(kāi)始對(duì)吸附產(chǎn)生影響.當(dāng)硅含量為1 g/L和2 g/L時(shí)，在反應(yīng)開(kāi)始的前5分鐘比較符合線性關(guān)系，由此證明除硅劑ALMB吸附綠液中的硅有部分物理吸附的作用，但是物理吸附效果有限，另外綠液的復(fù)雜體系也并不是理想單因子環(huán)境中，因此其并不符合擬一級(jí)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)擬合.而修正擬一級(jí)動(dòng)力學(xué)方程的擬合程度高于一級(jí)動(dòng)力學(xué)擬合，但其曲線擬合程度依然較差.

圖7為擬二級(jí)動(dòng)力學(xué)擬合曲線，可以看出,擬二級(jí)吸附動(dòng)力學(xué)方程能夠非常好地描述整個(gè)吸附過(guò)程，R2均達(dá)到0.999.所以，除硅劑ALMB對(duì)硅酸鹽的吸附與擬二級(jí)動(dòng)力學(xué)模型最相符.

圖9　不同初始硅含量下的分子內(nèi)擴(kuò)散線性擬合曲線

4種硅含量下的修正擬一級(jí)方程的擬合程度均高于擬一級(jí)方程,但顆粒內(nèi)擴(kuò)散模型的擬合度比較差，所以它的顆粒內(nèi)擴(kuò)散過(guò)程不是吸附速率的控制步驟.這是因?yàn)閿M二級(jí)動(dòng)力學(xué)包括吸附的全過(guò)程，如外部液膜擴(kuò)散、表面吸附和顆粒內(nèi)部擴(kuò)散等能夠更為真實(shí)地反映硅酸鹽在除硅劑ALMB上的吸附機(jī)理，亦即更全面地反映出除硅劑ALMB對(duì)硅酸鹽吸附的過(guò)程是物理吸附和化學(xué)吸附共同作用的過(guò)程.

從表4中選出每個(gè)模型中R2最大的方程，可以看出，最初硅濃度在2 g/L時(shí)的方程誤差最小，較為準(zhǔn)確，并且qe的理論計(jì)算值為101.833 0 mg/g，和實(shí)驗(yàn)所得qe值100.583 3 mg/g 非常接近，故整個(gè)硅酸鹽吸附方程可以寫(xiě)為：

t/qt=0.003 44+0.009 82t

表3　AlMB吸附硅酸鹽的動(dòng)力學(xué)模型參數(shù)

表4　吸附模型的擬合方程

續(xù)表4

硅含量/(g/L)動(dòng)力學(xué)模型動(dòng)力學(xué)方程的擬合曲線Y=ax+bR22一級(jí)動(dòng)力學(xué)方程二級(jí)動(dòng)力學(xué)方程修正擬一級(jí)動(dòng)力學(xué)方程分子內(nèi)擴(kuò)散方程ln(100.58333-qt)=4.78189-0.25655tt/qt=0.00344+0.00982tqt/100.58333+ln(100.58333-qt)=4.09409-0.21555tqt=61.0412+9.40367t1/20.990070.999780.941010.623003一級(jí)動(dòng)力學(xué)方程二級(jí)動(dòng)力學(xué)方程修正擬一級(jí)動(dòng)力學(xué)方程分子內(nèi)擴(kuò)散方程ln(119.92940-qt)=5.20037-0.19556tt/qt=0.00381+0.00824tqt/119.9294+ln(119.9294-qt)=4.23922-0.1463tqt=69.63615+11.61995t1/20.960180.999650.903910.685004一級(jí)動(dòng)力學(xué)方程二級(jí)動(dòng)力學(xué)方程修正擬一級(jí)動(dòng)力學(xué)方程分子內(nèi)擴(kuò)散方程ln(141.77653-qt)=5.24973-0.11605tqt/141.77653+ln(141.77653-qt)=4.78207-0.14968tt/qt=0.00598+0.00688tqt=65.69668+17.03778t1/20.950490.991740.998960.79099

3結(jié)論

(1)本文中的除硅劑ALMB是一種以鈉基膨潤(rùn)土為原料經(jīng)鋁鹽改性而成，適合在含有硅酸鹽溶液中作為高效除硅用吸附劑.

對(duì)竹漿綠液進(jìn)行除硅實(shí)驗(yàn)，其結(jié)果表明,除硅劑AlMB是一種高效的除硅吸附劑，除硅率最高可達(dá)98.9%，且在10 min內(nèi)即可完成除硅反應(yīng)，對(duì)綠液pH、總堿量等的影響較小.綜合經(jīng)濟(jì)成本、堿損失量等兩個(gè)指標(biāo)，可選用18 g/L的除硅劑ALMB作為除硅劑的最佳用量，此時(shí)除硅率可達(dá)79.3%

(2)通過(guò)不同硅含量的竹漿綠液研究了除硅劑ALMB處理不同初始硅濃度的綠液的吸附動(dòng)力學(xué)模型.其結(jié)果表明，其二級(jí)動(dòng)力學(xué)擬合最佳，說(shuō)明吸附除硅過(guò)程屬于物理化學(xué)吸附相結(jié)合的過(guò)程

另外,在2 g/L硅濃度下的動(dòng)力學(xué)模型中,其相關(guān)參數(shù)最大(R2=0.999 78)，可得出最大吸附量為101.833 0 mg/g，與實(shí)驗(yàn)室中得出的最大吸附量100.583 3 mg/g相符.

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Kinetics of adsorption of silicate in bamboo pulp green liquor

by aluminum salts modified bentonite

LIN Tao1， FU Yue1， XU Yong-jian1,2,3， ZHANG Ding-jun3, ZHU Zhen-feng2

(1.College of Light Industry and Energy, Shaanxi Province Key Laboratory of Papermaking Technology and Specialty Paper, Shaanxi University of Science & Technology,Xi′an 710021, China; 2.Post-doctoral Research Center of Material Science and Engineering， Shaanxi University of Science & Technology， Xi′an 710021, China; 3.Guizhou Chitianhua Group Co., Ltd., Chishui 564700, China)

Abstract:A variety of novel and efficient silicate-aluminum salts modified bentonite(ALMB) removal agent was prepared by adding the modifier of aluminum salts as the Na-bentonite used as the raw material.And the kinetics of adsorption of silicate in green liquor by ALMB was studied.The results indicate that the ALMB can adsorb silicate effectively.The desilication reaction could be accomplished in 10 min,and had a little effect on the green liquor pH and total alkali content.The optimum ALMB dosage was 20 g/L,and the desilication rate could exceed 79.3%.Study on the adsorption kinetics of green liquid (1 g/L,2 g/L,3 g/L,4 g/L) by ALMB,the kinetic mode of silicate adsorption were indicated that the whole adsorption process was suitable to the pseudo-second-order kinetic model embracing physical and chemical adsorption.The parameters of the kinetic model of 2 g/L silicate concentration were the largest (R2=0.999 78)，the maximum adsorption capacity was 101.833 0 mg/g coinciding with the experimental adsorption capacity of 100.583 3 mg/g.

Key words:bamboo pulp green liquor； aluminum salts modified bentonite； desilication； kinetics of adsorption

中圖分類(lèi)號(hào)：P619.25+5

文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

文章編號(hào)：1000-5811(2015)05-0001-07

作者簡(jiǎn)介:林濤(1974-)，男，湖北京山人，副教授，博士，研究方向:膨潤(rùn)土改性及應(yīng)用、造紙新技術(shù)

基金項(xiàng)目：國(guó)家十二五科技支撐計(jì)劃項(xiàng)目( 2012BAD23B0201); 國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目( 20876092); 陜西科技大學(xué)學(xué)科帶頭人培育計(jì)劃項(xiàng)目( 20876092)

收稿日期:*2015-06-28