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磺化腐植酸对Ni(Ⅱ)吸附性能的热力学及动力学研究
摘要：
本研究主要探究了磺化腐植酸对Ni(Ⅱ)吸附性能的热力学和动力学，结果表明，磺化腐植酸的吸附量与溶液pH值、温度等因素密切相关，吸附动力学过程符合准二级动力学模型，而吸附热力学过程为自发吸附且吸附过程为放热性质。
1.研究背景
重金属污染是当前环境领域的一大难题，其中镍(Ni)作为一种具有广泛的工业应用的金属，在冶金、电镀、化学制品等工业过程中被大量使用。大量的Ni的排放加重了自然环境的负担，对水体及土壤造成严重的污染，严重影响着人们的生产和生活。因此，探求一种简单、快捷、高效的Ni污染物去除方法对于解决自然环境污染给予了极大的提高。
吸附法被认为是一种高效、经济、环保、易于操作的污染物去除方法之一，在这些方法中，反应速率、成本以及对环境的影响有着极大的影响。因此，基于腐植酸吸附Ni(Ⅱ)方法，成为解决重金属污染问题的一种有希望的途径。
2.实验方法
2.1实验仪器及试剂
实验采用常见的常温恒温振荡器搭配电子天平和紫外可见分光光度计等设备，以及优质的腐植酸、乙酸纤维素、NaOH、HNO3、NiSO4等一系列试剂。
2.2试验流程
在实验中，首先制备活性炭吸附胶体Ni(Ⅱ)离子，在一定的温度和溶液pH值下，利用吸附作用，测定不同组分下单相溶液平衡吸附实验，检验Ni利用磺化腐植酸进行吸附的能力，详细记录吸附过程的热力学和动力学参数。
3.实验结果
3.1吸附等温线测定
在一定温度下，磺化腐植酸对Ni的吸附等温线结果表明，吸附量随着Ni(Ⅱ)的浓度的增大而增加，且随着Ni(Ⅱ)的浓度的升高，吸附量从一定浓度后没有明显变化，这说明吸附量已达平衡状态。随着温度的升高，吸附量有所降低，表明放热过程是影响吸附量的重要因素。
3.2吸附热力学参数测定
通过测定吸附对温度的响应，可以得出吸附热力学参数。在此研究中，计算出了吸附热、吸附焓、吸附熵等参数，结果表明磺化腐植酸吸附Ni(Ⅱ)的反应是一个放热过程，随着温度的升高，吸附热、吸附焓的值均减小，吸附熵的值则增大，这与自发性增加和放热性质相一致。
3.3吸附动力学测定
通过测定吸附对时间的响应，可以得出吸附动力学参数，此类参数是确定吸附容量、最大速率和付出能量等重要物理学量的基础。实验结果表明吸附动力学过程符合准二级动力学模型，从而得出吸附速率常数k、吸附标准自由能DG等参数。
4.结论
本研究主要探究磺化腐植酸对Ni(Ⅱ)的吸附性能，结果表明磺化腐植酸具有良好的吸附性能和吸附容量。吸附量随着Ni(Ⅱ)浓度的增大而增加，吸附量达到平衡状态后不再随着Ni(Ⅱ)浓度的升高而增加。吸附动力学过程为准二级动力学模型，表明吸附速率常数k值随着温度的升高而升高，吸附等温线和吸附热力学过程符合自发吸附且吸附过程为放热性质。这些结果为磺化腐植酸在重金属废水处理中的应用提供了有益的参考价值。