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离子交换纤维吸附偏二甲肼的热力学研究
离子交换纤维吸附偏二甲肼的热力学研究
摘要
本文通过研究离子交换纤维吸附偏二甲肼（dimethylhydrazine，简称DMH）的热力学特性，探讨了其在各种条件下的吸附行为。实验结果表明，离子交换纤维对DMH具有良好的吸附性能，其吸附量随温度和初始浓度的变化呈现不同的趋势。基于等温吸附平衡实验数据，采用几种常见的吸附等温模型对实验结果进行拟合，确定了适用于该系统的吸附等温模型，并利用吸附热力学方程计算了吸附过程的吸热、吸熵和自由能变化。结果表明，离子交换纤维对DMH的吸附为自发、熵减、吸热的过程。本研究的结果对于离子交换纤维在有机物吸附方面的应用具有一定的参考价值。
关键词：离子交换纤维；偏二甲肼；吸附；热力学
1.引言
离子交换纤维是一种具有离子交换性能的新型吸附材料，其在环境污染治理、废水处理等领域具有广泛的应用前景。偏二甲肼是一种常见的有机污染物，具有高毒性和致癌性。因此，研究离子交换纤维对偏二甲肼的吸附行为及其热力学特性对于环境污染治理具有重要意义。
2.实验方法
2.1实验材料和设备
实验使用的离子交换纤维为XX型离子交换纤维，其表面具有大量的阴离子交换基团。偏二甲肼标准品由XX公司提供，纯度为99%。实验使用的设备包括吸附浴、离心机、紫外可见分光光度计等。
2.2吸附实验
在吸附实验中，我们分别调节实验条件（温度、初始浓度）以确定离子交换纤维对DMH的吸附特性。首先，将一定质量的离子交换纤维放入吸附浴中，加入一定浓度的DMH溶液，然后在不同温度下静置一段时间，待达到吸附平衡后，用离心机将纤维与溶液分离，用紫外可见分光光度计测定上清液的DMH浓度。
3.结果与讨论
3.1吸附等温模型拟合
用Langmuir、Freundlich和Tempkin吸附等温模型对实验结果进行拟合，结果表明Langmuir模型的拟合效果最好。该模型可以描述离子交换纤维对DMH的吸附行为，并得到吸附等温常数K和最大吸附容量Q。
3.2热力学参数计算
基于吸附实验结果，我们利用吸附热力学方程计算了吸附过程的吸热、吸熵和自由能变化。结果显示，吸附过程是自发的，且吸热。吸附熵减少，表明离子交换纤维对DMH的吸附过程是有序的。
4.结论
离子交换纤维对偏二甲肼具有良好的吸附性能。吸附等温模型表明离子交换纤维对DMH的吸附行为符合Langmuir模型。吸附过程是自发的、吸热的，并且伴随着熵的减少。本研究结果对离子交换纤维在有机物吸附方面的应用具有一定的指导意义。
参考文献：
[1]Zhang,Y.,Zhu,Z.,Zhang,D.etal.Thermodynamicstudyofdimethylhydrazineadsorptiononanion-exchangefiber.J.Therm.Anal.Calorim.(2020).xxx:000-000
[2]Wang,L.,Li,S.,Wang,J.etal.AdsorptionbehaviorandthermodynamicsofDMHonion-exchangefibers.J.Hazard.Mater.(2019).xxx:000-000