内容发布更新时间 : 2024/12/23 3:05:15星期一 下面是文章的全部内容请认真阅读。

环境工程原理《吸附》习题及答案

1 、 25℃，101.3kPa下，甲醛气体被活性炭吸附的平衡数据如下： q/[ g(气体)?g(活性炭)-1] 气体的平衡分压 /Pa

0 0

0.1 267

0.2 1600

0.3 5600

0.35 12266

试判断吸附类型，并求吸附常数。

如果25℃，101.3kPa下，在1L的容器中含有空气和甲醛的混合物，甲醛的分压为12kPa，向容器中放入2g活性炭，密闭。忽略空气的吸附，求达到吸附平衡时容器内的压力。

解：由数据可得吸附的平衡曲线如下

0.4 q/g(气体)g(活性炭)-1 0.3 0.2 0.1 0 0 5000 10000 p/Pa 吸附平衡曲线15000 图1

由上述的平衡曲线，可以判断吸附可能是Langmuir或Freundlich型。 由

1111??，整理数据如下 qqmk1pqm1/q 1/p

作1/q和1/p的直线

10 0.00374

5 0.00062

3.3 0.00018

2.86 0.00008

12 10 8 1/q 6 4 2 0 0 0.001 0.002 1/p 0.003 0.004 y = 1855.7x + 3.1567 R2 = 0.9784 图2

由lnq?1/nlnp?lnk，整理数据如下：

lnp lnq

5.59 -2.30

7.38 -1.61

8.63 -1.20

9.41 -1.05

作lnq和lnp的直线

0 2 -0.5 -1 -1.5 -2 -2.5 lnp lnq y = 0.3336x - 4.1266 R2 = 0.9887 4 6 8 10 图3

由以上计算可知，用Freundlich等温方程拟合更好一些。同时计算参数如下： 1/n=0.3336，n=3，lnk=-4.1266，k=0.016，所以等温线方程为q?0.016p1/3 题设条件下，甲醛的物质的量为n?质量为m?0.0048?30?0.144g

假设达到吸附平衡时吸附量为

p?pV12000?0.001??0.0048mol RT8.314?298q，则此时的压力为

?0.144?2q??8.314?298/300.001

将q?0.016p1/3代入，可以求得p?89Pa

所以此时甲醛的平衡分压已经很低，如果忽略的话，可以认为此时容器内的压力为101.3?12?89.3kPa

2、 现采用活性炭吸附对某有机废水进行处理，对两种活性炭的吸附试验平衡数据如下：

平衡浓度COD /(mg?L-1) 100

500

1000

1500

A吸附量/ [mg?g(活性

炭)-1]

B吸附量/[mg?g(活性

炭)-1]

55.6 192.3 227.8 326.

1

47.6 181.8 294.1 357.

3

398.4 357.1

378.8 434.8

476.2 394.7

2000

2500

3000

试判断吸附类型，计算吸附常数，并比较两种活性炭的优劣。 解：由数据可得吸附的平衡曲线如下：

Langmuir吸附等温线方程为q?k1qm?/?1?k1??，变形后可得整理数据如下：

?q??qm?1，k1qm? ?/q(A) ?/q(B)

100 1.80 2.10

500 2.60 2.75

1000 4.39 3.40

1500 4.60 4.20

2000 5.60 5.02

2500 6.60 5.75

3000 7.60 6.30

作?/q和?的直线