强酸性阳离子交换纤维吸附铟的热力学研究

"这篇论文详细探讨了强酸性阳离子交换纤维吸附金属铟离子In³⁺的热力学特性。研究人员采用自制的强酸性阳离子交换纤维(SACEF)在不同温度(293K至323K)下对In³⁺进行吸附研究。他们分析了六种不同的等温吸附模型，包括Langmuir、Dubini-Radushkevieh (DR)、Freundlich、Temkin、Redlich-Peterson (RP)以及Koble-Corrigan (KC)，以拟合实验数据。尽管Langmuir非线性拟合和DR模型表现不佳，其他模型的线性和非线性拟合结果均显示出较好的适用性，特别是Langmuir模型的线性拟合，其相关系数R²接近0.9，被认为最适合描述这一吸附过程。根据等量吸附焓的计算，SACEF对In³⁺的吸附是一个吸热过程，吸附焓大于0，说明该过程是吸热、自发且熵增的。这些发现对于理解和优化金属离子的分离与回收具有重要意义。" 这篇论文的核心知识点包括： 1. **强酸性阳离子交换纤维**: 这是一种特殊材料，能够通过离子交换反应吸附特定离子，如In³⁺，在环保和金属回收等领域有广泛应用。 2. **吸附特性研究**: 研究涉及在不同温度下的吸附平衡，目的是理解吸附过程的动力学和热力学性质。 3. **等温吸附模型**: 文中提到了Langmuir、DR、Freundlich、Temkin、RP和KC这六种模型，它们是用来描述固体表面吸附气体或液体分子的理论框架，通过这些模型可以分析吸附数据并预测吸附行为。 4. **Langmuir模型**: 一种经典的单层吸附模型，假设吸附位点均匀且无相互作用，结果表明其线性拟合在描述SACEF吸附In³⁺时最为合适。 5. **吸附热力学**: 等量吸附焓ΔH°的计算揭示了吸附过程的能量变化，此处的正ΔH°表示吸附为吸热过程，即能量从环境中吸收。 6. **自发性和熵增**: 吸附过程的自发性是由于吉布斯自由能ΔG的变化，当ΔG<0且熵ΔS增加时，过程是自发的。这里的吸热、自发和熵增表明，In³⁺在SACEF上的吸附有利于系统的混乱度增加。 7. **吸附行为解释**: 研究结果为理解In³⁺在纤维上的具体吸附机制提供了理论依据，有助于优化吸附工艺，提高金属回收效率。 这些知识点对于深入理解离子吸附过程、设计更有效的金属离子分离方法以及优化环境治理策略具有重要意义。