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我国淡水资源短缺,水污染状况也相当严重,其中尤其是重金属污染对水生态环境危害很大。人工湿地系统可用于重金属污染水体的深度治理,在湿地系统中建立吸附单元可有效提高系统的净化能力,因此,研究重金属离子吸附的行为规律具有重要意义。本实验选用蛭石和沸石作为吸附剂,进行了水溶液体系Mn2+的吸附实验,主要目的是比较水洗和酸洗样本Mn2+吸附量的差异,考察四组分模型和新动态方程的适用性,分析和比较平衡与动态吸附过程中的自由能变和化学势变规律,为人工湿地系统中湿地单元的构建提供基础数据和理论依据。主要研究结果如下：(1)在给定吸附剂浓度和起始离子浓度水平上,水洗蛭石样本Mn2+吸附量大于酸洗蛭石样本和水洗沸石样本的值。酸洗蛭石样本中H+占据了大量吸附位,不仅降低样本的吸附能力,还降低溶液的pH值,因此不宜用于实践。(2)采用经典等温吸附方程描述Mn2+吸附行为时,存在明显的吸附剂浓度效应,Langmuir和Freundlich方程的参数都不为常数,而是吸附剂浓度(W)的函数,因此极大地限制了经典等温方程的适用性。四组分平衡吸附模型在不同吸附剂浓度水平上能准确描述Mn2+的吸附行为,给定离子和吸附剂种类,用x代表平衡吸附量(Q)与W的比值(吸附密度),z代表平衡溶液离子浓度(A)与W的比值,y代表起始离子浓度(A0)与W的比值,吸附体系中x/y和z/y对y的组合曲线是唯一的,可称之为吸附反应体系的特征曲线。特征曲线消除了吸附剂浓度效应和离子浓度效应,具有一定的实用价值。(3)固液吸附体系存在两个潜在的吸附密度极限点：吸附容量值(p)和吸附临界值(xc),其中,吸附容量值(p)是吸附剂种类的选择和用量的依据,而采用吸附技术处理含重金属离子废水的目的是使离子吸附密度(x)趋向(或接近)吸附临界值(xc),因此,p和xc的确定具有重要的理论与实际意义。(4)在实验检测范围内,蛭石-水溶液体系中Mn2+平衡吸附过程的自由能变(⊿G)均为负值,说明吸附反应是自发进行的。基于化学势变U函数具有极值的特性,确定了水洗和酸洗蛭石吸附Mn2+的p值分别为5.82和2.45mg/g。(5)新动态方程可用以描述蛭石-水溶液体系中Mn2+动态吸附过程。基于平衡吸附反应化学势变原理,进一步确定了蛭石-水溶液体系中Mn2+的离子吸附反应化学势变的动态曲线,离子吸附反应化学势变动态变化的趋势说明了化学势变是离子吸附反应动力的本质。