D0I:10.13374/i.issnl001153.2008.04.037 第30卷第4期 北京科技大学学报 Vol.30 No.4 2008年4月 Journal of University of Science and Technology Beijing Apr.2008 介孔材料酸性红12染料分子体系动力学模型的建立 和模拟 李天昕)林海)孙大钓2)宋存义) 1)北京科技大学土木与资源工程学院，北京1000832)美国壳牌公司环保部，休斯顿77001，美国 摘要以酸性红12作为多苯环长链发色有机物的代表，通过对有效扩散系数的测定，确定其在介孔材料颗粒体上的吸附等 温式和平衡接近率随时间变化的关系·利用非稳态扩散传质与非稳态热传导过程类比速率方程相似的特点，应用Peterson的 热传导近似公式，用计算机求解超越方程，得到了酸性红12在介孔复合材料颗粒内的有效扩散系数并进行了拟合验证，得出 该传质过程的主要作用力类型. 关键词介孔材料：酸性红：动力学模型：有效扩散系数：非稳态传质 分类号0359+.2：X131.2 Dynamic modeling and simulation of the mesoporous material and acid red 12 dye molecule system LI Tianxin),LIN Hai),SUN Paul2),SONG Cunyi) 1)School of Civil and Environmental Engineering.University of Science and Technology Beijing Beijing 100083.China 2)Environmental Department.Shell Group in American:Houston 77001,USA ABSTRACT Acid red 12,a long chain multi-benzene ring coloring dye.was used as the representative compound to decide the ad- sorption isotherm formula of it in a mesoporous material and the relationship bet ween the equilibrium closing rate and time by effective diffusion coefficient testing.Based on the theory of similar rate equations bet ween unsteady diffusion mass transfer and heat condue- tion.the effective diffusion coefficient of acid red 12 in the mesoporous material was solved and simulated by using the Peterson heat conduction approximate formula and transcendental equation resolved by computer,which is helpful to study the adsorption mecha- nism of mesoporous materials. KEY WORDS mesoporous material:acid red:dynamic model:effective diffusion coefficient:unsteady mass transfer 一般来讲，液固吸附过程主要有以下几个步骤： (1)液膜扩散：(2)孔扩散：(3)表面扩散；(4)表面吸 附.在介孔材料颗粒吸附水中有机污染物的过程中， 有机物在介孔复合体内的扩散（包括孔扩散和表面扩 散)往往是决定这一过程的关键，因而介孔材料颗粒 内的有效扩散系数是确定传质总系数的重要参数 1颗粒有效扩散系数的测定实验 1.1平衡吸附的测定 实验装置如图1所示，分别准确称量不同质量 图1实验装置图 Fig-1 Experimental apparatus 收稿日期：2007-02-28修回日期.20007-03-29 基金项目：北京科技大学校基金重点资助项目(No.NBIC-4) 的介孔材料（由天然斜发沸石经改性加工获 作者简介：李天昕(1975一)，女，讲师，博士， 得)，投入五个250mL锥形瓶中，然后分别向瓶 E-mail:terdili@tom.com介孔材料－酸性红12染料分子体系动力学模型的建立 和模拟 李天昕1） 林 海1） 孙大钧1‚2） 宋存义1） 1） 北京科技大学土木与资源工程学院‚北京100083 2） 美国壳牌公司环保部‚休斯顿77001‚美国 摘 要 以酸性红12作为多苯环长链发色有机物的代表‚通过对有效扩散系数的测定‚确定其在介孔材料颗粒体上的吸附等 温式和平衡接近率随时间变化的关系．利用非稳态扩散传质与非稳态热传导过程类比速率方程相似的特点‚应用 Peterson 的 热传导近似公式‚用计算机求解超越方程‚得到了酸性红12在介孔复合材料颗粒内的有效扩散系数并进行了拟合验证‚得出 该传质过程的主要作用力类型． 关键词 介孔材料；酸性红；动力学模型；有效扩散系数；非稳态传质 分类号 O359＋∙2；X131∙2 Dynamic modeling and simulation of the mesoporous material and acid red12＃ dye molecule system LI Tianxin 1）‚LIN Hai 1）‚SUN Paul 1‚2）‚SONG Cunyi 1） 1） School of Civil and Environmental Engineering‚University of Science and Technology Beijing‚Beijing100083‚China 2） Environmental Department‚Shell Group in American‚Houston77001‚USA ABSTRACT Acid red12＃‚a long chain mult-i benzene ring coloring dye‚was used as the representative compound to decide the ad￾sorption isotherm formula of it in a mesoporous material and the relationship between the equilibrium closing rate and time by effective diffusion coefficient testing．Based on the theory of similar rate equations between unsteady diffusion mass transfer and heat conduc￾tion‚the effective diffusion coefficient of acid red12＃ in the mesoporous material was solved and simulated by using the Peterson heat conduction approximate formula and transcendental equation resolved by computer‚which is helpful to study the adsorption mecha￾nism of mesoporous materials． KEY WORDS mesoporous material；acid red；dynamic model；effective diffusion coefficient；unsteady mass transfer 收稿日期：2007-02-28 修回日期：20007-03-29 基金项目：北京科技大学校基金重点资助项目（No．NBIC-4） 作者简介：李天昕（1975—）‚女‚讲师‚博士‚ E-mail：terdili＠tom．com 一般来讲‚液固吸附过程主要有以下几个步骤： （1） 液膜扩散；（2） 孔扩散；（3） 表面扩散；（4） 表面吸 附．在介孔材料颗粒吸附水中有机污染物的过程中‚ 有机物在介孔复合体内的扩散（包括孔扩散和表面扩 散）往往是决定这一过程的关键‚因而介孔材料颗粒 内的有效扩散系数是确定传质总系数的重要参数． 1 颗粒有效扩散系数的测定实验 1∙1 平衡吸附的测定 实验装置如图1所示‚分别准确称量不同质量 图1 实验装置图 Fig．1 Experimental apparatus 的 介 孔 材 料 （由 天 然 斜 发 沸 石 经 改 性 加 工 获 得［1—4］ ）‚投入五个250mL 锥形瓶中‚然后分别向瓶 第30卷 第4期 2008年 4月 北 京 科 技 大 学 学 报 Journal of University of Science and Technology Beijing Vol．30No．4 Apr．2008 DOI:10．13374／j．issn1001－053x．2008．04．037