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固-液界面吸附是自然界中普遍存在的现象之一,也是污水处理中常用方法之一。吸附剂浓度(Cs)是影响吸附行为的重要因素。大量研究表明,吸附等温线随吸附剂浓度增大而降低,这种现象称为“吸附剂浓度效应”或“固体效应”(Cs-effect)。传统的Langmuir或Freundlich吸附等温式不能描述或预测Cs-effect,因拟合的模型参数与CS有关,这与模型假设相悖。为描述和解释Cs-effect,提出了多种吸附剂浓度效应模型,或因适用范围有限(只能描述个别实验结果),或因模型参数不能实验测定,均未被广泛认可。近期,我们课题组提出了一个新固体效应模型—表面组分活度(SCA)模型；认为Cs-effect缘于吸附剂颗粒间相互作用,表面组分吸附位和吸附质的活度系数不等于1,而分别为吸附剂浓度和吸附量的函数。基于SCA模型,推导出了三个与CS有关的等温式：Langmuir-SCA、 Freundlich-SCA等温式和SCA-分配系数方程。目前,这些SCA等温式的普适性有待验证,介质条件对表面组分活度系数的影响规律还有待考察。本文对此进行了研究,以期加深对固-液界面吸附现象的认识,为吸附技术在污水处理中的应用提供依据。(1)选取高岭土为矿物吸附剂模型,Zn(Ⅱ)和Cd(Ⅱ)为重金属污染物(吸附质)模型,考察了吸附剂浓度对吸附等温线的影响。结果表明,吸附等温线随Cs的增大而下降,呈现出明显的固体效应。在给定Cs下,Zn(Ⅱ)和Cd(Ⅱ)在高岭土上的吸附等温线分别符合Langmuir和Freundlich吸附等温式,但拟合模型参数与Cs有关,即这两个等温式不能描述或预测Cs-effect。采用Langmuir-SCA和Freundlich-SCA等温式对吸附数据进行拟合,结果表明可分别准确地描述Zn(Ⅱ)和Cd(Ⅱ)在高岭土上吸附的Cs-effect效应,证明SCA模型对所研究吸附体系是适用的。(2)选用壳聚糖微粒为有机吸附剂模型,甲基橙为有机染料污染物(吸附质)模型,考察吸附剂浓度对吸附等温线的影响,研究了介质条件如温度、pH、电解质浓度对吸附剂浓度效应的影响。Langmuir等温式可描述给定Cs下的吸附等温线,但不能描述Cs-effect,其模型参数与CS有关。采用Langmuir-SCA等温式对吸附数据进行拟合,结果表明可准确地描述甲基橙在壳聚糖微粒上吸附的Cs-effect,证明SCA模型对所研究吸附体系是合理的。另外,在不同温度、pH、离子强度下,吸附剂浓度对甲基橙在固-液两相的分配系数也均有明显影响,SCA-分配系数方程可描述其影响结果。吸附位活度系数(fs/H2O)随温度(20-35℃)和pH(5-8)的升高而降低,而与电解质(NaNO3)浓度(0.001-0.010mol·L-1)基本无关。