为改善活性炭纤维(ACFs)表面的酸性基团,并提高其对水中重金属离子的去除效率,采用NaClO对ACFs进行氧化改性,研究了吸附时间和温度对水溶液中铜离子的去除影响,用准一级、准二级动力学模型和内扩散模型来研究铜离子在改性ACFs上的吸附动力学行为。结果表明:铜离子在改性ACFs上的吸附平衡可以在50min内达到,且升高温度可以增加铜离子的去除率。准二级动力学模型可以很好地描述铜离子在改性ACFs的吸附行为,其相关系数R~2>0.99.根据吸附热力学的分析可知其标准吸附焓变ΔH0>0,该过程是吸热反应;且活化状态函数值是20.48kJ/mol,表明了该过程是以物理吸附为主。用改性ACFs去除水溶液中铜离子的性能明显比未改性的ACFs高,其去除率从70.2%增加到94.5%.
标题中的"NaClO改性ACFs对水中铜的吸附动力学和热力学研究"指的是通过使用次氯酸钠(NaClO)处理活性炭纤维(ACFs)，以增强其对水体中铜离子(Cu(Ⅱ))的吸附能力，并探讨这一过程的动力学和热力学特性。描述中提到，经过NaClO改性后的ACFs能更有效地吸附铜离子，吸附平衡时间缩短至50分钟，且提高温度有利于提升铜离子的去除率。
在吸附动力学方面，实验采用准一级和准二级动力学模型进行分析。准二级动力学模型的拟合结果表明，相关系数R^2大于0.99，这表示铜离子在改性ACFs上的吸附行为主要遵循准二级动力学，即吸附速率与剩余可吸附量的平方成正比。此外，还应用了内扩散模型，揭示了吸附过程受到液体膜扩散和颗粒内部扩散的影响。
吸附热力学分析显示，吸附过程的标准吸附焓变ΔH0大于0，这意味着这是一个吸热过程，即吸附过程中吸收热量。活化状态函数值为20.48 kJ/mol，这个数值相对较小，暗示了铜离子在ACFs上的吸附主要是物理吸附，而非化学吸附。物理吸附通常涉及分子间范德华力或疏水作用。
总结来说，通过次氯酸钠改性活性炭纤维，可以显著提高其对水体中铜离子的吸附效率，吸附过程快速并受温度影响，表现为吸热的物理吸附过程。这种改性方法对于重金属离子的水处理具有潜在的应用价值，尤其对比未改性的ACFs，去除率从70.2%提升到94.5%，效果显著。这为水污染控制提供了新的思路和技术支持。
