土壤中Hg离子地球化学行为模拟实验 ——以山西的典型土壤为例

土壤样品分别采于山西省大同、太原和临汾3个地区。实验分成吸附解吸实验和运移实验2个部分。其中吸附实验分成砂粒土壤和粘粒土壤2个粒级分别进行。结果表明：3种土壤对Hg的吸附量随着加入Hg离子溶液浓度的增加而增加。用4种吸附模式来拟合3种土样对Hg的吸附可以得出,Freundlich模式和Langmuir模式能较好地拟合3种土壤对Hg吸附的实验数据。3种土壤对Hg都有一定的吸持固定作用。解吸率由大到小依次为大同土壤〉临汾土壤〉太原土壤。当Hg^2＋的浓度为300mg/L时,Hg在大同土壤中的穿透速率最快,在太原土壤中穿透速率最慢。从而得出Hg^2＋在壤质砂土中运移速度最快、在粉壤土中运移速度最慢的结论。     

13X沸石分子筛对水中Hg2+吸附性能的实验研究

13X沸石分子筛吸附水中Hg2+的实验研究表明,13X沸石在pH值为5~6、时间为20 min、温度为20~30 ℃条件下对Hg2+ 的吸附效果最佳。在13X沸石的用量为4 g/L的条件下对原始浓度为0.2 ~100mg/L的Hg2+进行吸附,吸附量由0.035 6 mg/g增加到21.87 mg/g。13X沸石可使原始浓度为0.01 mg/L的Hg2+降至0.002 mg/L以下。饱和NaCl溶液对吸附Hg2+后的13X沸石解吸效果良好,解吸后的13X沸石循环使用4次,对Hg2+的吸附率仍未降低,表明13X沸石的重复利用效果良好。通过在洗脱Hg2+ 的解吸液中加入Na2S·9H2O,可使Hg2+形成HgS沉淀进行回收,回收率可达90%以上。实验表明,13X沸石适用于对水中低浓度Hg2+的深度净化处理。     

凹凸棒石缓释钾肥的制备及缓释效果研究

以凹凸棒石为缓释载体,研究凹凸棒石缓释钾肥的制备条件,并以其吸附时间、K+初始浓度与吸附量的关系,确定K+吸附量最大时的K+初始浓度缓释效果。用pH=5的HCl溶液和(Ca2++Mg2+)浓度为1.6mmol/L,3.2mmol/L,6.4mmol/L,12.8mmol/L,19.2mmol/L,25.6mmol/L的混合溶液对凹凸棒石缓释肥进行解吸。结果表明:凹凸棒石对K+的吸附量在30min内达到平衡,单位质量凹凸棒石对K+的最大吸附量为13.97×10-3;pH=5的HCl溶液对K+的解吸率最小,随解吸溶液中(Ca2++Mg2+)浓度增加,解吸率增大,凹凸棒石对K+的解吸过程符合Elovich方程,解吸速率远小于吸附速率;以pH=5的HCl溶液对凹凸棒石缓释钾肥进行动态解吸和静态解吸实验,动态解吸得出的解吸率较静态解吸的解吸率低,解吸液为450ml时,动态解吸和静态解吸的解吸率分别为35.5%和50.3%,前者能更真实地反应凹凸棒石缓释钾肥的缓释效果;该凹凸棒石是钾肥良好的缓释载体。     

斜发沸石对钾离子的吸附/解吸动力学研究

以KCl为钾源、新疆某地所产斜发沸石为吸附剂,研究斜发沸石对K+的动力吸附与解吸效果,并探讨吸附时间、K+初始浓度与吸附量的关系。用pH=5的HCl溶液和(Ca2++Mg2+)浓度/(mmol.L-1)为1.6,3.2,6.4,12.8,19.2,25.6的混合溶液对饱和吸附了K+的斜发沸石进行解吸,实验结果表明:沸石对K+的吸附在4min能达到最大吸附率的96%,30min内达到平衡。Langmuir吸附等温式能对吸附曲线进行很好的描述。单位质量沸石对K+的最大吸附量为44.53×10-3,以阳离子交换吸附为主。pH=5的HCl溶液对K+的解吸量最小,随解吸溶液中(Ca2++Mg2+)浓度增加,解吸滞后系数减小,解吸速率远小于吸附速率。解吸量的自然对数与解吸时间的自然对数呈现明显的线性关系,用指数方程对(Ca2++Mg2+)浓度为25.6mmol/L的解吸曲线进行拟合,R=0.998,拟合方程为qt=3.890t0.210。理论上将吸附的K+全部解吸出来需要74.4d。     

介微孔复合沸石分子筛对重金属离子吸附性能的实验研究

以介微孔复合沸石分子筛MCM-41／ZSM-3为吸附剂，采用静态吸附方法初步研究了其对重金属离子Cu^2 、Zn^2 、Pb^2 、Cd^2 的吸附性能。结果表明：对于配置的60mg／dm^3重金属离子溶液，使用分子筛用量为10g／dm^3时，在较宽的pH范围内MCM-41／ZSM-3对Cu^2 、Zn^2 、Pb^2 、Cd^2 的吸附率可达90％以上；对等温吸附曲线的回归分析得出Cu^2 、Zn^2 、Pb^2 、Cd^2 在实验浓度范围内符合Langmuir单吸附位吸附曲线且具有较大的吸附容量。     

斜发沸石对模拟核素Sr2+的吸附/解吸动力学研究

以Sr（NO3）2为核素源、新疆富蕴县所产斜发沸石为吸附剂,研究斜发沸石对Sr2＋的动力吸附/解吸效果。探讨吸附时间、Sr2＋初始浓度与吸附量的关系以及吸附机理。用pH=6的水溶液对饱和吸附了Sr2＋的斜发沸石进行解吸。结果表明：斜发沸石对Sr2＋的吸附在4 h能达到最大吸附率的99%,Freundlich吸附等温式能对吸附曲线进行很好的描述,单位质量沸石对Sr2＋的最大吸附量为38.34 mg/g,以阳离子交换吸附为主。4.5 h后解吸率为1.78%,解吸速率远小于吸附速率,解吸量与解吸时间的自然对数呈现明显的线性关系,用Elovich方程对解吸曲线进行拟合,R=0.9994,拟合方程为：qt=0.03375＋0.11916lnt。理论上将5%的Sr2＋解吸出来约需5044 d。该斜发沸石固Sr2＋能力很强,对于处理含Sr2＋放射性废液具有重要的意义。     

13X沸石对Ni2+吸附性能的实验研究

在静态条件下，实验研究了13X沸石的用量、温度、时间、溶液pH值、初始Ni^2 质量浓度对Ni^2 吸附性能的。结果表明：在室温下，13X沸石对Ni^2 的吸附平衡时间为15min，对Ni^2 的最大吸附量为49.7mg/g沸石；静态等温吸附过程符合Langmiur吸附等温方程式；13X沸石对Ni^2 的吸附机理为离子交换吸附和表面络合吸附。     

纳米铁对地下水中As(III)的吸附动力学

实验室合成制得的纳米铁BET比表面积为49.16 m2/g, 直径范围为20~40 nm.通过批实验考察纳米铁对As(Ⅲ)吸附动力学情况.结果表明, 在20℃、pH为7时, 纳米铁能够快速地去除As(Ⅲ), 在60 min内, 0.1 g纳米铁对起始浓度为910 μg/L溶液As(Ⅲ)去除率大于99%.反应遵循准一级反应动力学方程, 标准化后的As(Ⅲ)速率常数k_SA为2.6 mL/(m2·min).纳米铁对As(Ⅲ)的吸附等温曲线能够很好地满足Langmuir和Freundlich方程, 相关系数R2＞0.95, 由Langmuir模型获得单层纳米铁的最大吸附量为76.3 mg/g.0.1 mol/L NaOH对吸附在纳米零价铁(NZVI)的As(Ⅲ)解吸率为21%.在竞争阴离子中, SiO₃2-和H₂PO₄-对As(Ⅲ)的去除有明显阻碍作用, 而其他离子基本上没有影响.纳米铁对As(Ⅲ)的去除机理主要是吸附和共沉淀.      

污灌土壤对铅的吸附和解吸特性

为了解污灌土壤对铅的吸附-解吸机制,进行不同条件下的吸附-解吸试验。结果表明：污灌土壤对铅的吸附量随铅初始浓度的增大,呈现先强烈吸附再缓和的过程。Langmuir模式对污灌土壤等温吸附铅的拟合效果最好,其饱和吸附量为7.84 mg/g。亚砷酸盐的存在会阻碍污灌土壤对Pb²⁺的吸附,亚砷酸盐加入前后污灌土壤对铅的吸附率从99.9％～100％下降到97.8％～99.0％。加亚砷酸盐条件下污灌土壤对铅的等温吸附模式以Freundlich模式的拟合效果最好。污灌土壤对吸附态铅的解吸量随解吸振荡时间的延长而不断增加,且解吸率随时间增加总体趋于降低。Elovich方程和幂函数方程均能很好地拟合污灌土壤对铅的解吸动力学过程,尤其是Elovich方程的拟合效果最为显著。     

超临界状态下煤岩吸附/解吸二氧化碳的实验

查明超临界状态下煤岩对CO₂的吸附/解吸特征,能为煤层气开采现场注CO₂的注入参数选取提供理论依据。以山西屯留矿的瘦煤和寺河矿的无烟煤为研究对象,借助ISO-300型等温吸附实验仪分别进行了不同温度(35℃、45℃、55℃)、最高压力达到CO₂临界压力以上时的吸附/解吸实验。结果表明:超临界状态下,随着压力升高,容量法测得的吸附量存在最大值,不代表煤样的绝对吸附量,而是Gibbs吸附量;根据煤岩在高压下吸附CO₂的本质,计算出超临界状态下煤岩吸附/解吸CO₂的真实量。超临界状态下煤岩吸附CO₂的真实量与压力之间符合langmuir吸附曲线,随着吸附压力的升高,Gibbs吸附量与绝对吸附量之间的差值越来越大;随着温度的升高,煤样的饱和吸附量降低;同样条件下,高变质程度的无烟煤对CO₂的饱和吸附量大于瘦煤;超临界状态下煤样对CO₂的绝对吸附等温线和绝对解吸等温线是可逆的。      

不同形态洛美沙星在高岭土上的吸附特性

本研究采用批实验方法探究了不同形态洛美沙星(LOM)在高岭土上的吸附特性。LOM吸附动力学结果符合准二级反应动力学方程,吸附等温数据可用Langmuir方程很好地拟合。随着溶液pH值增大,洛美沙星吸附量先增大后减小,且pH值在洛美沙星pKa1与pKa2间吸附量达到最大。不同形态LOM在高岭土上的吸附量排序为LOM^±>LOM^+>LOM^-。溶液离子强度和无机阳离子种类对LOM^+在高岭土上的吸附影响十分微弱,但均明显抑制了LOM^±的吸附,且离子强度越大,抑制作用越明显。不同无机阳离子抑制程度排序为Mg^2+>Ca^2+>K^+>Na^+。LOM^+在高岭土上的吸附机理主要是内层络合和阳离子交换;LOM^±在高岭土上的吸附机理主要是阳离子交换、氢键作用和静电引力作用;LOM^-与高岭土表面存在较大静电斥力,导致吸附量很小,可能是外层表面络合引起少量的吸附。     

Sorption of Cesium on Clay Colloids: Kinetic and Thermodynamic Studies

Sorption of radionuclides onto stable colloids can significantly enhance their transport in groundwater. Batch adsorption studies were performed to evaluate the influence of various experimental parameters like initial pH, contact time, temperature and concentration of Na⁺ and Ca²⁺ ions on the sorption of Cs on clay. The sorption process is dependent on pH of the solution with distribution coefficient (K _d) found to increase with increase in pH. The kinetic experiments were carried out at different temperatures, and the results have shown that the sorption process fits well into a pseudo-second-order mechanism with apparent activation energy of 45.7?kJ/mol. The rate constant was found to decrease with increase in temperature. The thermodynamic parameters such as ?G ⁰, ?H ⁰ and ?S ⁰ were calculated. The negative value of ?H ⁰ indicates that the reaction is exothermic. The negative values obtained for ?G ⁰ indicated that the sorption of cesium on clay was spontaneous at all studied concentrations. The distribution coefficient was found to decrease with increasing concentration of Na⁺ and Ca²⁺ ions. The cesium sorption data were fitted to Freundlich, Langmuir, Temkin and Dubinin–Radushkevich (D–R) isotherms. The values of Langmuir separation factor (R _L) indicate a favorable Cs adsorption. The values of mean free energy of sorption (E) at various temperatures ranged from 10.5 to 11.1?kJ/mol, which indicates that the sorption process follows chemisorption.     

针铁矿/水界面反应性的实验研究

选择针铁矿对Pb2+、Cu2+、Cd2+等3种重金属离子的吸附实验,开展矿物/水界面反应性研究.金属离子(M2+)在矿物-水溶液间分配有多种表面反应机制,这些表面反应发生作用的条件主要取决于吸附质水化学性质和矿物表面荷电性,因此,溶液pH值是影响矿物/水界面反应性的关键因素.在不同pH值条件下, 表面羟基可通过发生质子化或去质子化反应而使得矿物表面产生荷电性并发生改变,而金属离子的水解则可显著加快金属羟基配合物的形成,从而进一步增强了矿物/水界面反应.本实验条件下针铁矿表面对重金属离子的吸着量随pH值升高而升高,在一个较窄的pH值范围内吸附率急剧升高,呈S形分布.针铁矿对3种不同的重金属离子的吸附能力的强弱顺序是Cu2+＞Pb2+＞Cd2+.无论是Langmuir方程还是Freundlich方程,都能较好拟合针铁矿对重金属离子的等温吸附过程.Freundlich方程的n值均在0.1～0.5之间,说明重金属离子在针铁矿表面的吸附并不能简单地归结为单配位或双配位模式,可能存在着多种吸附结合形态.表观吸附常数KM值的变化规律,说明重金属离子与针铁矿表面反应模式及其表面吸附形态发生了变化,具体的吸附形态还有待谱学研究进一步证实.     

Adsorption of copper, nickel and lead ions from synthetic semiconductor industrial wastewater by palm shell activated carbon

Granular activated carbon produced from palm kernel shell was used as adsorbent to remove copper, nickel and lead ions from a synthesized industrial wastewater.Laboratory experimental investigation was carried out to identify the effect of pH and contact time on adsorption of lead, copper and nickel from the mixed metals solution. Equilibrium adsorption experiments at ambient room temperature were carried out and fitted to Langmuir and Freundlich models. Results showed that pH 5 was the most suitable, while the maximum adsorbent capacity was at a dosage of 1 g/L, recording a sorption capacity of 1.337 mg/g for lead, 1.581 mg/g for copper and 0.130 mg/g for nickel. The percentage metal removal approached equilibrium within 30 min for lead, 75 min for copper and nickel, with lead recording 100 %, copper 97 % and nickel 55 % removal, having a trend of Pb²⁺ > Cu²⁺ > Ni²⁺. Langmuir model had higher R² values of 0.977, 0.817 and 0.978 for copper, nickel and lead respectively, which fitted the equilibrium adsorption process more than Freundlich model for the three metals.     

粘土对地下水中U（VI）的吸附作用及其污染控制研究

进行了U（VI）在粘土上吸附的批实验，其中，粘土样采自我国南方某大型铀尾矿库库底。实验结果表明U（VI）在粘土上的吸附与浸泡液的pH值呈强烈的非线性关系，在pH值近中性时，U（VI）在粘土上的吸附达到了一个最大值，而在偏酸性或偏碱性条件下，U（VI）在粘土上的吸附迅速减少；运用表面络合理论建立了U（VI）在粘土上吸附的表面络合模型（DLM），该模型很好地拟合了实验数据。模型检验表明，它可以精确预测U（VI）在不同热力学条件下的吸附行为；此外，模拟结果表明，U（VI）的粘土上吸附在酸性条件下受固液比（M／V）影响明显，而在碱性条件下主要受浸泡液中HCO3^-和CO3^2-的控制。     

膨润土吸附重金属离子的影响因素初探：以Zn^2＋为例

对影响膨润土吸附重金属离子Zn^2 的因素进行的初步研究表明：在一定条件下，提高吸附温度，提高溶液的pH值，增加溶液中Zn^2 初始浓度，增加吸附作用时间，提高搅拌速度和减小膨润土的粒度都能不同程度地提高吸附量。同时讨论了吸附机理。     

膨润土吸附重金属离子的影响因素初探——以Zn~(2 )为例

对影响膨润土吸附重金属离子Zn2 的因素进行的初步研究表明 :在一定条件下 ,提高吸附温度 ,提高溶液的 pH值 ,增加溶液中Zn2 初始浓度 ,增加吸附作用时间 ,提高搅拌速度和减小膨润土的粒度都能不同程度地提高吸附量。同时讨论了吸附机理。     

溶液介质条件对重金属离子与石英表面反应的影响

实验研究表明,随着溶液ＰＨ值的升高石芟夺Ｃｕ＾２＋、Ｐｂ＾２＿、Ｃｄ＾２＋等重金属离子的吸附量和表面吸附覆盖率逐渐增大,而表面反应产物的结合开矿相应地出现由单核化合物、多核化合物〖ＳＯＣｕ４（ＯＨ）３＾４＋〗,直至表面沉淀（ＳＯＨ…Ｃｕ（ＯＨ）２（ｓ）〗。随着温度升高,石英对Ｃｕ＾２＋、Ｐｂ＾２＋、Ｃｄ＾２＋等重金属离子的吸附量逐渐减是随着溶液离子强度的增大,石英对Ｃｕ＾２＋离子的吸附量和表面离了     

出芽短梗霉吸附水体中共存Cr（Ⅵ）、Cd（Ⅱ）重金属离子研究

利用出芽短梗霉进行吸附水体中Cr（Ⅵ）、Cd（Ⅱ）共存离子实验, Cr（Ⅵ）、Cd（Ⅱ）毒性浓度均为300 mg/L时,菌种生长良好。吸附性能实验结果表明：出芽短梗霉吸附水中Cr（Ⅵ）的最佳条件是pH值为3.0、时间为2 h、温度为30℃,吸附量为8.575 mg/g;吸附Cd（Ⅱ）的最佳条件是pH为5.0、时间为30 min、温度为30℃,吸附量为15.49 mg/g。