铁、锰和铝氧化物吸附硒的行为研究

表生环境中,吸附是硒进入固相沉积环境的重要途径之一。为了厘清硒氧阴离子团吸附行为及其影响因素,本文选择赤铁矿、二氧化锰和氧化铝作为吸附剂,采用批次实验的方法,研究了溶液pH、硒浓度以及反应时间等对硒的吸附影响。结果表明:为了达到较理想的吸附效果,溶液的pH应控制在4~6之间,在室温、pH为5时,赤铁矿、二氧化锰和氧化铝对亚硒酸盐的饱和吸附量分别约为1.62×10-3、0.33×10-3和1.07×10-3,对硒酸盐的饱和吸附量分别约为1.0×10-3、0、0.55×10-3;其吸附规律均符合Langmuir等温吸附方程,且理论最大吸附量与实验得出的最大吸附量基本一致。运用准一级动力学、准二级动力学、Elvoich方程和颗粒内扩散模型4种动力学模型对实验数据进行拟合,发现硒吸附过程运用准二级动力学方程表示时相关性最好,表明了硒氧阴离子团在铁、锰、铝氧化物表面的吸附过程较为复杂,可能涉及表面物理吸附和颗粒扩散等过程。     

海带对Pb2+吸附动力学及热力学研究

以海带作为吸附剂,从动力学和热力学角度讨论了海带对水溶液中pb2+的吸附情况以及溶液的pH值对吸附的影响.实验数据利用准一、准二级动力学模型以及Langmuir和Freundlich吸附等温式等进行拟合.实验表明,海带对pb2的吸附反应更符合准二级动力学方程及Langmuir吸附等温线;吸附速率较快,60min内,溶液中pb2+的去除率可达90％.     

Cd2+在甘肃靖远坡缕石粘土上的吸附作用研究

以提纯后的甘肃靖远坡缕石粘土作吸附剂,常温下对水中Cd2 进行吸附实验,考察了吸附时间、吸附剂用量、振荡速率及pH值对吸附效果的影响,并对吸附动力学过程和吸附平衡进行了探讨.XRD和红外光谱分析结果显示,原矿在提纯后杂质石英被有效分离,得到了坡缕石含量较高的提纯样品.吸附实验结果显示,约60 min吸附反应可达平衡;pH值对吸附效果有显著影响,吸附率随pH值的升高而增加,当平衡溶液pH>8时吸附率超过99%;吸附过程与pseudo-second-order Lagergren动力学模型方程有较好的一致性,吸附平衡同时符合Langmuir和Freundlich等温吸附模型,由Langmuir方程得到饱和吸附量为31.65 mg/g.     

坡缕石粘土对Cu2+的吸附热力学

将坡缕石粘土分离提纯后作为吸附剂,通过对水中Cu2+的静态吸附实验,考察了时间及介质pH值对吸附效果的影响,并对吸附平衡和吸附热力学特征进行了探讨。结果表明:在实验条件下坡缕石粘土对水中的Cu2+离子具有较强的吸附作用,吸附平衡时间约为60 min,pH值对吸附效果有显著的影响,吸附量随pH值的升高而增加,当平衡溶液pH>7时吸附率超过99%;吸附平衡与Langmuir方程的符合程度优于D-R方程和Freundlich方程,由Langmuir方程拟合饱和吸附量为33.0～34.0 mg/g,由D-R方程得平均吸附能Es为13 kJ/mol,吸附过程为离子交换反应;吸附过程吸热,吸附焓为16.97 kJ/mol,吸附Gibbs函数在-27～-24 kJ/mol之间,吸附熵大于零,吸附过程可自发进行。     

粘土质白云岩去除水中铜离子的效果及其机制

利用静态吸附实验研究了溶液pH值、反应时间、初始Cu2+浓度等因素对凹凸棒石粘土矿中粘土质白云岩去除Cu2+效 果的影响,将准一级、准二级、Elovich动力学方程与反应动力学进行拟合,再利用Langmuir、Freundlich等温方程对实验数 据进行等温式拟合,并与普通白云岩和凹凸棒石粘土进行了对比研究。结果表明,粘土质白云岩相对于其他两种材料受pH 影响较小,且在pH3~5范围内对Cu2+去除率均大于85%,最佳pH为5;对Cu2+的去除符合准二级动力学模型,粘土质白云 岩对铜的去除速率和去除率均最高;等温数据符合Freundlich模型,对Cu2+的最大去除量（pH=5,30℃）为186.2×10-3。粘 土质白云岩去除水中Cu2+的主要机制为矿物水化与溶解引起的表面沉淀及凹凸棒石与新生碱式碳酸铜[Cu2CO3(OH)2]胶体的静 电吸附。粘土质白云岩中纳米凹凸棒石与亚微米多孔白云石共生,具有较高的化学反应活性,除Cu2+效果明显优于普通白 云岩和凹凸棒石粘土,在处理含Cu2+废水方面具有潜在应用价值。     

柱撑粘土吸附去除水中重金属离子的实验研究

运用十二烷基磺酸钠和聚羟基硅铝对蒙脱石进行改性后的柱撑蒙脱石,分别研究了溶液的pH值,初始浓度和反应时间对Cu2 ,Cr3 和Cd2 三种重金属离子的吸附性能、平衡模型和动力学过程。结果表明:十二烷基磺酸钠柱撑蒙脱石对三种重金属离子都具有很强的吸附能力,聚羟基硅铝柱撑粘土次之;柱撑后的蒙脱石对单组分的重金属离子的吸附平衡方程符合Langmuir模型;吸附行为的动力学符合假一级动力学方程。柱撑粘土吸附去除水中重金属离子的实验研究@刘云$华南理工大学环境科学与工程学院!广州,510640 @吴平霄$华南理工大学环境科学与工程学院!广州,5…     

羟基氧化铁改性硅藻土对六价铬的吸附性能

利用羟基氧化铁对硅藻土进行改性制备复合吸附剂,然后用一次平衡法研究了复合吸附剂对水体中铬酸根的吸附性能。实验结果表明:pH值为1.0,废水中Cr(VI)质量浓度不大于100 mg/L,吸附剂用量为0.5 g,吸附平衡时间为30min左右时,对六价铬的去除率达85%。动力学研究结果表明,Cr(Ⅵ)在复合吸附剂上的吸附动力学可以利用拟二级动力学方程较好的描述。吸附平衡研究结果表明,Cr(Ⅵ)在复合吸附剂上的吸附既可以利用Langmuir模型又可以利用Freundlich模型加以描述,这可能是由于复合吸附剂对Cr(Ⅵ)的吸附既有单层吸附又有多层吸附。     

针铁矿及其热活化产物除Sb(Ⅲ)效果对比

以合成针铁矿为原料,通过煅烧法获得比表面积分别为85.74和22.65 m2/g的多孔纳米赤铁矿和磁赤铁矿,通过静态实验探究了针铁矿和煅烧产物的Sb(Ⅲ)吸附性能.结果 表明,Sb(Ⅲ)吸附效率为赤铁矿＞磁赤铁矿＞针铁矿,其前二者效率显著高于针铁矿.Sb(Ⅲ)在3种矿物表面的吸附均为快速的化学吸附,吸附在2h内即可接近平衡,符合准二级动力学反应和Freundlich等温吸附模型,为自发进行的吸热反应,升高温度有利于反应的进行.在45 ℃、pH=7的条件下,针铁矿、赤铁矿和磁赤铁矿的最大吸附量分别可达16.04、50.44和33.53 mg/g.pH对赤铁矿和磁赤铁矿的Sb(Ⅲ)吸附效率影响不大,但pH升高会导致针铁矿的吸附能力降低.CO32-、SiO44-、PO43-和胡敏酸会与Sb(Ⅲ)竞争吸附位,抑制3种矿物对Sb(Ⅲ)的吸附,但这种抑制作用只在阴离子浓度较高的条件下有效.研究认为磁赤铁矿具有更多的表面活性位和较强的磁回收能力,是优于针铁矿和赤铁矿的含Sb(Ⅲ)废水处理材料.     

天然黄铁矿对阳离子有机染料RhB吸附特性研究

以黄铁矿作为吸附剂研究罗丹明B(Rhodamine B,RhB)的吸附特性,用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)对黄铁矿进行了表征。考察了接触时间、溶液pH值、离子强度、温度等对黄铁矿吸附RhB的影响。结果表明,在吸附平衡时间120 min、pH值4.0时,吸附量达到最大值21.3 mg/g。升高温度,黄铁矿对RhB的吸附量逐渐增大。而离子强度对吸附几乎没有影响。实验数据与Langmuir吸附模型拟合良好,整个吸附动力学模型符合准二级吸附动力学模型。热力学研究证实了该吸附过程是自发进行的。通过对吸附反应结束后的黄铁矿进行煅烧处理,去除表面吸附的RhB,结果表明煅烧一次的黄铁矿仍然可以吸附废水中约50%的RhB,具有重复利用的价值。     

坡缕石/氧化铝复合材料对磷的吸附动力学和热力学

以坡缕石粘土为原料,通过溶胶-凝胶法制备坡缕石/氧化铝复合材料,通过静态吸附实验研究了复合材料吸附水中磷的动力学特征、吸附平衡和热力学参数,探讨了吸附机理。结果表明,复合材料对磷有较好的吸附作用,吸附过程能较好地符合准二级动力学方程,吸附速率常数随初始浓度的增大而减小,随温度的升高有所增大;吸附平衡能较好地符合Langmuir方程和D-R方程,吸附过程吸热,ΔG为-25~-21 kJ/mol,是物理吸附和化学吸附并存的过程。     

改性石墨烯海绵材料对铀的吸附研究

通过氧化石墨和氨基三亚甲基膦酸反应制得一种石墨烯海绵材料ATMP-GS,将制备的材料进行对铀的吸附实验,考察了溶液pH、温度、ATMP-GS用量、吸附时间和铀溶液初始浓度对吸附效果的影响。实验结果发现,在pH为5.0时ATMP-GS吸附铀的效果最好,吸附在3 h内即可达到平衡,最大吸附容量为96 mg/g,温度对其吸附铀的能力影响不大。ATMP-GS吸附铀的动力学过程符合准二级动力学模型,Langmuir和Freundlich吸附等温模型均可较好地用来描述ATMP-GS对铀的吸附。对该材料进行了SEM、XRD表征,结果表明该材料有较多地孔径分布,这将有利于铀的吸附进行。     

坡缕石黏土负载铁锰复合氧化物吸附磷的性能

以氧化还原共沉淀的方法将铁锰复合氧化物负载于坡缕石黏土表面,制备负载型吸附剂,由静态吸附实验研究了吸附剂对磷的吸附性能,探讨了吸附的动力学特征、热力学参数和吸附机理。结果显示,吸附剂对磷的吸附受溶液初始pH值、吸附时间及温度的影响,在中性条件下吸附平衡时间为90 min,pseudo-second-order吸附动力学方程能较好描述吸附过程,吸附表观活化能为11.76 k J/mol;吸附等温线与Freundlich方程的拟合结果略优于Langmuir方程,由Langmuir方程得到最大吸附量为26~31 mg/g。吸附焓变为9.29 k J/mol,吸附熵变为正值,自由能变为-4.3~-5.8 k J/mol,吸附作用有多层不均匀吸附的性质,同时包含物理作用和化学作用,但不属强的化学键作用。     

凹凸棒石对Bt蛋白的吸附特性及其对生物活性的影响

通过静态吸附实验,研究了苏云金杆菌(Bt)杀虫蛋白在凹凸棒石表面上的吸附动力学和热力学规律,考察了时间、温度、pH和蛋矿比对吸附性能的影响。研究表明:Bt杀虫蛋白能够迅速被凹凸棒石吸附,30min基本达到吸附平衡。吸附动力学对准一级、准二级、内扩散和Elovich模型的符合程度依次为:准二级模型>Elovich模型>准一级模型>内扩散模型。吸附温度升高,吸附量下降。在pH 7~10范围内,pH升高吸附量下降。初始蛋矿比升高,吸附量升高但吸附率下降。在278~318 K范围内,凹凸棒石对Bt蛋白的吸附是一个自发、放热和熵增过程。吸附自由能(△G_(ads)~0)在-35.56~-38.37 k J mol-1之间,吸附焓(△H_(ads)~0)为-16.16 k J mol~(-1),吸附熵(△S_(ads)~0)为69.47 J mol~(-1)K~(-1)。利用FTIR和XRD对吸附复合物进行了表征,提示Bt蛋白被凹凸棒石吸附后其结构没有明显变化。Bt蛋白被凹凸棒石吸附后杀虫活性提高,且抗紫外光降解能力增强,这一结果为Bt高效制剂开发和凹凸棒石的应用提供了实验依据。     

天然蛇纹石吸附Sb(V)的影响因素及机理分析

以焦锑酸钾(KSb(OH)_6)为Sb(V)锑源,采用XRD,XRF,FTIR对蛇纹石进行表征。探讨了不同吸附时间、Sb(V)初始浓度、初始pH、温度条件下蛇纹石吸附除Sb(V)的效果。结果表明:在动力吸附模型中,Elovich模型和假二级动力学模型对蛇纹石处理Sb(V)的拟合效果均较好,吸附过程为由化学吸附控制的非均相扩散,由假二级动力学模型可知理论最大吸附量为2.82×10~(-3);在等温吸附模型中,Langmuir模型拟合效果稍优于Freundlich模型,理论最大吸附量可达8.90×10~(-3);在广泛pH范围内,吸附量随着初始pH的降低而增加,初始pH值在1.9～3.6范围内时,吸附量迅速从6.66×10~(-3)减少至2.97×10~(-3),初始pH值大于3.6,吸附量随pH值增加而减少的幅度变小;蛇纹石对Sb(V)的吸附去除量随温度的升高而增大,最大为5.25×10~(-3)。蛇纹石Sb(V)的吸附为化学吸附;高零电点使蛇纹石在广泛pH值范围内可被质子化,Sb(OH_6)~-与质子化的镁氧(氢氧)八面体端面形成配合物。     

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.      

合成铁氧化物矿物对苯酚的吸附实验研究

采用TEM、X射线衍射分析及BET比表面积测定等手段对合成的针铁矿、赤铁矿两种矿物进行表征,对此两种矿物对苯酚的吸附特性并批处理吸附实验研究结果表明,针铁矿对苯酚的吸附量大于赤铁矿的吸附量;针铁矿吸附苯酚的pH吸收边为峰型曲线,且峰值在pH 7～8。Langmuir方程拟合结果的吻合程度较之Henry线性方程与Freundlich方程高。实验中氧化铁矿物表面对苯酚的吸附则主要表现为表面分子吸附,可能存在表面疏水性作用,而静电离子交换和表面配合吸附模式不明显。     

热处理褐铁矿去除水中的Mn2+

本文利用褐铁矿中针铁矿经热脱水相变获得以纳米晶赤铁矿为主要物相的纳米-微米多级孔结构材料,并用于模拟净化富Mn~(2+)地下水。同时考察了热处理温度、初始pH值、初始Mn~(2+)浓度、吸附反应时间等对材料去除溶液中Mn~(2+)的影响。XRD、TEM、BET表征结果表明,300℃热处理产物中赤铁矿孔径最小为2.7 nm,比表面积最大达到107.4 m~2/g。吸附实验结果表明,在pH值5~10的范围内,p H值对煅烧褐铁矿颗粒对Mn~(2+)去除效果影响较小;材料在贫氧条件下对水中低浓度Mn~(2+)的最大吸附量为6.45 mg/g;吸附动力学符合准二级动力学模型;褐铁矿热处理形成的纳米晶赤铁矿对Mn~(2+)具有吸附和催化氧化作用,其中的杂质锰氧化物对Mn~(2+)的吸附和催化氧化具有增强作用。     

铁氧化物改性坡缕石粘土对Cr(Ⅵ)的吸附性能

以铁氧化物对坡缕石粘土进行包覆改性,通过静态吸附实验研究了改性坡缕石吸附Cr(Ⅵ)的特性,探讨了吸附的动力学特征、吸附平衡、热力学参数和吸附机理。结果显示,改性坡缕石对Cr(Ⅵ)的吸附随溶液初始pH值的升高显著减弱,在初始pH值为4.0时,吸附90 min可达平衡,吸附过程能较好地符合pseudo-second-order动力学方程,速率常数k₂随温度的升高增大,表观活化能为18.90 kJ/mol;吸附平衡能较好地符合Langmuir方程,吸附过程吸热,ΔH为28.29 kJ/mol,ΔG为-25～-20 kJ/mol,是物理吸附和化学吸附并存的过程。     

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。     

腐植酸改性强化磁铁矿吸附水体中铅镉的实验研究

磁铁矿是一种绿色廉价的矿物材料,对水体中重金属离子具有良好的吸附性,但吸附容量低,选择性差,易团聚,通过改性可以克服该缺点并提高其吸附性能。本文以腐植酸为改性剂,采用常温水相反应制备了腐植酸改性磁铁矿吸附材料。通过傅里叶红外光谱(FTIR)、扫描电镜(SEM)和X射线光电子能谱(XPS)表征研究其表面形貌和微观结构。采用静态平衡实验考察了pH、吸附时间等因素对铅、镉吸附性能的影响,探讨了吸附动力学规律,拟合了吸附等温线。结果表明:腐植酸上的羧基、羟基被成功地接枝到了磁铁矿表面。在室温下,溶液初始pH对Pb~(2+)的吸附率几乎无影响,对Cd~(2+)的影响较大,当pH=7时,Pb~(2+)和Cd~(2+)吸附率均达到了95%。对初始质量浓度为10mg/L的Pb~(2+)、Cd~(2+)最佳吸附平衡时间为360min,吸附过程符合准二级动力学方程。吸附等温线实验得到的竞争吸附顺序为Pb~(2+)Cd~(2+),由Langmuir等温吸附模型得到Pb~(2+)、Cd~(2+)饱和吸附容量分别为39.27mg/g、28.95mg/g,显著大于磁铁矿的饱和吸附容量,表明磁铁矿经腐植酸改性后增强了对水中铅镉的吸附能力。