有机化膨润土对水中金属离子的吸附及其表征

通过正交实验研究了有机膨润土对水溶液中金属离子吸附的主要影响因素;将原矿和有机土进行了IR和XRD表征;测定了溶液酸度和溶液中金属离子浓度对有机膨润土吸附效果的影响;考察了有机膨润土的粒径和吸附次数对吸附效果的影响,以此论证新疆夏子街钠基膨润土及有机化膨润土对水溶液中各金属离子的吸附能力。实验结果表明:有机化膨润土对水溶液中Cr6 、Hg2 、Cu2 和Zn2 金属离子的去除率都比原土有显著提高;溶液的pH值对吸附效果影响较大;有机膨润土吸附量对数与Cr6 、Hg2 、Cu2 金属离子平衡浓度对数的吸附等温线近似成直线,符合吸附等温方程;金属离子浓度对有机膨润土吸附效果的影响趋势是Cr6 >Hg2 >Cu2 ;有机膨润土对金属离子吸附能力大小是Hg2 >Cu2 >Cr6 ,吸附速率大小是Cr6 >Hg2 >Zn2 。有机膨润土的粒径对吸附效果影响较小。     

土壤矿物对金属离子的临界吸附量

本文从矿物表面羟基与溶液中金属离子反应的化学平衡方程出发,得到金属离子在矿物表面单基配位和双基配位吸附的覆盖度计算公式,并据此探讨了覆盖度的影响因素和变化规律,指出覆盖度随pH变化曲线拐点的实际意义。假设土壤和地表水达到平衡,参比水质标准,提出了矿物吸附金属离子的临界覆盖度公式,并初步探讨了石英吸附Cd2 的临界覆盖度-pH曲线,进而推导出土壤矿物对金属离子的临界吸附量公式。     

硅酸盐中金属离子对Si—O键影响的量子化学研究

本文用CNDO/2法,研究了不同金属离子对硅桥氧键(Si—O~(br))及硅端氧键(Si-O~(ter))的影响。得到了硅酸盐骨架中硅氧键的性质与氧的成键状态、配位数以及金属离子影响之间的规律性。用得到的这些规律,可望较好地研究矿物学、地球化学、硅酸盐材料及冶金炉渣结构等同题。     

蒙脱石的电动电位调控及其对重金属离子吸附性能的影响

为了提高蒙脱石对水体中的Cr3+、Ni2+、Cu2+等重金属离子的净化效率,用各种金属离子、聚合羟基铝离子、十六烷基三甲基溴化铵及邻菲罗啉的螯合物等插层蒙脱石,调控其电动电位,研究了改性蒙脱石的电动电位与吸附金属离子性能的关系,探索了pH值及金属离子浓度对吸附性能的影响。结果表明:蒙脱石经不同物质改性后,电动电位发生了不同程度的变化,其中聚合羟基铝离子,十六烷基三甲基溴化铵及邻菲罗啉螯合物的插层,使蒙脱石的电性从负值变为正值,不利于对带正电的金属离子的吸附。利用重金属离子的配位性,先在含有重金属离子的溶液中加入邻菲罗啉,使其生成螯合物,再用蒙脱石进行吸附,能显著改善吸附性能,这一方法不仅提高了对低浓度的金属离子的吸附性能,而且由于氢键和范德华力起主要作用,使得吸附性基本不受溶液pH值的影响。     

改性蒙脱石吸附Pb^2＋、Hg^2＋的实验研究

对蒙脱石进行化学改性后生成的硫代蒙脱石热稳定性好，并且对金属离子Pb^2 、Hg^2 有很好的吸附性能，是一种处理污水中有害金属离子有效的矿物材料。     

凹凸棒石与Ni2+的长期吸附作用

以Ni2+为例研究了凹凸棒石与重金属离子长期作用过程,探讨了重金属离子在凹凸棒石上的吸附反应动力学,并运用高分辨透射电镜揭示了凹凸棒石与重金属离子互相作用引起重金属离子水解沉淀、形成氢氧化物或层状双氢氧化物次生物相的现象.实验表明,凹凸棒石-Ni2+水悬浮体系中,随着时间的延长溶液的pH值逐渐升高,Ni2+浓度逐渐降低,并且长期作用后悬浮液的pH值和重金属离子浓度受到固/液比控制.Ni2+在凹凸棒石和水两相中的分配在长达40 d的时间内都没有达到完全平衡,表明凹凸棒石-Ni2+水悬浮体系中存在凹凸棒石与重金属离子长期互相作用.凹凸棒石与Ni2+长期作用Ni2+浓度变化可以用抛物线扩散方程、双常数方程、一级扩散方程、Elovich方程较好地拟合.凹凸棒石与重金属的长期作用反应机制可能是由于凹凸棒石纳米效应和反应活性,表面缓慢水化导致含重金属离子溶液pH值缓慢升高,诱导了Ni2+在凹凸棒石表面沉淀,在凹凸棒石表面形成了氢氧化物或层状双氢氧化物.     

电气石微粉吸附水体中金属离子及其机理分析

研究了电气石微粉吸附水中Cu2＋、Pb2＋、Zn2＋的过程,讨论了吸附时间、粒度、用量和pH值等因素对吸附效果的影响,分析了电气石对含Cu2＋、Pb2＋、Zn2＋废水的吸附机理。电气石加工成超细粉体时,表面产生大量的不饱和键,在溶液中与水配位,使水发生解离生成羟基化表面,将重金属离子吸附到晶体负极,使局部金属离子浓度增高与电气石表面羟基离解而产生的氢氧根离子发生反应,形成各种沉淀或碱式盐析出,直到溶液中各种离子浓度达到平衡时为止。提出了凡是氢氧化物难溶于水的金属离子,理论上都可以使用电气石微粉进行吸附净化处理的观点。研究结果表明,电气石微粉对Cu2＋、Pb2＋、Zn2＋有较好的吸附效果。     

矿物对金属离子的竞争吸附实验研究

CaCO_3、石英、针铁矿、三水铝矿、高岭土、蒙脱石、水云母等矿物对Ag+、Cu2+、Zn2+、Ni2+、Cd2+、Pb2+和Cr3+金属离子的竞争吸附实验研究表明，在近中性低离子强度溶液中，矿物单位表面积吸附金属离子的大小顺序是：CaCO3＞石英＞水云母＞高岭土＞蒙脱石＞针铁矿＞三水铝矿。这些矿物可分成3组：第一组的矿物有石英、针铁矿和高岭土等1：1层硅酸盐矿物及其他氧化物；第二组为三水铝矿、水镁石和蒙脱石等2:1层硅酸盐矿物；第三组是碳酸盐、硫酸盐、磷酸盐等含氧盐矿物。它们对于金属离子的吸附反应；＞SO－＋Mn+=＞SOM(n-1)+(n=1,2,3）有如下的显平衡常数KM与矿物介电常数ε的关系式：（1）lgk1M=7．813－26.15／ε（2）lgK2M－9．030－26.15／ε（3）lgK3M=11．65－26．15／ε     

金川矿区尾矿库排水对地下水水质影响：现状及预测分析

处于甘肃河西干旱区的金川公司在生产过程中产生了大量含有重金属离子的工业废水、废渣,废水排放会对地下水水质产生影响,其重金属离子会对人体有危害.重点对尾矿库排水对当地地下水水质影响进行了研究分析,对库区地下水污染现状进行了调查.绘制了尾矿库排水影响区的地下水中Ni、Cu、Zn和Cr四种主要元素平面分布等值线图,分析了重金属离子污染来源;通过建立物理、数学模型,对尾矿排出废水中主要污染物(Ni、As、Cu、Cr、Cd、SO24-等组分)分布进行了模拟预测,对各类污染物可能造成的危害进行了分析,建议加强地下水质监测和处理排放.     

分光光度法检测重金属离子的试验设计及应用分析

重金属离子浓度是评价水质好坏的重要参考标准之一,由于城市重工业的发展,城市地表水资源受影响最为严重。以新疆乌鲁木齐河市区段河水为研究对象,介绍了分光光度法的原理,对试验室如何确定重金属离子吸收光谱线进行了阐述,并利用试验结果分析乌鲁木齐河部分河段的水质,得出超过50%的采样点其铜、锌、镉、铅四种重金属离子超标,必须采取相关措施制止工业废水的排放。     

凹凸棒石与Zn^2＋的长期作用研究

以凹凸棒石与Zn2＋为例研究粘土矿物与重金属离子长期作用过程,并运用高分辨透射电镜和X射线衍射分析粘土矿物与重金属离子长期作用的次生物相。结果表明：Zn2＋与凹凸棒石的长期作用是一个二阶段的过程,初始阶段为快速吸附作用,其后表现为慢速沉淀反应。高分辨透射电镜和X射线衍射分析表明,凹凸棒石与Zn2＋的长期作用过程中,具有纳米矿物特性的凹凸棒石表面快速水化,提高了悬浮液的pH值,诱导Zn2＋水解沉淀。而后,凹凸棒石缓慢溶解释放Al3＋和SiO44-与Zn（OH）2沉淀反应,形成Zn-A1双氢氧化物和异极矿。这一结果对认识土壤环境中重金属与粘土矿物的作用及重金属的归宿具有重要意义。     

离子交换蒙脱石的热稳定性研究

经Ａ１＾３＋,Ｃｒ＾３＋,Ｐｂ＾２＋等１２种不同金属离子交换的Ｃａ基蒙脱石的差热（ＤＴＡ）和热重（ＴＧ）分析表明,其第一吸热峰区的峰形和失重量发生了明显的变化,第二吸热峰的脱羟终止温度普遍下降;其放热峰的峰值温度和强度也发生了变化,经Ｐｂ＾２＿,Ｋ＋,Ｂａ＋等离子交换的蒙脱石的放热峰基本消失。金属离子的电子构型对蒙脱石层间阳离子配体水的脱失温度有显著影响。     

鱼腥藻对某些金属离子的吸附效应研究（Ⅰ）

初步探讨了鱼腥藻对Mn~(2+)、Co~(2+)、Ni~(2+)、Cu~(2+)、Cd~(2+)和Pb~(2+)的生物吸附特性;研究了金属离子浓度与溶液pH值对吸附行为的影响;展示了某些藻类在分离富集中的应用前景。     

宝石中常见过渡金属离子致色的理论解释

从晶体场理论或配位场理论出发，应用群论的方法，从理论上系统地解释了宝石中常见的因过渡金属离子在不同的配位场环境下而引起的能级分裂，并详细地阐述了这一理论分析的程序，最后列举实例并给予了理论解释。     

离子色谱法同时测定污泥中的重金属离子

研究了离子色谱法同时测定污泥浸出液中重金属离子的方法。采用IonPac CS5A阳离子分离柱,以草酸(MetPac)为淋洗液,紫外检测—离子色谱法分离测定污泥浸出液中常见的阳离子(Pb2+,Cu2+,Cd2+,Co2+,Zn2+,Ni2+),方法检出限为0.023~0.357 mg/L,相对标准偏差(RSD,n=7)为1.62%~4.95%,加标回收率为93.9%~105.3%。该方法用于污泥中的重金属离子同时测定,具有很好的实用性。     

本期文章导读

新型荧光探针的设计、制备并应用于复杂样品特别是生命样品中微量金属离子的测定是分析化学研究的最活跃领域之一。碳点(carbondot,CD)由于具有优异光学性能,用于构建新型荧光探针已受到广泛关注。利用不同原料制备高性能荧光CD的合成方法,通过CD与目标分析物的特异性作用应用于测定复杂样品中微量金属离子,在近年来得到了迅速发展,但仍有许多问题需要深入研究。鉴于此,该文对CD的合成原料、合成方法、荧光探针的构建方式及其在测定微量金属离子中的应用进行了评述。该文提出,发展新型检测模式、设计合成新的CD荧光探针并据此建立高选择性、高灵敏度的可用于复杂样品分析的新方法,是开展CD在分析化学中的重要研究方向之一。     

硫化物吸附金属离子的实验研究──Ⅰ类型

合成ＰｂＳ、ＺｎＳ对金属离子Ａｇ＋、Ｃｕ（２＋）、Ｃｄ（２＋）、Ｚｎ（２＋）、Ｆｅ（２＋）、Ｍｎ（２＋）、Ｍｇ（２＋）、Ｓｂ（３＋）和Ｂｉ（３＋）的吸附等温线（５０℃）研究表明，其可分为Ａ、Ｂ、Ｃ三类：Ａ类，线性型，即吸附量随吸附离子浓度增加而呈线性上升，并表现出百分之百吸附，属于此类的吸附有ＰｂＳ对Ａｇ＋、Ｃｕ（２＋）离子吸附和ＺｎＳ对Ａｇ＋、Ｃｕ（２＋）、Ｃｄ（２＋）离子的吸附；Ｂ类，朗谬尔型，即随吸附离子的浓度增加，吸附量逐趋向一饱和值，属于此类的有ＰｂＳ对Ｆｅ（２＋）、Ｓｂ（３＋）、Ｂｉ（３＋）等离子及ＺｎＳ对Ｆｅ（２＋）、Ｍｎ（２＋）、Ｍｇ（２＋）等离子的吸附；Ｃ类，反朗谬尔型，即吸附量随吸附离子浓度增加而呈非线性增加。属此类吸附的有ＰｂＳ对Ｚｎ（２＋）、Ｃｄ（２＋）等离子的吸附。合成ＰｂＳ、ＺｎＳ对金属离子的吸附量与天然方铅矿和闪锌矿中微量元素含量可类比，这意味着吸附作用可能在硫化物矿物微量元素形成过程中起着重要的作用。     

1 nm锰矿相的人工合成及其金属阳离子交换特性

人工合成了纯净的1 nm锰矿相,并进行1 nm锰矿相的离子交换实验,发现1 nm锰矿相具有很强的离子交换能力,这可能是多金属结核为何能够大量富集铜、钴、镍等有价金属元素的重要原因之一;不同的金属离子和1 nm锰矿相发生交换反应的能力也不相同,结核中几种主要的金属离子和 1nm锰矿相的交换能力的优先顺序排列为Cu2+＞ Co2+＞ Zn2+≥Ni2+＞ Ca2+＞ Mg2+,其原因可能是由于1 nm锰矿相具有特殊的类似隧道结构以及各金属离子的特性不同所造成的.     

沉积CaCO3与金属离子界面反应动力学研究

金属离子与沉积碳酸盐之间２同反应动力学模拟实验表明,由于ＣａＣＯ３快速溶解和溶液ＰＨ急剧上升,大部分Ｐｂ＾２＋、Ｚｎ＾２＋离子与溶液中ＣＯ３＾２－和ＯＨ＾－离子反应生成白铅矿ＰｂＣＯ３、水白铅矿Ｐｂ３（ＯＨ）２（ＣＯ３）２,或Ｚｎ（ＯＨ）３和锌矿Ｚｎ（ＯＨ）６（ＣＯ３）２沉淀于体相溶液中,仅有少部分Ｐｂ＾２＋、Ｚｎ＾２＋通过扩散与ＣａＣＯ３表面发生离子交换反应。２５℃时,Ｐｂ＾２＋溶液中以白铅矿沉     

地质钻探废弃冲洗液固化处理技术研究及应用

在地质钻探废弃冲洗液无害化处理过程中,经固液分离后的废弃固相主要由大量磨细的岩粉和细砂构成,但含水率较高,还含有大量的有机物和重金属离子等有害物质。针对地质岩心钻探废弃固相的固化问题,首先从P.O42.5普通硅酸盐水泥、粉煤灰和石灰3种固化主剂中优选了水泥作为主剂,而后通过正交实验确定了固化剂基础配方为：25% P.O42.5普通硅酸盐水泥+2% PF-3型促凝剂+3% RES-1型复合早强剂,并通过极差分析进行了验证,然后进行了支撑剂加量的确定,7%支撑剂加量既能有效增加固化强度,又不会增加搅拌难度。最后将固化剂配方应用于YK11-2井废弃冲洗液处理野外试验中,固化后的固化体抗压强度达1.41 MPa,各项污染指标和重金属离子符合国家二级排放标准,取得了较好的处理效果。