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。     

电气石吸附Cu2+,As(Ⅲ),F-影响因素及机理研究

以新疆电气石为原料,通过原子荧光光谱仪、原子吸收分光光度研究电气石的不同粒度、用量、吸附时间、热处理温度等对水中Cu2 ,As(Ⅲ)吸附的影响;进而探讨分析电气石的吸附机理。研究结果表明:(1)电气石对Cu2 ,As(Ⅲ),F-离子的去除率随着电气石粒径的减小而增加。随着电气石用量的增加,去除率逐渐提高,增至一定值后下降。热处理温度为300℃,500℃时,可提高电气石吸附Cu2 ,As(Ⅲ)的效率。加热预处理未改善电气石对F-离子吸附能力。(2)电气石对带电性质不同的阴、阳离子都具有较好的吸附作用。电气石的极性和表面性质使其对离子可能存在络合吸附和静电吸附两种形式。电气石对Cu2 ,As(Ⅲ)吸附为表面络合吸附与静电吸附共同作用,吸附效果好。对F-吸附只存在静电吸附,吸附效果差。     

多离子体系中黄河沉积物对重金属的竞争吸附研究

以黄河包头段上游清洁河段的沉积物为吸附剂,以Pb2 + 、Cu2 + 、Zn2 + 、Cd2 + 4种离子的混合溶液体系为吸附质,开展了重金属离子在黄河沉积物中的竞争吸附及其影响因素等实验研究。结果表明,混合溶液体系中不同离子间的吸附竞争有显著的拮抗或协同效应关系,4种重金属离子在黄河沉积物中竞争吸附的能力依序为Pb2 + ≥Cu2+>Zn2 + ≥Cd2 + 。     

电气石矿物吸附铜离子试验研究

本文研究了电气石的单晶、电气石微粉对Cu2＋的吸附作用,试验表明：电气石单晶体表面存在着以C轴为两极的静电场,该静电场对Cu2＋的吸附作用效果明显。制备的电气石微粒越细,吸附效果越好。电气石的电场效应使得它在治理污水中Cu2＋污染具有广阔的前景。     

Pb(Ⅱ)Cu(Ⅱ)Hg(Ⅱ)和As(Ⅲ)在包气带土层中迁移机理的室内实验研究

本文从水-土系统质量均衡的观点,用热力学和数学模型方法,对室内土柱实验资料进行了科学的分析。从而较好地阐明了Pb(Ⅱ)、Cu(Ⅱ)、Hg(Ⅱ)和As(Ⅲ)在包气带土层中的迁移机理。含Pb(Ⅱ)、Cu(Ⅱ)、Hg(Ⅱ)的水溶液进入土层后,在短期内就能达到新的化学平衡。应向固相转移的质量,在土层上部30cm内已经结束。其迁移形式分别为PbOH~+、CuCO_3~0、Hg(OH)_2~0。而As(Ⅲ)由于溶解度大,被吸附能力弱,不向固转移质量,直接通过土层进入地下水。     

蒙脱石、高岭石、伊利石对重金属离子吸附容量的实验研究

在pH=4,t=23℃和微量浓度条件下,不改变离子浓度,通过增加吸附液体积进而增加体系中重金属离子含量的方法进行了蒙脱石、伊利石、高岭石对Cu2+、Pb2+、Zn2+、Cd2+、Cr3+等重金属离子吸附容量的实验研究,结果表明,3种矿物吸附容量大小顺序为蒙脱石>伊利石>高岭石,与其阳离子交换容量密切相关.Cu-蒙脱石和Cr-蒙脱石的X射线衍射结果表明,Cu2+、Cr3+通过离子交换作用进入了蒙脱石的层间.同一矿物对不同重金属离子也有不同的吸附容量蒙脱石Cr3+>Cu2+>Zn2+>Cd2+>Pb2+;高岭石Cr3+>Pb2+>Zn2+>Cu2+>Cd2+;伊利石Cr3+>Zn2+>Cd2+>Cu2+>Pb2+.     

电气石/H_2O_2体系降解Cu(Ⅱ)-EDTA废水的研究

Cu(Ⅱ)-EDTA废水由于其螯合性难以处理.采用电气石/H_2O_2体系进行降解,结果显示废水处理达到较好的效果.COD和Cu~(2+)的去除率与电气石投加量、H_2O_2用量和温度呈正相关性.溶液pH=3时,两者去除率最大.紫外-可见吸收光谱显示,处理后的Cu(Ⅱ)-EDTA被降解为小分子有机物.通过对比电气石反应前后的XRD图谱和红外光谱发现,电气石与EDTA降解中间产物发生络合.反应动力学研究结果表明,电气石/H_2O_2体系降解废水的反应为拟一级反应.     

利用13X沸石分子筛净化含Pb~(2+)废水的实验研究

采用静态间歇法 ,实验研究了含Pb2 +废水的 pH值及吸附时间对 13X沸石分子筛吸附Pb2 +性能的影响 ,得出了最佳去除效果的优化条件为 :废水的 pH值接近中性 ,吸附时间 10min。通过吸附实验 ,确定了在Pb2 +初始浓度为 2 0mg/L的条件下 ,13X沸石对Pb2 +的吸附量为 2 1 4 2mg/g ,即每克沸石净化含Pb2 +废水的最大体积量约为 75 0mL。解析实验表明 ,加入沉淀剂 ,浓缩洗脱液中的Pb2 +即以PbS的形式生成沉淀 ,为回收金属铅提供了可能 ;13X沸石在循环使用 5次的条件下 ,对废水中Pb2 +的吸附率仍高达 98% ,重复使用性能良好。经处理后的净化水中Pb2 +的浓度小于 0 4mg/L ,显著低于国家废水排放标准GB8978 88的指标 ( 1 0mg/L)。 13X沸石对Pb2 +的主要吸附形式是离子交换和表面络合反应。     

Pb(Ⅱ),Cu(Ⅱ)和Hg(Ⅱ)在包气带上层系统中的自净作用

本文以野外土化学分析资料和室内原状土Ph(Ⅱ)、Cu(Ⅱ)和Hg(Ⅱ)的混合溶液淋滤实验资料为基础,以热力学基本原理为理论根据,建立Pb(Ⅱ)、Cu(Ⅱ)和Hg(Ⅱ)在土层系统中的迁移形式的数学模型。以此,评价Pb(Ⅱ)、Cu(Ⅱ)和Hg(Ⅱ)在包气带土层系统中的积累位置、积累方式及其迁移条件。确定配位体(∑HCO~-_3、∑Cl~-,∑SO~(2-)_4)浓度变化对于Pb(Ⅱ)、Cu(Ⅱ)和Hg(Ⅱ)稳定迁移形式和稳定迁移浓度大小的影响程度。     

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。     

铜(Ⅱ)在高岭石表面的吸附

在天然水体系中,铜、铅、镉等重金属元素的形态分布、迁移、归宿和生物有效性强烈取决于重金属元素在水体颗粒物表面的分配趋势.本文对铜(Ⅱ)在常见的重要粘土矿物--高岭石表面的吸附进行了实验和模式研究,结果表明,在同时考虑自由水合离子CU2+和羟基金属离子CuOH+与高岭石表面络合的情况下,单一表面基团、无静电表面络合模式能很好地描述铜(Ⅱ)的吸附行为.拟合得到的CuoH+的络合常数比Cu2+的大得多. 铜(Ⅱ)在高岭石表面的吸附量随pH值的升高而增加.吸附铜的两种表面化合态,>SOCu+和>SOCuOH的浓度在实验的pH范围内,也随pH值升高而增加,并且以>SOCu+为主.     

类质同像置换对磁铁矿吸附Pb(Ⅱ)性能的影响

矿物的表面吸附作用影响重金属在环境中的迁移和归宿。在自然界,磁铁矿结构中广泛存在类质同像置换。本文从吸附容量、作用机制和吸附形态等方面探讨不同过渡金属(如:Cr,Mn,Co和Ni)对磁铁矿吸附Pb(Ⅱ)性能的影响。上述置换离子显著增加磁铁矿的表面位密度,但等电点(pH_(pzc))无明显变化。Pb(Ⅱ)的饱和吸附量随p H值的上升而增加,且不受离子强度所抑制,吸附等温线符合Langmuir等温吸附模型。各过渡金属对Pb(Ⅱ)吸附量的增强程度为:Co相似文献   

AgS_2-Cu_2S-PbS-Bi_2S_3四元体系相关系研究(Ⅱ):铜银铅铋硫盐矿物结晶化学及分类

对Ag_2S-Cu_2S-PbS-Bi_2S_3四元体系内铋硫盐矿物的类质同象取代类型的研究表明,它共有四种:配对取代Ag(Cu)+Bi=2Pb,简单取代Ag=Cu,Bi(Pb)=Cu和Cu原子填隙(以平衡Bi或Pb为Cu取代时电价差)。研究还给出了体系内10个重要固溶体的成分及结晶参数之间的关系。对这些固溶体及铜、银、铅铋硫盐矿物结构特征、共生和共生长关系研究表明,它们可以分成四个系列:块硫铋银矿、硫铋铅矿、辉铋矿-针硫铋铅矿、贺硫铋铜矿。     

盱眙、明光、临泽坡缕石的八面体阳离子占位及对其性能的影响

坡缕石是一种21型链层状结构含水富镁铝硅酸盐矿物,具有重要的资源和材料属性。不同成因、产状坡缕石八面体中类质同象替代有很大差别,而八面体类质同象替代对坡缕石性能的影响未见研究报道。本文以中国最具代表性的安徽明光、江苏盱眙、甘肃临泽坡缕石为研究对象,研究了三种坡缕石的Al、Mg、Fe含量及在八面体中的占位,并探讨了八面体的Al、Mg、Fe占位对坡缕石中水的种类和含量、表面电位和酸位以及对Pb2+、Cd2+吸附性能的影响。结果表明：明光坡缕石相对富镁,八面体主要被Mg2+占据,具有三八面体特征;盱眙、临泽坡缕石相对富铝、铁,八面体主要被Al3+占据,表现出更多的二八面体特征。盱眙坡缕石由于M1位置空位较多,结构水含量较低;坡缕石类质同象替代对Zeta电位影响不大;具有二八面体特征的盱眙、临泽坡缕石由于八面体中Al含量较高,酸位较多,催化性能较好。在重金属吸附实验中,明光坡缕石对Cd2+的吸附效果最好,盱眙坡缕石对Pb2+的吸附效果最好,临泽坡缕石吸附性能较差。本文可为坡缕石的改性和应用提供指导和参考。     

面包酵母菌吸附黄铜矿微生物浸出矿液中Cu~(2+)的试验研究

选用面包酵母菌为吸附菌株,研究了菌株吸附黄铜矿微生物浸出矿液中Cu2+的吸附富集过程,探讨了吸附试验中pH值、温度和初始菌体加入量对Cu2+吸附效果的影响。结果表明:在酵母菌吸附Cu2+的过程中,菌体细胞上的蛋白质酰胺和多糖等成分更多地参与了吸附Cu2+的过程,Cu2+与菌体表面的有机基团结合形成颗粒物沉淀附着在细胞壁上。菌株动力学吸附分析中发现,实验用各菌株对Cu2+的动力学吸附过程除了受菌株种属的影响外,还应与菌株的细胞壁形貌、菌株本身的生长状况的等因素相关。在pH=4.5、t=30℃、初始菌体加入量8.0 g/L的条件下,吸附反应14 h后酵母菌的最佳铜吸附率可达66.64%,面包酵母菌可以吸附富集黄铜矿微生物浸出矿液中的Cu2+,可以有效回收低品位黄铜矿中的铜资源。     

尉犁蛭石矿的工业蛭石对铵和重金属离子的吸附

对采自新疆尉犁蛭石矿的工业蛭石样品进行了矿物学、铵饱和吸附和吸附重金属离子Cu2 、Pb2 和Zn2 的试验研究。在工业蛭石样品矿物学特征研究基础上,研究了样品铵饱和吸附量和影响工业蛭石样品对Cu2 、Pb2 和Zn2 吸附的因素。结果表明,样品对铵的饱和吸附量可达56.02~98.42mmol/100g;对重金属离子的吸附,在30~60min内吸附达到平衡,溶液的pH值和浓度对样品的吸附量也具有重要的影响。工业蛭石对不同重金属离子的吸附能力在低浓度溶液中几乎是相同的,但在高浓度溶液中的吸附能力顺序大小为:Zn2 >Cu2 >Pb2 。研究结果对于工业蛭石用于处理…     

可渗透反应墙对重金属离子Pb~(2+)、Cd~(2+)吸附效果的试验研究

以受尾矿库渗滤液重金属离子Pb2+、Cd2+污染的地下水为研究对象,用天然矿物材料红辉沸石与膨润土作为反应渗透墙(PRB)的活性介质填充材料,试验结果表明,膨润土∶红辉沸石=1∶7,PRB渗透系数处于10-4cm/s数量级且随时间下降最为缓慢;PRB对单一组分Pb2+和单一组分Cd2+去除率分别达99.95%和99.995%;但在双组分PRB体系中,重金属离子Pb2+的存在显著地抑制了PRB对Cd2+的吸附作用,优先选择性吸附顺序是Pb2+Cd2+。     

改性沸石对重金属离子竞争吸附特性研究

以钠型改性沸石为吸附剂,以含有单一的镉、锌、铅溶液以及镉、锌、铅的混合溶液为吸附质,开展了改性沸石中重金属离子的竞争吸附及其影响因素等实验研究。结果表明,当溶液中有多种二价重金属离子存在时,各离子之间存在竞争吸附,竞争能力为Pb2+>Cd2+>Zn2+;Zn2+-Cd2+表现出显著的协同吸附效应,而Zn2+-Pb2+、Cd2+-Pb2+表现出拮抗吸附。     

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.     

Cu2+和Cd2+在蒙脱石-胡敏酸复合体上的吸附及其竞争

土壤和水体中的腐殖酸常常与粘土矿物紧密结合成为特殊的复合体.这种粘土矿物-腐殖酸复合体对重金属的吸附作用既有别于粘土矿物,更有别于腐殖酸.以蒙脱石和胡敏酸分别作为粘土矿物和腐殖酸的代表,通过一系列实验研究了Cu2+、Cd2+在单一体系和共存体系条件下在蒙脱石-胡敏酸复合体上的吸附作用,同时探讨了二者的竞争特点.实验结果表明,在单一体系条件下,蒙脱石-胡敏酸复合体对Cu2+的吸附量始终明显大于Cd2+,且二者的吸附量均随其初始浓度的增大而呈线性增大;而在Cu2+和Cd2+共存体系条件下,Cu2+的吸附量始终略大于Cd2+的吸附量,即复合体对Cu2+的吸附有较好的选择性.在吸附过程中,复合体中的蒙脱石与Cd2+和Cu2+的阳离子交换作用处于主导地位.无论是在单一体系还是在共存体系中,Cd2+优先替换电价相同而半径略大的Ca2+,而Cu2+则优先替换半径相近、电价低的Na+.因此,Cd2+的存在使Cu2+在复合体上的吸附量明显地减小,而Cu2+的存在对Cd2+的吸附几乎没有影响.这些实验结果将有助于深入探讨重金属离子在土壤、水体等环境中的迁移-固定行为.