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。     

坡缕石粘土对有机染料的吸附热力学研究

将甘肃靖远坡缕石粘土分离提纯,通过静态吸附实验,研究了坡缕石对水中有机染料亚甲基蓝、结晶紫和苯胺蓝的吸附等温线,探讨了吸附热力学特征.实验结果显示,在实验温度范围内3种染料在坡缕石上的吸附在30 min可达平衡,吸附等温线均能较好符合Langmuir模型,饱和吸附量大小顺序为:结晶紫＞亚甲基蓝＞苯胺蓝;吸附均为吸热过程,亚甲基蓝、结晶紫和苯胺蓝的吸附焓分别为15.52、9.26和2.59 kJ/mol;吸附Gibbs函数约为-35～-30 kJ/mol,吸附熵均大于零,吸附是自发过程.     

改性坡缕石粘土的全孔分布研究

为改善坡缕石粘土的表面性能和提高其实用价值,采用酸浸、酸浸 加热、酸浸 加热 甲醛浸渍3种方法处理天然坡缕石粘土,并通过扫描电镜(SEM)、傅立叶变换红外光谱(FT_IR)、X荧光光谱(XRF)、BET_比表面积分析(BET_SSA)及全孔分布等分析手段来评估坡缕石粘土的处理效果。结果表明与未经处理的原土相比,经过3种方法处理,坡缕石粘土内部细长而致密有序的晶束被打断、破碎和分散,微晶表面粗糙度增大;杂质特别是碳酸盐的去除效果显著,比表面积是原土的2倍多,总孔容积几乎增加1倍,中孔容积从0.092cm3/g增加到0.15cm3/g左右,平均孔径减小2~3nm;处理后坡缕石粘土的假孔分布峰值在17nm,比原土假孔分布峰值22nm减小约5nm,而且4个样品中的孔几乎都在介孔2~50nm范围内,大孔和微孔很少。但3种处理方法对于坡缕石粘土的处理结果没有太大的差异。     

坡缕石粘土的磷吸附机制及其铁负载效果研究

比较了3种天然坡缕石粘土对不同程度磷污染水体的吸附净化能力,通过等温吸附实验和吸附动力学实验探讨了坡缕石粘土的磷吸附机制,并研究了不同形态铁负载对坡缕石粘土吸附净化磷污染水体性能和机制的影响.结果发现,3种天然坡缕石粘土对不同程度磷污染水体均有一定的吸附净化能力,其中含白云石较多的坡缕石粘土的磷吸附能力最强,吸附等温曲线呈S型,且Freundlich方程(R2=0.977 6)比Langmuir方程(R2=0.924 9)拟合效果更好;准一级方程、冥函数方程、抛物线扩散方程、准二级方程均能较好地模拟坡缕石粘土对磷的吸附动力学过程,说明坡缕石粘土对磷的吸附可能属于不均匀介质的多分子层吸附.此外,不同形态铁负载均能显著增强坡缕石粘土对不同程度磷污染水体的吸附净化能力,吸附等温曲线呈L型,Langmnir方程(Fe2 :R2=0.96,Fe3 :R2=0.967 7)比Freundlich方程(Fe2 :R2=0.965 7,Fe3 :R2=0.936 1)能略好地拟合铁负载坡缕石粘土的磷吸附等温结果,说明铁负载坡缕石粘土的磷吸附过程可能是均匀介质的单分子吸附.适量白云石有助于提高坡缕石粘土的磷吸附净化性能,铁负载可能通过改变坡缕石的表面电荷和吸附活性位点来改变其磷吸附机制,从而提高其磷吸附性能.     

甘肃西峰赵家川黄土-红粘土剖面坡缕石分布及其古气候意义

自生坡缕石的形成可以指示着干旱、高蒸发量的环境。利用场发射扫描电镜(FE-SEM)和X射线衍射分析(XRD)对甘肃西峰赵家川红粘土剖面样品进行了系统研究。结果表明,坡缕石从2.04Ma开始广泛分布于整个红粘土剖面。坡缕石晶体在红粘土矿物碎屑中呈束状交织形态,其与周围矿物的接触关系说明是从古土壤溶液中直接结晶沉淀出来,因此是自生成因。赵家川剖面中坡缕石记录的信息与青藏高原隆升有着时代的耦合性,也与亚洲内陆干旱化有着密切的联系,佐证了青藏高原隆升对东亚季风的控制和风成堆积的重要控制,验证晚上新世黄土高原干旱化气候的开始,更新世干旱化进一步加剧。因此,坡缕石可以作为黄土高原干旱化气候的矿物学新指标。     

甘肃灵台黄土-红粘土序列中坡缕石的分布及其古气候意义

坡缕石是典型的干旱、强蒸发环境的指示矿物,黄土-红粘土序列中坡缕石的分布对古气候和古环境重建具有重要的指示意义。本文对灵台任家坡剖面中黄土、古土壤和红粘土代表性样品进行了场发射扫描电镜和高分辨透射电镜观察,结果发现,在3.6Ma以前沉积的红粘土中存有大量的自生坡缕石,而在3.2Ma以来沉积的红粘土及其上覆黄土古土壤序列没有坡缕石。剖面样品扫描电镜原位观察形貌特征和微观结构显示,坡缕石属于成壤作用自生矿物,系由伊蒙矿物在富镁孔隙液作用下转化形成。灵台剖面中坡缕石消失的层位与红粘土磁化率升高和粉尘通量及沉积速率增加的层位相一致。坡缕石在剖面中的分布指示3.6～3.2Ma前后是东亚季风的重要转型期,东亚古气候格局发生改变,由连续干暖的夏季风占主导向干冷冬季风和暖湿夏季风高频强波动交替环境演化。     

海泡石坡缕石的有机吸附研究

本研究采用红外光谱分析、Ｘ射线衍射分析和电泳等方法对坡缕石和海泡石吸附有机气体进行了研究。实验表明,这种吸附是因静电力的作用而产生的。矿物表面的吸附水可减弱静电力的作用。坡缕石、海泡石对有机气体的吸附量与气体温度、蒸气压、气体分子偶极矩、样品纯度、矿物结晶有关。温度升高,气体分子热运动将加剧,吸附数量随之减少;若气体分子偶极矩加大,则吸附量增加;增大蒸气压能提高气体分子与矿物微粒间的接触频率,从而     

凹凸棒粘土中坡缕石的内标法X衍射定量分析研究

用聚丙烯酸钠（PAAs）作分散剂,从凹凸棒粘土中提纯得到坡缕石纯样,再被按照5％的含量间隔将坡缕石和刚玉以及石英配比制成一系列的混和样品,采用NBS方法制成X衍射样片,扣除X射线衍射背景后计算出坡缕石110衍射峰和刚玉113衍射峰的积分强度比,以此为y轴,以坡缕石含量为x轴作图,拟合出线性方程,可用于凹凸棒粘土中坡缕石的定量分析。实例验证了该方法中定量分析线性方程的可行性,证明了粘土中非晶态物质的存在。     

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。     

镉及其络合物在黏土上的吸附行为

淋洗剂EDTA 二钠和柠檬酸三钠与镉形成的络合物及镉本身在黏土上的吸附行为研究表明: 上述两种淋洗剂能有效提取表层土中的Cd,形成的络合物在迁移过程中又能较好地被黏土层吸附。黏土对Cd2 +、Cd--EDTA 和Cd--柠檬酸的吸附容量顺序为: Cd--柠檬酸＞ Cd2 + ＞ Cd － EDTA; 3 种形态的吸附过程均以离子交换吸附为主,并在15 min 内完成。黏土对Cd2 + 和Cd － 柠檬酸的吸附容量随溶液初始pH 的升高而增大,对Cd--EDTA 的吸附容量随pH 升高略有降低。     

Single and binary adsorption of lead and cadmium ions from aqueous solution using the clay mineral beidellite

Beidellite, a low-cost, locally available and natural mineral was used as an adsorbent for the removal of lead and cadmium ions from aqueous solutions in batch experiments. The kinetics of adsorption process was tested for the pseudo first-order, pseudo second-order reaction and intra-particle diffusion models. The rate constants of adsorption for all these kinetic models were calculated. Comparison amongst the models showed that the sorption kinetics was best described by the pseudo second-order model. Langmuir and Freundlich isotherm models were applied to the experimental equilibrium data for different temperatures. The adsorption capacities (Q°) of beidellite for lead and cadmium ions were calculated from the Langmuir isotherm. It was found that adsorption capacity was in the range of 83.3–86.9 for lead and 42–45.6 mg/g for cadmium at different temperatures. Thermodynamic studies showed that the metal uptake reaction by beidellite was endothermic in nature. Binary metal adsorption studies were also conducted to investigate the interactions and competitive effects in binary adsorption process. Based on the optimum parameters found, beidellite can be used as adsorbent for metal removal processes.     

土壤中Cd、Pb、Hg离子的地球化学行为模拟实验

研究了山西省3种不同质地的土壤对Cd2＋、Pb2＋、Hg2＋的吸附、解吸和3种离子在土壤中的运移特性。结果表明,Cd2＋、Pb2＋和Hg2＋在粘粒土壤中的吸附能力大于在砂粒土壤中的吸附能力,且3种土壤对Pb2＋都有很强的吸附能力,吸附的Pb2＋很难在土壤中解吸下来。3种土壤对3种金属离子的吸附能力为Pb2＋＞Cd2＋＞Hg2＋,解吸能力正好相反,这主要与土壤的不同性质和3种重金属离子的水合离子半径、离子的水合能密切相关。Cd2＋在3种土壤中的等温吸附符合Freundlich和Langmuir方程,Pb2＋在3种土壤中的吸附特征符合Henry方程,而Hg2＋在3种土壤中的吸附符合Langmuir方程。土柱淋滤实验表明,Hg2＋在土壤中的穿透性很强,Cd2＋次之,Pb2＋在土壤中的穿透性最慢,其在长达20天的淋滤过程中仍然没有穿透土柱。3种不同质地的土壤对Cd2＋、Pb2＋和Hg2＋的迁移能力都表现为：大同土壤＞临汾土壤＞太原土壤。     

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。     

甘肃临泽地区含碘坡缕石碘的提取及其赋存状态研究

XRD分析和全谱拟合定量计算结果表明,甘肃临泽含碘坡缕石矿的物相由坡缕石(70.1%)、白云石(15.7%)、石英(6.6%)以及少量白云母、钠长石和绿泥石组成。尝试采用了不同方法提取矿石中的碘。加热升华法未能使碘从坡缕石矿石中析出,表明碘在矿石中的赋存形式是吸附的离子态,而非分子态。热水浸取法从矿石中提取出的碘十分有限,仅为0.76～2.05μg/g,显示碘与坡缕石结合十分牢固,难以被热水活化。盐酸浸取法从矿石中提取出的碘为190.4～320.5μg/g,提取量与盐酸浸泡的时间成正比,与温度关系不大。在40h的酸浸泡时间内,碘提取量与盐酸浸泡时间的关系曲线呈S型,即初期和末期平缓,而中段较陡。碘释放的时间曲线说明,碘主要来自坡缕石,而非另一主要矿物白云石,因为后者很快被盐酸溶解;此外,盐酸提取碘的时间曲线还表明,甘肃坡缕石中的碘最有可能赋存在载体矿物的晶内隧道孔中,而非矿物表面。盐酸浸取法提取效果好与坡缕石的酸稳定性较差有关,碘的活化与载体矿物被盐酸溶蚀基本同步。     

甘肃靖远地区第四纪地层划分与对比

靖远地区上系发育良好，分带性明显，成因类型较为复杂，根据野外地质调查资料，在全面分析，整理该区第四纪地层资料的基础上，以新构运动为背景，结合岩相、岩性和地层之间接触关系及地貌特征，初步归纳建立了靖远地区第四纪地层层序。     

Adsorption kinetic models for the removal of Cu(II) from aqueous solution by clay liners in landfills

Liners are commonly used in engineered waste disposal landfill to minimize the potential contamination of the aquatic environment. The adsorption behavior of Cu(II) from aqueous solution onto clay admixed with various mix ratios of quarry fines was investigated. The amount of Cu(II) adsorption increases with increase in contact time. The copper removal efficiencies of the composite mixture gradually decrease from 94.53 % (raw clay) to 85.59 % (20 % of quarry fines with clay), and appreciable decrease in percent removal 75.61 % was found with 25 % of quarry fines with clay. The kinetic adsorption data were analyzed by pseudo-first-order, pseudo-second-order, Bhattacharya–Venkobachar and Natarajan–Khalaf kinetic models to classify adsorption process mechanisms. Kinetic experimental data were good agreement with pseudo-second-order kinetic model with the degree of fitness of the data (R ²) 0.9999 for the adsorption of Cu(II). The results revealed that quarry fines can be used with optimum of 20 % replacement of natural clay for removal of Cu(II) as a liner material in landfills.     

凹凸棒石铁/铝氢氧化物纳米复合材料对磷的吸附动力学研究

用铁/铝盐水解法制备了凹凸棒石/铝氢氧化物(PNCMⅠ)、凹凸棒石/铁氢氧化物(PNCMⅡ)和凹凸棒石/铁铝氢氧化物(PNCMⅢ)3种凹凸棒石纳米复合材料。对比了这3种纳米复合材料对水中磷的吸附净化能力,并利用吸附动力学实验探讨了3种材料对磷的吸附机理。结果发现:负载了铝/铁氢氧化物后凹凸棒石的晶体结构没有改变;温度对于3种吸附剂吸附磷的动力学参数影响不显著;3种吸附剂对磷的实际吸附量、理论吸附量和初始吸附速率均随着磷的初始浓度增大而增大。PNCMⅠ对磷的理论吸附量为18.18 mg/g,较其他2种吸附剂大。当磷的初始浓度从5 mg/L增加到50 mg/L,PNCM I对磷的初始吸附速率从0.125 mg/(g·min)增加到1.425 mg/(g·min)。3种凹凸棒石黏土纳米复合材料对磷的吸附符合准二级动力学方程,表明其吸附均为化学吸附。     

Use of Tunisian raw clay to remove dye from aqueous solution

This paper presents the first attempt to investigate the potential of Tunisian palygorskite-rich clay (Pal-clay) on the effectiveness of a textile dye “Direct orange 34” (DO34) removal. Important parameters which affect adsorption, such as initial solution pH, contact time, adsorbent mass, initial dye concentration, and temperature, were investigated. The raw Pal-clay was characterized using X-ray diffractometer (XRD), X-ray fluorescence (XRF), Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR), cation exchange capacity (CEC), specific surface area (SSA) analysis, and point of zero charge (PZC) determination. The results showed that the Pal-clay has a high selectivity for DO34 and had maximum removal efficiency reaching up to about 91 %. The highest adsorption capacity was obtained at 25 °C and pH of 2. The dye uptake process fitted well to the pseudo-second-order kinetic expression and was best described by the Langmuir and Freundlich isotherms. Intra-particle diffusion studies showed that the adsorption mechanism was not exclusively controlled by the diffusion step and was more likely to be governed by external mass transfer. Thermodynamic parameters such as change in free energy (ΔG°), enthalpy (ΔH°), and entropy (ΔS°) were also calculated. The parameters revealed that the adsorption of dye by the raw clay is spontaneous and exothermic. The results indicate that the Pal-clay has a moderate adsorption capacity towards anionic dye.     

甘肃靖远上泥盆统沙流水组沉积地球化学特征及其物源分析

甘肃靖远上泥盆统沙流水组沉积地球化学研究表明:砂岩较泥质岩含有较高的SiO2含量和斜长石,而泥质岩较砂岩含有较高的铁镁质组分和含钾矿物.砂岩和泥质岩样品均亏损Nb、Ta、Sr元素.砂岩中部分样品富集Zr、Hf元素和强烈的Eu的负异常,部分样品显示Zr、Hf亏损和弱的负Eu异常.泥质岩样品均富集Nj、Cr元素,但具有较强...