碳羟磷灰石吸附水溶液中镉离子的动力学研究

碳羟基磷灰石(CHap)对水溶液中镉离子的吸附过程是一个复杂的非均相固液反应过程，从动力学角度来看，大致可分为两个阶段：初期阶段反应速度快，动力学过程复杂；后期阶段反应速度较慢，并符合一级反应动力学方程。实验表明：反应速率常数k1与温度T之间的关系符合阿累尼乌斯公式，吸附的活化能为Ea=6．075J／mol，吸附的频率因子A=220s^-1。同时，k1与镉离子初始浓度呈负相关性，与介质pH值、CHap用量呈正相关性．     

油页岩对钴离子的吸附性能研究

油页岩中因含有大量的黏土矿物而对金属离子具有一定的吸附能力.采用静态吸附法对油页岩吸附钴离子的影响因素及吸附动力学进行了研究.结果表明,油页岩粒度、溶液浓度、溶液pH值、吸附时间等均对吸附性能有一定影响.油页岩对钴离子的吸附量随样品粒径的减小而增大;随着钴离子初始浓度的增加,油页岩对钴离子的吸附总量增加;溶液pH值在3~8范围内,油页岩对钴离子的吸附量和吸附率随着pH值的增大呈上升趋势.通过吸附动力学研究发现,油页岩对钴离子的吸附过程符合准二级动力学过程和粒子内扩散机理.     

溶液pH对自然水体中多种固相介质吸附铅、镉、铜影响的比较

采用实验室内模拟吸附方法,研究不同溶液pH下沉积物、悬浮颗粒物和生物膜吸附重金属的热力学特征。结果表明：在不同pH下,Langmuir方程均可以很好地描述自然水体三种固相介质吸附重金属的热力学过程。在相同pH条件下,三种固相介质对重金属的吸附能力从大到小依次为悬浮颗粒物、生物膜、沉积物,它们对重金属的吸附能力为铅>铜>镉;这三种固相介质对重金属的吸附能力都随着pH值的升高而增大,其中悬浮颗粒物对重金属的吸附能力受溶液pH影响最大;另外,相对于铜和镉,三种固相介质对铅的吸附受溶液pH影响较大。     

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CO2-3的控制.     

夏子街膨润土在碱性染料废水处理中的应用研究

以纳基和钙基夏子街膨润土为吸附剂,通过改变吸附时间、吸附剂用量、染料溶液浓度、初始pH值分析其对碱性红46和碱性兰41脱色率的影响,并对其吸附动力学、吸附热力学和吸附机理进行了研究.结果表明,2种膨润土对2种碱性染料废水的最佳脱色条件具有一定差异.准一级动力学模型对膨润土吸附碱性染料废水的过程描述更准确,膨润土对碱性红46的吸附是自发吸热反应,对碱性兰41的吸附是自发放热反应,膨润土对2种碱性染料废水的吸附既有物理吸附也存在离子交换吸附.     

膨润土尾矿复合陶粒制备与Cr(Ⅵ)吸附性能

膨润土提纯后的尾矿主要含石英、斜绿泥石和白云母等矿物,以尾矿为主原料制备了复合陶瓷颗粒,采用XRD,IR和SEM探讨了烧结工艺对结构变化的影响,研究了复合陶瓷颗粒的组分变化、烧结温度、pH、初始浓度、吸附时间和温度对Cr(Ⅵ)离子吸附效果的影响,探讨了动力学和热力学变化。结果表明,烧结温度对吸附影响不大,烧结适宜温度为1000℃,陶瓷颗粒的主晶相为石英和硅灰石,表面为不均匀多孔结构。吸附的最佳吸附条件是pH值1、陶瓷颗粒用量1 g、吸附时间12 h及铬离子初始浓度100 mg/L,吸附率达96.33%。吸附行为符合准二级动力学方程,属于单分子层化学吸附;热力学数据说明,吸附反应为自发吸热反应。     

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。     

铀在北山花岗岩中的吸附迁移影响因素研究

运用水文地球化学模拟软件PHREEQC-Ⅱ,对铀元素进入中国高放废物处置预选场研究区地下水后的状况进行了模拟和预测。模拟得到核素铀进入研究区地下水后的元素浓度分布和迁移情况及外界因素变化引起地下水中铀迁移的行为,同时采用批式法测定不同条件下铀在甘肃北山花岗岩中的分配系数,研究了岩石粒径、溶液初始浓度、水相pH和温度对分配系数的影响,实验结果表明花岗岩对铀的吸附能力较弱,其中溶液初始浓度、粒径、温度影响较小,pH值对岩石的吸附性能有较大影响,在接近中性条件下影响达到最大,这与采用模拟软件模拟结果基本吻合。通过模拟和实验对比,能更好地研究在北山预选区处置条件下地下水-废物-岩石的相互作用过程中核素的迁移行为,从而为处置库系统安全评价提供有关依据。     

羟基磷灰石吸附水溶液中Cd~(2 )的影响因素的研究

对羟基磷灰石 (Hap)固定水溶性Cd2 的影响因素进行了较为系统的实验研究。实验表明 :去除率与Cd2 初始浓度呈负相关 ,在Cd2 初始浓度 <10mg/L时 ,与作用时间、pH值、Hap用量呈正相关 ,温度对去除率的影响较小。通过正交实验确定了最佳吸附条件 :Hap用量为 5g/L ,pH值为 6 ,作用时间 5min。     

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。     

羟基磷灰石吸附水溶液中Cd^2＋的影响因素的研究

对羟基磷灰石(Hap)固定水溶性Cd2+的影响因素进行了较为系统的实验研究.实验表明去除率与Cd2+初始浓度呈负相关,在Cd2+初始浓度<10 mg/L时,与作用时间、pH值、Hap用量呈正相关,温度对去除率的影响较小.通过正交实验确定了最佳吸附条件Hap用量为5 g/L,pH值为6,作用时间5 min.     

方解石负载羟基磷灰石复合材料去除水中铀离子的PRB活性介质研究

铀污染地下水分布于世界多国,其危害备受关注。本文基于溶胶-凝胶法制备方解石负载羟基磷灰石复合材料(CLHC),通过静态与动态对比试验,探讨了PRB活性介质对水中铀离子的吸附机理和去除效果。试验结果表明,制备的CLHC表面被羟基磷灰石覆盖,对铀离子具有较强的吸附能力。当U的初浓度为5.0 mg/L、试验周期为2 h、溶液pH值为4、CLHC用量为0.5 g/L时,CLHC可以吸附水中所有的铀离子。CLHC对铀离子的吸附过程可以用Langmuir等温吸附模型、粒子内扩散吸附动力学模型和准二级吸附动力学模型较好地进行描述。石英砂负载羟基磷灰石与CLHC相比,后者具有更强的吸附能力,而且具有更长的使用寿命。CLHC在吸附铀的过程中没有价态变化,其对铀离子的吸附主要为离子交换的化学吸附。本研究的成果可为可渗透反应墙被应用于铀污染地下水修复提供试验依据。     

微量铀在溶液中的状态

本文通过实验研究了玻璃,滤纸,离子交换剂等对铀的吸附作川,以及与铀浓度之间的关系。当铀的浓度为0.03％,氢离子浓度为0.3-0.1N时,玻璃对铀的吸附有所增加,当pH为2.28-6.44时对铀的吸附为常数,同时,指出了在该pH范围内,铀的浓度由0.3-0.0003％时,其吸附值与铀的浓度成线性关系。Na_2CO_3为0.001N-0.1N时,对铀的吸附为一常数,当0.5N时才有所降低。随氢离子和铀的浓度降低时,滤纸对铀的吸附率有所增高,当Na_2CO_3为0.1-1N和K_2CO_3为0.01-1N时,其吸附率可以忽略不计。二者浓度降低时,其吸附率剧增。但二者的浓度较高时,由于形成络合物而其吸附率则下降。     

河套平原沉积物中铀的赋存形态及其与地下水铀浓度的关系

采用Tessier的五步提取法,对位于河套平原杭锦后旗沙海乡四个钻孔沉积物进行铀的五个赋存形态(包括可交换态、碳酸盐吸附态、铁锰氧化物吸附态、有机物或硫化物吸附态和基质态)分布特征研究。结果发现,铁锰氧化物结合态铀含量为0.140~0.328 mg/kg,占总铀量的34.7%;基质态中铀的含量为0.256~0.405 mg/kg,占44.0%。对于铁锰氧化物结合态,铀含量与铁、锰含量呈正相关性,其中铀与铁线性相关系数0.311~0.482,铀与锰线性相关系数0.506~0.642。表明,沉积物中锰氧化物对铀含量的影响大于铁氧化物对铀含量的影响。进一步研究发现,沉积物岩性对铀含量的影响较大,总铀在细砂中平均含量为0.088 mg/kg,在黏土中平均量为0.260 mg/kg。不同深度地下水中铀浓度和沉积物铀含量的研究表明,随深度增加,地下水中铀浓度与含水层沉积物中铀含量均呈降低的趋势。地下水中铀浓度受含水层中可交换态铀含量的直接影响。     

河北保定典型污灌区土壤Cu吸附特性研究

我国部分地区土壤污染形势严峻,主要表现为Cu等重金属元素严重超标。污水灌溉以及含Cu饲料过量使用等不合理的农业生产方式是导致Cu在耕地中富集的主要因素,严重威胁粮食安全和人类健康。以河北保定典型污灌区为研究区,通过静态吸附批量实验探究土壤吸附Cu的动力学和热力学特性。吸附动力学模型和等温吸附经验模型中得到的参数一致表明,表层土壤S1对Cu的吸附能力强于底部土壤S2。S1的有机质含量高于S2,提供了更多的表面吸附点位,这可能是导致土壤S1对Cu的吸附能力更强的原因之一。离子强度对土壤Cu吸附率的影响较小。溶液pH和溶解性有机物(DOM)含量对土壤Cu吸附率的影响明显,pH值与吸附量呈正相关,DOM浓度与吸附量呈负相关。由于土壤对pH有很强的缓冲能力,短时间的酸雨可能不会导致Cu的迁移。施用有机肥时,有机肥浸出液中高浓度的DOM可能会与Cu形成水溶性Cu-DOM络合物,促进Cu在土壤中的迁移,导致浅层地下水污染。     

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。     

北京地区潮土对土霉素的吸附特性研究

北京近1/4区域土壤属于潮土,潮土对四环素类抗生素的吸附特性还鲜有报道。采用OECD Guideline 106的方法,研究土霉素在北京地区潮土上的吸附特性。结果表明,土霉素在潮土中的吸附动力学过程符合Elovich方程,土霉素初始浓度会影响吸附速率,2 mg/L时最大,10 mg/L时最小。吸附百分比随着初始浓度的升高,先增大后减小。温度和平均吸附速率呈负相关。实验浓度下,吸附等温线符合线性等温方程和Freundlich方程,吸附是自发的吸热反应。潮土对土霉素的吸附量和粉粒及黏粒含量之和呈正相关。土霉素在潮土中的吸附受初始浓度、温度、土壤性质等因素的影响,深入了解其作用机理,有助于防治土霉素污染,保护土壤安全。     

花岗岩中锆石的韵律环带结构研究

花岗岩中锆石的电子荧光观察和微量元素分析表明,锆石中的韵律环带结构主要是以较宽的浅灰色条带与较窄的灰黑色条带交替重复出现而形成的。相应于条带灰度的变化,呈负相关性的锆与呈正相关性的铀的含量亦在起伏变化。由于锆石中铀与锆的类置同象置换是非常有限的,锆石中铀含量的变化主要取决于铀的分配系数的变化。因此,当含铀锆石的结晶过程处于非理想体系时,它以固溶体相变的形式来协调固液界面的局部体系与整个花岗质熔体的热力学平衡,从而形成含铀锆石的两种固溶体相交替生长的韵律环带结构。     

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.     

煤化工渣高效吸附去除水中全氟辛酸

为高效快速去除水中全氟辛酸,选择工业废物煤化工渣对全氟辛酸进行吸附去除探究。采用不同的处理方法制备了4种煤化工渣（粒径从大到小为CGA1、CGA2、CGA3和CGA4）,研究其在水溶液中的全氟辛酸吸附性能。利用扫描电子显微镜（SEM）、拉曼光谱、傅里叶变换红外光谱（FTIR）和X射线光电子能谱（XPS）对4种煤化工渣的结构特征进行表征分析,并考察了全氟辛酸初始质量浓度和初始pH对吸附进程的影响。实验结果表明：煤化工渣对全氟辛酸有高效的吸附能力,伪二级动力学模型和Langmuir等温模型可以较好地描述4种煤化工渣对全氟辛酸的吸附行为及过程,其中CGA4去除全氟辛酸的最大吸附量为25.51 mg/g;随着全氟辛酸溶液初始质量浓度升高,煤化工渣对全氟辛酸的吸附容量逐渐增加;初始pH对CGA3和CGA4的影响微弱,CGA1和CGA2在酸性条件下显示出更优越的吸附性能。由此得出,4种煤化工材料中粒径最小的CGA4具有最优的全氟辛酸去除能力且基本不受pH限制。FTIR分析表明,吸附过程中氢键的形成占主导地位,XPS和Zeta电位检测结果表明,物理吸附和静电吸附在去除过程中也发挥了重要作用。