球状壳聚糖树脂的制备及其吸附热力学研究

研究1种球状壳聚糖树脂(RCM)吸附Cu2 的热力学行为,为RCM应用于除去废水、果蔬汁等中的重金属离子提供理论基础.首先壳聚糖为原料采用反相悬浮交联法制备RCM,并表征了RCM的一些物理化学性质;其次采用静态吸附法研究RCM对Cu2 的吸附行为.结果发现,制得的RCM粒径较为均一,且表面致密多孔,其含水量为51.982%,树脂骨架密度(ρT)为1.212 g·cm-3,堆砌密度(ρp)为0.862 g·mL-1,孔度值(P)为0.554,交联度为13.581%.RCM对Cu2 饱和吸附量为0.993 mmol·g-1,吸附等温线符合Langmiur等温曲线,其Langmiur等温式为:Ce/Q=11.614 1.007 5Ce (313K),表明其对Cu2 属于单分子层吸附.吸附热力学研究表明:吸附是自发的、吸热的、熵增加的过程.通过吸附势值可知,在相同的温度下,随着溶液中Cu2 浓度的增加,吸附势逐渐降低;当初始浓度相同时,随着实验温度的升高,吸附势升高.     

两种大型海藻粉对重金属离子吸附热力学的研究

本文探讨了两种常见大型海藻，即马尾藻(Sargassum fusiforme)和海带(Laminaria japonica)对重金属离子(Cu^2 、Pb^2 、Cd^2 、Ni^2 )的吸附热力学过程．结果表明，这两种海藻粉对重金属离子的吸附曲线基本符合Langmuir吸附模型，其吸附容量受温度的影响，马尾藻和海带粉对Cu^2 的吸附均为吸热过程；25℃和35℃两组实验结果显示，其吸附容量随温度的升高而增加，吸附热分别为59．9、76．8kJ／mol．     

人工海水介质中CTAB在胶州湾沉积物上的吸附动力学和热力学行为

研究了人工海水介质中,阳离子表面活性剂十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)在胶州湾沉积物上的吸附动力学和热力学行为。结果表明:沉积物对CTAB的吸附动力学过程可以用伪二级模型进行较好的描述,拟合所得吸附速率常数k2随CTAB的初始浓度和温度的升高而增大。CTAB在沉积物上的吸附等温线可用Freundlich等温式来描述,而蒸馏水介质中,CTAB的吸附表现出两段特征。沉积物的吸附能力随着介质离子强度的增加而增大。计算得到的吸附活化能Ea以及热力学参数ΔH0、ΔS0和ΔG0表明CTAB在海洋沉积物上的吸附为物理吸附,是一个自发、放热、熵增加的过程。     

壳聚糖/蒙脱土插层复合物对活性红染料的吸附热力学研究

采用溶液插层法,利用壳聚糖和蒙脱土制备了壳聚糖/蒙脱土插层复合物,使用红外光谱和X-射线衍射分析对其结构进行了表征;以此复合物为活性红染料RR136的吸附剂,考察了复合物中壳聚糖与蒙脱土的摩尔比、染料溶液pH值和浓度、吸附温度及吸附剂用量等因素对吸附性能的影响。结果表明,吸附反应的最佳条件是以壳聚糖与蒙脱土摩尔比为5∶1的插层复合物为吸附剂,反应温度20℃,RR136溶液pH为3。壳聚糖/蒙脱土插层复合物对活性红染料的吸附更符合Langmuir模型,吸附热力学参数ΔGo、ΔHo和ΔSo值分别为-3.338kJ·mol-1(30℃),-37.98kJ·mol-1和-114.77J·mol-1·K-1,表明壳聚糖/蒙脱土插层复合物对活性红染料的吸附是自发的、以物理吸附为主的放热反应。     

粘土矿物对海水中主要营养盐的吸附研究

对海水中磷盐和硝酸盐在粘土矿物上的吸附行为的研究发现，海水体系中高岭土对磷酸盐的吸附能力大于蒙脱土，其原因为，粘土颗粒的表层铝／硅结构比是控制磷酸盐吸附的主要因素，其中铝含量越高，肿附能力越大。考察ＰＨ、粘土酸改性处理等因素对吸附作用的影响，结果表明，ＰＨ＜８．５的磷酸盐吸附ＰＨ曲线呈峰形，其吸附作用以阴离子交换为主；ＰＨ＞８．５时磷酸盐的吸附作用以沉淀吸附为主。酸改性蒙脱土可提高吸附磷酸盐的能力     

海底天然气水合物稳定的热力学条件

在几乎所有的海底都有适合于天然气水合物的温度和压力，但是热力学平衡提出了形成水合物需要另一个涉及到溶解气浓度的条件。通过一种模拟退火算法--这种算法使得甲烷气体与海水混合物的自由能最小-我们量化了水合物的热力学条件。平衡相用一个压力、温度和盐度的函数来描述各稳定相的成分。我们发现溶解气的浓度（溶解度）随着温度的增加而迅速下降。在海水中，气体溶解度在特定的盐度时也是降低的。由于低溶解度会减少形成水合物所需要的气体量，所以海水中的盐实际上促进了水合物的形成。盐度的变化（常常引起水合物形成情况的变化）增加了一个热力学自由度，这就形成了一个三相区，此区域中水合物、海水和自由气体在恒压下的一个温度范围内共存。我们把该计算用于确定海底稳定相的分布。气体溶解度的计算结果表明水合物可以直接由海底的溶解气结晶而成。气体沿着平衡浓度梯度的扩散表明气体被连续不断地由水合物层运送到所覆盖的海水中。为了在海底沉积的过程中保持水合物，需要有一个持续的甲烷气源以弥补扩散所引起的损失。通过简单的近海沉积的物理条件模型就可以估算水合物的生长和消耗。     

新生相形成的模拟实验研究

通过模拟实验制备了硅酸盐类不溶性固体，从Ｘ射线衍射特征和红外光谱特征两方面看，制得的硅酸盐类与河口新生相成分，结构相似，表明铁水解成的β－ＦｅＯＯＨ胶体吸附Ｓｉ，Ａｌ，Ｍｇ，Ｋ等元素，经结构重组可形成硅酸盐矿物，这可能是河口体系新生相的形成原因。     

Experimental Study of Factors Controlling Sorption of Heavy Metals on Ariake Clay and Implication for Practice

A series of batch tests have been presented to investigate the effects of solid-solution contact time, solid:solution ratio, and pH of solution on sorption of Cd²⁺ and Pb²⁺ on Ariake clay from Kyushu region of Japan. The results show that, among the three investigated factors, solid:solution ratio (SD/SN) seems to be the crucial controlling factor. The Freundlich sorption parameters determined from the batch tests were applied to a typical field landfill in which the Ariake clay was used as soil barrier. The impacts of the landfill were assessed by numerical analysis. Based on the analysis result, the significance of selecting proper solid:solution ratio for determining sorption parameters from batch test has been discussed.     

Experimental Study of Factors Controlling Sorption of Heavy Metals on Ariake Clay and Implication for Practice

A series of batch tests have been presented to investigate the effects of solid-solution contact time, solid:solution ratio, and pH of solution on sorption of Cd²⁺ and Pb²⁺ on Ariake clay from Kyushu region of Japan. The results show that, among the three investigated factors, solid:solution ratio (SD/SN) seems to be the crucial controlling factor. The Freundlich sorption parameters determined from the batch tests were applied to a typical field landfill in which the Ariake clay was used as soil barrier. The impacts of the landfill were assessed by numerical analysis. Based on the analysis result, the significance of selecting proper solid:solution ratio for determining sorption parameters from batch test has been discussed.     

Thermodynamic Analysis of Heavy Metals Biosorption by Two Macroalgae

The thermodynamic process of two macroalgae, Sargassum fusiforme and Lamin aria japonica, absorbing heavy, metal ions Cu^2 , Pb^2 , Cd^2 and Ni^2 . has been studied. The result indicates that the absorption isotherms of these two macroalgae clearly accord with the Landmuir adsorption model. The absorptive processes of S. fusiforme and L. japonica for Cu^2 are endothermal, and at 35℃, the adsorption heat of these two algae is 59.5kJ/mol and 76.8 kJ/mol respectively. Temperature could affect the algae‘s adsorption capacity. Their adsorption capacity increases with temperature (25℃ and 35℃).     

底水稠油油藏人工隔层形态及影响因素研究

应用室内实验与数值模拟两种方法,系统地研究了底水稠油油藏人工隔层形态展布及其影响因素.室内物理模拟实验利用人造岩心,定性、定量地分析了不同沉积特征、不同注入隔层介质速度、体积和黏度下隔层形态特征,并应用数值模拟方法,对比验证了室内研究结果.结果表明：不同沉积特征形成的隔层形态有明显区别,针对不同沉积特征地层应采取不同的堵水措施;注入速度越小越好,但考虑到凝胶固结的时间和施工作业可以适当提高注入速度;改变注入凝胶浓度,对隔层形态的影响较大,注入凝胶的浓度越高、黏度越大,纵向上隔层厚度也越大;注入体积越大形成的隔层半径和厚度越大,但整体形态相似.     

滨海砂土对可溶性油的吸附作用和影响因素研究

在现场自然地理、水文地质条件调查的基础上,对青岛海水浴场采集砂和海水样品进行主要物理化学性质分析,探讨吸附机理的影响因素,通过吸附试验建立砂样对可溶性油吸附的动力学方程和吸附等温线,经过批量试验确定温度、盐度和pH值对吸附量的影响。研究结果表明,砂土对可溶性油吸附的平衡吸附量为90~110 mg/kg,吸附平衡时间为14~16 h,符合Henry型直线等温物理吸附。对等温式进一步分析发现,当水相中可溶性油浓度低于一定数值时,不但不产生吸附,反而会使污染沙滩上的残留油分释放出来,造成二次污染。     

表面活性剂对辛基酚在海洋沉积物上吸附行为的影响

本文系统地研究人工海水(ASW)中,3种不同类型表面活性剂(十六烷基三甲基溴化铵,CTAB,阳离子表面活性剂;十二烷基苯磺酸钠,SDBS,阴离子表面活性剂;吐温20,Tween20,非离子表面活性剂)存在时辛基酚(OP)在海洋沉积物上的吸附行为.结果表明海洋沉积物中的有机质含量与海洋沉积物吸附OP的能力有着显著的正相关性.在表面活性剂浓度为0～10 mg· L-1时,3种表面活性剂对OP在海洋沉积物上的吸附都有促进作用,其促进作用由强到弱顺序依次为:CTAB＞T ween20＞ SDBS.在表面活性剂浓度从0增加到120 mg·L-1,相同浓度的OP(4mg·L -1)在海洋沉积物上的吸附行为变化中,CTAB使OP的吸附量增加较快,当CTAB浓度大于40 mg·L-1时溶液中未吸附的OP浓度低于检测限;SDBS使OP在海洋沉积物上的吸附量先快速增加、后趋于平稳;Tween20使OP在海洋沉积物上的吸附量先增加后减小,吸附量达到最大值时Tween20的浓度与其临界角束浓度浓度(CMC)相接近.     

湛江港海域海水和表层沉积物重金属分布特征及其污染评价

根据2013年01月(冬季)和2013年06月(夏季)的调查数据对湛江港海域海水和表层沉积物中的重金属(铜、锌、铅、镉、砷和汞)进行了研究,调查结果显示调查海域海水和表层沉积物中重金属含量呈现岸边海域高于深海海域,东海岛北面海域高于东面海域;对比冬季和夏季的调查结果,调查海域海水中重金属平均含量夏季高于冬季。用单项污染指数对海水中的重金属进行了评价,结果表明,冬、夏两季海水中的Pb污染较明显,Cu和Zn轻度污染,其余元素(Cd,As和Hg)均未超过相应的国家海水水质标准限值,夏季重金属污染指数高于冬季,可能与陆源重金属污染物入海的影响有关;表层沉积物中重金属均低于相应的标准限值,沉积物环境质量状况良好。采用瑞典科学家H覿kanson的潜在生态危害指数法进行评价,沉积物中重金属的潜在生态危害较轻,生态危害程度HgAsCdPbCuZn。     

释放角对水下溢油的羽流动力学特性的影响

在考虑羽流阻力的情况下,采用拉格朗日控制单元积分法建立了羽流动力学模型,并采用数值技术对水下溢油羽流动力学特性进行了模拟,详细分析了释放角对羽流运动的影响。模拟结果及分析表明,当释放方向不同时,浮力在羽流轴线上的投影分量不同。在不同的浮力分量作用下,羽流的运动轨迹及羽流速度、浓度和半径随着流程的变化会呈现不同的特点。羽流的这些运动特点可能会使得溢油到达水面的时间及位置随释放角的不同而发生变化。     

泉州大港湾海水、沉积物及水产生物体内重金属的含量分布

根据1997年7月大港湾海域环境调查资料,着重分析了大港湾海水、表层沉积物及水产生物体内重金属的含量及分布。结果表明：大港湾海水中Cu,Pb,Cd,Zn的含量均低于渔业水质标准,大港湾湾顶水域,海水和表层沉积物中Cu,Pb,Cd,Zn的含最明显高于湾口水域：湾南部水域高于北部水域。文中还根据《海洋沉积物质量》、《无公害食品》、《食品中锌限量卫生标准》、《海洋生物质量》标准对表层沉积物和6种水产生物的重金属污染程度进行评价,结果大港湾的水产生物体内的重金属含量均未超标,但沉积物中的Cd含量已超标。     

化学消油剂乳化效果影响因素研究

化学消油剂在溢油事故处理中起到重要的作用,而其使用效果受到多方面因素的影响。本文分别从原油、消油剂的不同配比(DOR)与环境因素(海水温度、盐度)方面,对4种消油剂(A,B,C,D)的乳化效果进行分析。结果表明,B类消油剂的乳化性能最好;为达到30s乳化率>60%、10min乳化率>20%的消油剂乳化标准,B类消油剂25℃时最佳DOR范围在0.30～0.35之间,20℃时DOR为0.45,15℃时DOR为0.5以上。消油剂的乳化效果受温度影响较大,而受盐度影响较小。本文为消油剂在海洋溢油中的合理使用,提供理论依据和技术支持。