Adsorption kinetics, isotherm, and thermodynamic studies of adsorption of pollutant from aqueous solutions onto humic acid

In the present study,humic acid was used as an adsorbent for the investigation of the adsorption kinetics,isotherms,and thermo-dynamic parameters of hexavalent chromium from aqueous solution at varying pH,temperatures,and concentrations.Adsorption isotherms and equilibrium adsorption capacities were determined by the fittings of the experimental data to three well-known iso-therm models:Langmuir,Freundlich,and Redlich-Peterson.The results showed that the Langmuir and Redlich-Peterson models appear to fit the adsorption better than did the Freundlich adsorption model for the adsorption of chromium onto humic acid.The equilibrium constants were used to calculate thermodynamic parameters such as the change of free energy,enthalpy,and entropy.The derived adsorption constants (logaL) and their temperature dependencies from Langmuir isotherm have been used to calculate the corresponding thermodynamic quantities such as the free energy of adsorption,heat,and entropy of adsorption.The thermo-dynamic data indicate that Cr (VI) adsorption onto humic acid is entropically driven and characterized by physical adsorption.     

Preparation of Mg/Al Layered Double Hydroxides by Buffer Solution Method and Cr（Ⅵ） Adsorption Characteristics

利用氨水-氯化铵体系在pH 9～10时具有缓冲能力的特点,以其作为沉淀剂成功合成了镁铝水滑石（Mg3Al-Cl-LDHs）,采用XRD、FT-IR、TG-DTA等手段对材料结构进行表征,并测试了合成Mg3Al-Cl-LDHs样品对溶液中Cr（Ⅵ）的吸附性能。研究结果表明,缓冲溶液法制备的Mg3Al-Cl-LDHs材料晶相单一,晶面生长的有序程度较高,结晶度较好。晶胞参数a=0.3106 nm,c=2.367 nm,粒子尺寸约为36.44 nm。其热分解过程包括水滑石层间结构水脱除和层板羟基脱水、氯离子分解两个步骤。Mg3Al-Cl-LDHs对Cr（Ⅵ）的吸附主要发生在0～1 h内,随着时间的增长吸附量先增加后趋于平缓;温度对Cr（Ⅵ）吸附量影响不大,在常温下即可进行;随着pH值的减小,饱和吸附量先增大后减小,在pH 6时吸附效果较好;2价与3价竞争阴离子比1价阴离子对吸附性能的影响更大。在最佳吸附条件下,Mg3Al-Cl-LDHs对Cr（Ⅵ）的饱和吸附量可达58.73 mg/g,有望应用于实际Cr（Ⅵ）废水处理。     

桂中坳陷环江凹陷上古生界海相页岩储层孔隙结构和分形特征研究

通过有机地化分析、全岩X衍射矿物分析、甲烷等温吸附及低压氮气吸附实验,本文对桂中坳陷环江凹陷上古生界页岩样品的孔隙结构及分形特征进行了研究.结果表明:研究区页岩总有机碳含量(TOC)平均为2.40%,热成熟度(Ro)平均为2.65%,处于过成熟演化阶段.页岩主要的矿物组成为石英和黏土.页岩的比表面积平均为5.86 m2/g,孔容平均为0.014 9 mL/g,平均孔径为11.2 nm.页岩中发育大量的中孔,主要呈两端开口的圆筒形孔或四边开放的平行板状孔.页岩中TOC含量和石英含量越多,微-中孔越发育、比表面积和孔容越大,而平均孔径则变小.通过Frenkel-Halsey-Hill (FHH)模型和氮气吸附实验数据计算得到孔隙表面分形维数D1(平均为2.428 4)和孔隙结构分形维数D2(平均为2.622 2),对应的相对压力(P/P0)分别是0~ 0.45和0.45 ~ 0.99.分形维数D1、D2随着比表面积、孔容的增加而增加,而平均孔径随着前者的增加而减小.分形维数D1、D2、TOC含量、石英含量和甲烷吸附量之间呈现较好的正相关性,但随着黏土矿物含量的增多而减小.分形维数D1与Langmuir压力存在弱负相关性,分形维数D2随Langmuir压力增大有变大的趋势.桂中坳陷西北部页岩分形维数越大,孔隙结构越复杂,其对天然气的吸附和存储能力越强.     

Structural, curvature and electronic properties of Rh adsorption on armchair single-walled carbon nanotube

This paper systematically studies the rolling effects of the (n, n) single-wall carbon nanotubes (SWCNT) with different curvatures on Rh adsorption behaviours by using density functional theory. The outside charge densities of SWCNTs are found to be higher than those inside, and the differences decrease with the increase of the tube radius. This electronic property led to the discovery that the outside adsorption energies are higher than the inside ones, and that the differences are reduced with the increase of the tube radius. Partial density of states and charge density difference indicate that these strong interactions induce electron transfer between Rh atoms and SWCNTs.     

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     

天然锰钾矿吸附水溶液中Hg^2＋的实验研究

利用粉碎分级的天然锰钾矿去除水溶液中Hg^2 的实验研究表明：反应平衡时间约为20小时；pH值对其吸附率影响很大，在中性（氯化物在偏碱性）条件下吸附率较高；溶液中阳离子的存在会产生竞争吸附而降低对Hg^2 的吸附量，2价金属离子较1价金属离子对Hg^2 竞争干扰明显；溶液中Cl^-的存在能明显降低对Hg^2 的吸附量。对等温吸附曲线的回归分析得出在浓度为5～350mg/L段能很好地符合Langmuir单吸附位吸附曲线，并计算出在该实验条件下其最大理论吸附量为27.6mg/g。解吸实验结果表明，在无其他电解质参与的条件下解吸量较少，受多种电解质干扰时其解吸率不超过20%。     

低聚合羟基铁离子-蒙脱石复合体吸附砷的实验研究

将提纯的钙蒙脱石与羟基铁离子溶液作用，制备了低聚合羟基铁－蒙脱石复合体，用化学分析，电子探针分析，粉晶X射线衍射分析，差热分析和穆斯堡尔谱分析等手段。对蒙脱石原样，低聚合羟基铁－蒙脱石复合体和相同条件下制备的铁的含水氧化物进行了表征。在实际土壤的酸度（pH=4-7)和温度（18－40℃）条件下，进行了低聚合羟基铁－蒙脱石复合体吸附有害元素砷的实验，探讨了复合体的砷吸附能力与pH值，温度，吸附时间，砷初始浓度，离子强度间的关系，并与蒙脱石和铁的含水氧化物的砷吸附行为进行了对比，研究表明，在实验条件下，低聚合羟基铁－蒙脱石复合体对砷具有明显的亲合力，低聚合羟基铁－蒙脱石复合体吸附砷的过程有可能是地表岩石和土壤中重要的地球化学过程，是影响砷地地表，特别是土壤中迁移，富集的重要因素。     

阿拉尔河悬浮物对铀的吸附影响研究

为了解阿拉尔河悬浮物对铀的吸附特性,通过静态吸附实验,研究了吸附时间、pH值、温度和铀初始浓度等因素对模拟含铀水中U(VI)去除率的影响,并从热力学和动力学方面对吸附过程进行了分析。结果表明,在T=25℃,溶液初始pH=7,接触时间为16 h时,悬浮物对铀的平衡吸附率最佳,为95.48%。随着铀初始浓度的增加,吸附量增加,但吸附率随之下降,升高温度有利于铀的吸附。铀在悬浮物上的吸附过程符合Langmuir等温吸附方程,说明悬浮物对铀为单分子层吸附,且化学吸附占主导地位。吸附动力学过程可用准二级吸附动力学模型描述,表明吸附主要受动力学控制,由两个以上步骤共同控制。FTIR和EDS分析结果表明,吸附过程中铀主要与悬浮物表面活性基团螯合并以表面络合吸附为主。吸附前后的能谱对比分析表明,吸附过程中存在离子交换行为。因此,悬浮物对铀的吸附机理是以表面络合吸附和离子交换为主、物理吸附为辅的混合吸附过程。