Adsorption Kinetic and Equilibrium Studies on Removal of Lead(II) onto Glutamic Acid/Sepiolite

In this study, a modified method was used to increase the adsorption of lead ions from aqueous solutions by using modified clay mineral on the laboratory scale. Adsorption experiments have been carried out on the use of both thermal activated sepiolite (TAS) and their glutamate/sepiolite modification (GS) as adsorbents. The experimental data was analyzed using adsorption kinetic models (pseudo first‐ and second‐order equations). The pseudo second‐order kinetic model fitted well to the kinetic data (R² ≥ 0.99). Then, the Freundlich and Langmuir models were applied to describe the uptake of Pb(II) on GS and the Langmuir isotherm model agrees well with the equilibrium experimental data (R² ≥ 0.97). The maximum adsorption capacity was observed to be 128.205 mg/g by GS according to the Langmuir equation. Desorption efficiency of the GS was studied by the batch method using EDTA, HCl, and HNO₃ solutions. Desorption of 69.18, 74.55, and 80% of Pb(II) from GS was achieved with 0.1 M EDTA, 0.1 M HCl, and 0.1 M HNO₃ solutions, respectively. FTIR analysis suggests the importance of functional groups such as amino, hydroxyl, and carboxyl during Pb(II) removal. SEM observations demonstrated that an important interaction at the lead‐modified sepiolite interface occurred during the adsorption process. In addition, the thermodynamic constants was calculated that the values of the Gibbs free energy (ΔG*), enthalpy (ΔH*), and entropy (ΔS*) of modification were 86.79 kJ/mol, ?18.91 kJ/mol, and ?354.70 J/mol/K, respectively. The negative value of ΔH* shows exothermic nature of adsorption.     

针铁矿和蒙脱石对菲的吸附解吸行为与热力学研究

采用批量振荡吸附平衡法设计针铁矿和蒙脱石对菲的吸附解吸试验,对比研究了针铁矿和蒙脱石对菲的吸附解吸行为,并考察了不同K＋浓度的溶液对蒙脱石吸附菲的影响,比较分析了线性吸附模型和Freundlich吸附模型描述矿物吸附等温线的准确性,并从吸附热力学角度探讨了矿物的吸附机理。结果表明：针铁矿和蒙脱石对菲的吸附解吸均表现出明显的非线性和解吸滞后现象;相对于线性吸附模型来说,针铁矿和蒙脱石对菲的吸附解吸更符合Freundiich吸附模型;与蒙脱石相比,针铁矿对菲的吸附更为显著,且具有更好的稳定性;溶液中软阳离子K＋的存在使蒙脱石对菲的吸附能力得到显著提高;菲在蒙脱石和针铁矿上的吸附过程是一个自发放热,同时伴随着熵值减小的过程;随着温度的升高,蒙脱石和针铁矿对菲的吸附能力均减弱。     

湿地土壤草根层对铅、镉吸附与解吸的动力学研究

利用柱实验对向海湿地土壤草根层吸附与解吸铅、镉的动力学特征进行了研究。结果表明，土壤草根层吸附镉的动力学过程符合Elovich吸附速率方程、双常数速率方程、抛物线扩散方程，吸附铅的动力学过程符合双常数速率方程、抛物线扩散方程，说明草根层吸附铅、镉的过程是一个反应速率和扩散因子综合控制的过程；实验条件下，Pb^2 、Cd^2 的吸附动力学特性较好，但解吸动力学特性很差。说明湿地土壤草根层对铅、镉均有较强的吸持能力，可阻挡重金属离子向深层土壤的迁移，减少了深层土壤中重金属的汇集。     

压裂液对煤岩储层解吸–扩散性能的影响

为预防压裂液自吸侵入煤岩基质孔隙,影响煤岩储层的解吸-扩散性能,以沁水盆地石炭统太原组15号煤为研究对象,开展了低伤害活性水压裂液对煤岩储层解吸-扩散性能的损害评价实验,并基于红外光谱、低温氮气吸附和扫描电镜分析了压裂液作用前后的煤岩表面性质和孔隙结构变化。实验结果表明：压裂液处理后,煤样的甲烷解吸率下降了10.23%,扩散系数损害率为16.67%;煤岩表面亲水性增强,液相滞留效应加剧,煤岩基质孔隙比表面增大、孔隙连通性变差、平均孔径减小,这些变化从根本上揭示了压裂液损害煤岩储层解吸-扩散性能的微观机理。最后,提出了基于纳米颗粒封堵技术和表面活性剂技术的煤岩储层解吸-扩散性能损害预防措施。     

三七炮弹的碘化银成核率检测

三七炮弹是进行人工增雨和防雹作业所需碘化银催化剂的主要载体之一,炮弹中碘化银催化剂的成核率数据是人工影响天气作业设计和指挥中进行催化剂作业剂量测算的重要参考,因此,对人工影响天气业务中使用的三七炮弹的碘化银成核率进行检测非常重要。2013年11—12月中国气象局人工影响天气中心利用新建的1200 L等温云室和钢板式20 m3专用爆炸室等设备,对目前人工影响天气业务中使用的两个厂家三七炮弹 (样品1、样品2) 的碘化银成核率进行国内首次统一检测。检测结果表明:两厂家炮弹成核率检测结果的拟合值量级均为109~1012/(g·AgI)(检测温度-6℃至-20℃),样品2成核率明显高于样品1。将本次检测结果与国内历次三七炮弹检测结果相比发现,两样品在负温高温段的成核率值均高于以往检测结果,其中,在具有指示意义的-10℃下的成核率,两样品均比以往检测结果要高2~3个量级。不同检测实验中成核率检测结果存在较大差异的现状说明,采用同一平台开展成核率统一检测十分必要。     

煤层气─固界面作用与吸附模型

按照毛细管模型与单分子层作用模型, 推导了煤层气-固界面作用与煤层渗透性的关系;根据煤层气吸附实验资料, 运用非线性回归方法, 分别按Langmuir吸附理论和BET吸附理论计算了煤层气吸附规律。实例分析表明:煤层气-固界面作用的强弱与煤层介质的渗透率平方根或煤层介质的孔径大小成反比, 它揭示了低渗透煤层气解吸困难、开采难度较大的机理;BET吸附模型比Langmuir吸附模型能更好地描述煤层气的吸附规律。研究结果为煤层气开发工程提供了科学依据。     

煤层甲烷解吸—扩散—渗流过程的影响因素分析

从煤层甲烷产出机理入手,分析了影响煤层甲烷解吸、扩散和渗流过程的因素。结果表明:影响解吸的因素主要是压力、含气量、煤的水分含量、基块尺寸、温度等;影响甲烷扩散的因素主要是甲烷浓度、扩散距离、平均自由程和煤岩孔隙分布;而影响渗流的因素有渗透率、裂隙发育状况、压差、储层损害等。进而指出,解吸、扩散和渗流3个环节紧密相连,相互影响,相互制约,三者的最佳匹配将是煤层气经济开发的必要条件。     

远红外作用下不同含水率煤体吸附/解吸能量变化规律

煤体对气体进行吸附/解吸过程的本质是气体分子和煤基质表面分子或原子相互作用的过程,而发生相互作用的本质是能量变化,为了深入研究远红外作用下煤层气吸附/解吸过程及能量变化规律,利用自主研制装置进行远红外作用下不同含水率煤样对CO₂的吸附/解吸实验,然后利用远红外热辐射原理所得的吸附/解吸能量公式对实验结果进行计算,得到不同含水率煤体吸附/解吸过程能量变化规律。结果表明：在远红外作用下,解吸率虽然随含水率增大呈下降趋势,但是下降幅度明显减小,远红外作用可以降低水分对煤层气吸附/解吸能力的影响;远红外作用下不同含水率煤体对气体吸附/解吸过程是一个物理变化,从能量角度可以解释该过程,其变化规律与等温吸附/解吸过程相吻合。研究结果丰富了煤层气增产技术理论。     

化探热释烃方法机理及影响因素

对热释烃的分析机理和地形、地貌、层位、样品岩性对热释烃测试结果的影响进行了探讨,并通过方法实验选取了热释烃最佳分析测试条件.     

煤层气解吸时间的确定

煤层气的解吸、扩散是煤层气藏一个关键的内边界条件。本文应用数学方法通过对这一过程的刻划、描述,导出了有关煤层气解吸时间的概念,并提出了利用图解法确定煤层气解吸时间的方法,有助于在煤层气勘探、开发过程中正确理解与测定这一重要参数。