BS-12改性不同磁性黏土矿物对苯酚吸附及机制的比较

采用共沉淀法制备磁性海泡石（MST）、磁性沸石（MZT）和磁性凹凸棒石（MAT）,并以两性表面活性剂十二烷基二甲基甜菜碱（BS-12）对其进行改性,以X射线衍射（XRD）对不同吸附剂材料进行表征分析,通过批处理法比较了BS-12改性不同磁性黏土矿物对苯酚的吸附特征,同时考察了温度、pH和离子强度对不同磁性黏土矿物间及不同改性比例下吸附苯酚的影响。结果表明,三种黏土矿物原样和磁化样对苯酚的吸附能力分别呈NAT＞NST＞NZT、MAT＞MST＞MZT的大小顺序,磁化对凹凸棒石的苯酚吸附能力影响最大,这与Fe3O4在凹凸棒石上的覆盖度较高有关。经BS-12改性后,三种改性磁性黏土矿物对苯酚的吸附量均随改性比例的增大而增加,具有一致性;三种磁性黏土矿物中,BS-12改性对磁性海泡石的苯酚吸附能力提升最多,这与BS-12在磁性海泡石的改性率较高有关。温度和溶液初始pH值的升高不利于BS-12改性磁化样对苯酚的吸附,但离子强度的增加对BS-12改性磁化样吸附苯酚具有促进作用。BS-12改性磁性黏土矿物对苯酚的吸附以疏水分配作用为主,吸附能力取决于有机碳含量。三种改性磁性黏土矿物中,BS-12改性磁性凹凸棒石上的有机碳含量最高,对苯酚的吸附能力最强,且吸附受温度、pH和离子强度的影响最小。     

高岭土对BS-12的吸附特征及影响因素的研究

采用两性表面活性剂十二烷基二甲基甜菜碱(BS-12)对高岭土进行修饰,以批处理法研究了在不同温度、p H和离子强度条件下,高岭土对BS-12的吸附特征。结果表明,高岭土对BS-12的吸附符合Henry方程。温度的升高不利于高岭土对BS-12的吸附;总体上p H对BS-12的吸附影响不大;离子强度增加,吸附量下降。通过X射线衍射(XRD)和总有机碳(TOC)分析表明,50BS、100BS、150BS高岭的XRD图谱没有明显变化,BS-12修饰高岭土的有机碳含量随修饰比例的增加而增加,BS-12的吸附率在53.5%~64.1%之间,BS-12主要以静电引力方式吸附在高岭土表面。     

BS-12+DAS复配修饰膨润土对苯酚、菲的不同吸附模式和机理

为探究阴离子型表面修饰剂对两性修饰膨润土吸附不同类型有机污染物的影响,采用阴离子型表面修饰剂正十烷基磺酸钠(DAS)对两性修饰剂十二烷基二甲基甜菜碱(BS-12)修饰膨润土进行复配修饰,恒温浸泡处理法研究复配修饰膨润土对疏水性不同的有机污染物苯酚和菲的吸附模式差异及原因,并对比了不同温度、pH和离子强度条件下供试土样吸附苯酚及菲的吸附量及表观热力学参数。结果表明:BS+DAS复配修饰土样对苯酚及菲的吸附量随DAS修饰比例的增大而减小,且苯酚吸附量变化更为显著,复配修饰土样对苯酚的吸附模式为"无限"型分配吸附,对菲为"有限"型分配吸附;供试土样对苯酚及菲的吸附均为物理吸附,呈现增温负效应;pH升高促进了供试土样对苯酚的吸附,抑制了菲的吸附;离子强度在0.001~0.1 mol L~(-1)范围内,可促进供试土样对苯酚及菲的吸附;热力学参数结果表明,BS+DAS两性复配修饰膨润土对苯酚及菲的吸附是自发的物理吸附过程,DAS增大了土样表面正辛醇/水分配系数的对数(logP),造成了苯酚及菲吸附模式的不同,结果证实,以化学修饰方式增强土样有机碳含量以增加对不同疏水性有机污染物的吸附,不但要考虑有机碳含量的影响,同时也要考虑土样表面有机相和污染物之间"相溶性"的差异。     

有机黏土矿物修复有机污染研究进展

本文综述了有机黏土矿物对环境中有机污染物吸附的研究进展.具体介绍了黏土类型,改性剂种类,改性条件以及有机污染物性质对吸附性能的影响,有机黏土矿物对有机污染物的吸附机理,并就溶液pH和温度的影响机制进行了分析.文章最后对有机黏土在环境污染治理方面的作用研究作了展望.     

BS-18两性修饰膨润土对Cd（II）的吸附

为探讨两性修饰剂的结构效应,搞清不同碳链长度的两性修饰土对有机、重金属污染物的吸附特征。本文以膨润土为基质,以两性修饰剂十八烷基甜菜碱（BS-18）进行修饰,以批处理法研究BS-18两性修饰膨润土对Cd（II）的平衡吸附特征和机理。结果表明, BS-18修饰膨润土在修饰比例小于100?C时,其对Cd2 的平衡吸附量随修饰比例的增加而减小,超出100%修饰比例后对Cd2 吸附能力则增强且高于未修饰膨润土。不同碳链长度两性修饰剂修饰膨润土吸附性能上的差异主要体现在超出100%修饰比例上。BS-18修饰膨润土样对Cd2 吸附呈现“感温钝化”现象。苯酚的共存对低修饰比例土样吸附Cd2 具有抑制作用,而对高修饰比例土样吸附Cd2 具有促进作用。pH升高和离子强度的降低均可促进Cd2 吸附。机理讨论认为,以电性引力形式修饰在的膨润土表面上的BS-18不利于Cd2 吸附作用,而以疏水键形式吸附膨润土表面上的BS-18却促进了Cd2 吸附,与BS-12修饰膨润土吸附效应的比较证实了这一机制。     

不同浓度酸改性对凹凸棒石黏土磷吸附性能的影响

比较分析了不同浓度酸改性凹凸棒石黏土对不同程度磷污染水体的吸附净化性能,并初步探讨了酸改性影响凹凸棒石黏土磷吸附性能的作用机制。结果发现,3%～30%酸改性可以不同程度地提高凹凸棒石黏土的磷吸附性能,其中以3%酸改性效果最好,在1%投加量下,其对Ⅴ类(P0·4mgL-1)和劣Ⅴ类(P1·0mgL-1)水磷的去除率分别达到95%和15%,而原土对磷污染水体基本无吸附净化能力。不同浓度酸改性不同程度地降低了凹凸棒石黏土的pH,可由原土的8·6降至3·86～3·35;3%～30%酸改性凹凸棒石黏土的zeta电位呈折线形变化,其中以3%酸改性凹凸棒石黏土的zeta电位最高,可达到-28·1mV。结果表明,酸改性可以通过改变凹凸棒石黏土的表面电荷和吸附活性位点等来提高它的磷吸附净化性能,且最适酸改性浓度不超过3%。     

不同改性黏土矿物吸附净化磷污染水体的性能比较

比较了酸、热及其复合改性对凹凸棒石黏土、膨润土和高岭土等3种黏土矿物吸附净化不同程度磷污染水体能力的影响。结果发现,2%浓度酸处理、300℃热活化及酸热复合改性均可以显著提高凹凸棒石黏土的磷吸附净化能力,且以复合改性效果最好,Ⅴ类和劣Ⅴ类水的磷去除率均比原土提高30%以上;酸、热改性均能显著提高膨润土的磷吸附净化能力,但综合不同程度磷污染水体来看,热活化略优于酸改性,但酸热复合改性没有呈现更佳的效果;热改性显著提高高岭土的磷吸附净化能力,而酸改性却不同程度地降低了高岭土的磷吸附净化能力,酸热复合改性的效果亦不如热单独改性。结果表明,在针对不同程度磷污染水体时需根据黏土矿物特性选用酸处理、热活化或酸热复合改性方法来提高污水的吸附净化效率。     

几种吸附剂对阿特拉津的吸附及其 Zeta 电位特性研究

通过振荡吸附平衡试验,研究了蒙脱石、凹凸棒石、竹炭、木炭对阿特拉津的吸附行为,讨论了pH值、离子强度对吸附的影响,并考察了吸附剂表面的Zeta电位变化。结果表明,几种吸附剂对阿特拉津的吸附均符合Freundlich方程;竹炭、木炭的吸附能力明显高于蒙脱石和凹凸棒石。吸附剂对阿特拉津的吸附量随着悬液离子强度的增加而增加,在悬液pH一定(pH=6),离子强度为10-3mol/L NaNO3时,蒙脱石、凹凸棒石对阿特拉津的吸附量分别为538.30、609.68 mg/kg,当离子强度增加为10-2mol/L时,吸附量分别增至611.26、731.63 mg/kg;当离子强度由10-3增至10-1mol/L NaNO3时,竹炭、木炭对阿特拉津的吸附量有较多增加。当悬液pH在3~8范围时,几种吸附剂表面均带负电荷,其Zeta电位值随着pH的增加而增加,随离子强度的增加而减小。悬液离子强度一定时,随着pH的增加,吸附阿特拉津后吸附剂表面Zeta电位变化不显著。研究结果有助于从机理上解析吸附剂对有机污染物的吸附行为。     

Sb(V)在三种矿物表面的吸附行为

用研究了蒙脱土、高岭土和针铁矿在不同的pH与离子强度的介质条件下对Sb(V)的吸附及解吸行为。3种矿物对Sb(V)的吸附能力差别较大,蒙脱土的吸附量远大于针铁矿和高岭土,针铁矿与高岭土的吸附能力相近。pH对Sb(V)在3种矿物表面的吸附行为影响显著。随pH的升高,Sb(V)的吸附均减弱。吸附在高岭土表面的Sb(V)易解吸,而针铁矿和蒙脱土表面的Sb(V)不易解吸。随离子强度升高,高岭土对Sb(V)的吸附减弱;离子强度对Sb(V)在针铁矿和蒙脱土表面吸附的影响较小。     

几种土壤及黏土矿物对多氯联苯吸附特性的研究

采用批量平衡试验,研究了不同土壤及长黏土矿物对多氯联苯吸附特性。结果表明:多氯联苯浓度范围为0.25~5.0mg L-1时,不同土壤及黏土矿物对多氯联苯的吸附均能用Freundlich方程很好地拟合,随着溶液中多氯联苯浓度的增加,土壤及黏土矿物对多氯联苯的吸附量增加;几种土壤对多氯联苯吸附量大小顺序为:红壤>黄褐土>砂姜黑土,土壤有机质、粘粒等对多氯联苯吸附起主要作用,土壤更易吸附高氯代PCB77;黏土矿物对多氯联苯吸附量大小顺序为:纳米蒙脱石>纳米SiO2>凹凸棒石,黏土矿物吸附多氯联苯能力的大小与黏土矿物的比表面积、粒径、层状结构等有关;多氯联苯本身分子的大小影响其在黏土矿物上的吸附;土壤中添加黏土矿物可以提高对多氯联苯的吸附。     

改性塿土对土壤有机污染物苯酚运移的阻滞模拟

为了防止和控制污染物在土壤中纵向迁移,保护地下水免受污染。该研究通过饱水土柱运移试验,用非反应性离子Cl-探求土柱参数弥散系数,并运用平均孔隙水流速和弥散系数求算反应性溶质苯酚的运移参数阻滞系数,探究十六烷基三甲基溴化铵(cetyltrimethylammonium bromide,CTMAB)改性土和原土对苯酚运移的阻滞效应,以及改性比例、pH值、离子强度等因素对苯酚在土柱中运移的影响。结果表明:以CTMAB改性黏化层塿土,显著增强了土壤对苯酚运移的阻滞能力。改性土对苯酚运移的阻滞能力随着改性比例的增加而增强,苯酚在100%改性土中运移的阻滞系数值是在原土中的26.06倍;pH值在6.0~8.0变化时,对苯酚在改性土中运移的阻滞作用影响不大;当离子强度在0.001~0.1 mol/L范围内,随着离子强度的增加,原土和改性土对苯酚运移的阻滞能力均减弱,原土对苯酚的阻滞系数由0.56降至0.37,100%改性土由17.57降至8.71。以100%改性比例制备的改性土在中性环境,离子强度为0.001 mol/L环境中对苯酚的阻滞效果最好。     

有机修饰改性土对镉离子的吸附及温度效应

主要研究了以不同比例十六烷基三甲基溴化铵(CTMAB)单一修饰和十六烷基三甲基溴化铵 十二烷基磺酸钠(CTMAB SDS)混合修饰的土耕层、黏化层土样对重金属镉离子的吸附。结果表明:吸附量顺序分别为耕层原土(GCK) >CTMAB5 0 %修饰改性土(5 0GCB) >CTMAB10 0 % SDS2 0 %修饰改性土(12 0GCS) >CTMAB10 0 %修饰改性土(10 0GCB)和粘化层原土(NCK) >CTMAB5 0 %修饰改性土(5 0NCB) >CTMAB10 0 %修饰改性土(10 0NCB) >CTMAB10 0 % SDS2 0 %修饰改性土(12 0NCS)的顺序,表明以表面修饰剂修饰土表面,确实存在着使得镉离子吸附能力减弱的趋势,但并未使修饰改性土完全丧失对于镉离子的吸附能力;吸附等温线可以用Langmuir方程描述;热力学参数的研究表明Cd2 吸附反应是熵增控制的自发性过程,但在探讨吸附自发性和最大吸附量关系时应考虑土壤本身的容量性质。机理研究认为,表面修饰剂对土壤表面的修饰改性是不均匀的,阳离子交换吸附和疏水键键合两种机制的竞争性吸附是修饰改性土壤依然具有对镉离子吸附作用的原因。土耕层各改性土样对Cd2 吸附的温度效应明显高于粘化层土样,证实了耕层对镉离子的化学吸附作用强于粘化层的结果     

几种土壤铁锰结核对Cr(Ⅲ)的氧化特性Ⅱ.pH、离子强度、温度等因素的影响

以我国几种土壤中铁锰结核为材料 ,研究了不同pH、离子强度和温度条件下氧化锰矿物对Cr(Ⅲ )的氧化。结果表明 :随着体系pH的降低、离子强度的增加以及温度的升高 ,供试铁锰结核对Cr(Ⅲ )的氧化量增加 ,这除了与其氧化还原反应本身消耗H 有关外 ,还与氧化锰矿物表面电荷性质和电位变化、共存的氧化铁矿物有关。而上述因素的变化导致N2 1、N4 1号样氧化Cr(Ⅲ )的增幅比N5 1号样的大 ,则可能与氧化锰矿物的结晶程度、晶体构造和铁锰结核中Mn(Ⅳ )的含量等有关     

BS-Tween20复配修饰膨润土对Cd~(2+)吸附的研究

采用不同比例十二烷基二甲基甜菜碱(BS-12)+Tween20复配修饰膨润土,以批处理法研究了不同修饰比例、温度、p H、离子强度下,修饰膨润土对Cd2+吸附的效果,并从吸附等温线、温度效应和热力学角度探讨了吸附机制。结果表明,供试土样对Cd2+的平衡吸附量呈现BS+0.25TBS+0.5TBSBS+1TBS+1.5TCK的趋势,复配修饰土样对Cd2+的吸附随Tween20修饰比例的增加而降低。Tween20复配修饰比例小于0.5时有利于复配修饰土对Cd2+的吸附,而大于0.5时复配修饰土对Cd2+的吸附量则降低。修饰膨润土对Cd2+的吸附等温线均符合Langmuir模型。温度升高、p H增加、复配修饰土对Cd2+的吸附量增加、离子强度的增大减弱了土样对Cd2+的吸附。热力学参数结果表明,修饰土样对Cd2+的吸附是熵增控制的自发性过程;各土样对Cd2+吸附均为吸热过程。     

接种蚯蚓与添加有机物料对茶园土壤结构的影响

蚯蚓通过取食、排泄、分泌黏液、挖掘洞穴等活动,可显著改善土壤结构,提高土壤肥力。为探究蚯蚓与有机物料不同配施方式对茶园土壤肥力的调控效果与机理,设计5个处理组:不施肥(CK),不施肥+蚯蚓(BE),菜籽饼+蚯蚓(CE),茶树修剪物+蚯蚓(JE),生物质炭+蚯蚓(TE),分别进行室内模拟实验。结果显示,与不施肥(CK)相比,接种蚯蚓(BE)处理使土壤的总碳含量呈升高趋势;添加有机物料(CE、JE、TE)三个处理的土壤的全碳、全氮含量、有机质含量均高于BE组,其中TE处理最高。单独接种蚯蚓处理可提高土壤总有机质含量,接种蚯蚓配施有机物料对提高土壤肥力有明显作用,其中茶生物质炭与蚯蚓共同作用效果最好。经过3个月的培养,5个处理中土壤pH均呈降低趋势,其中BE组pH降低最大(6.81到5.82)。在采用同步辐射红外显微成像技术(SR-FTIR)对土壤微团聚体中矿物-有机复合体进行表征后,结果显示土壤团聚体中多糖、蛋白质、脂肪和黏土矿物均呈高度异质性分布,CE和JE组中黏土矿物与大分子有机物具有较高的分散性;黏土矿物与多糖的分布模式较为相似,而黏土矿物与蛋白质类物质、脂肪的分布模式有较大差异,且这种分布模式不受蚯蚓与有机物料互作的影响。各处理土壤团聚体的黏土矿物和有机官能团的相关性决定系数R2由小到大均依次为:黏土矿物-蛋白质、黏土矿物-多糖、黏土矿物-脂肪,表明黏土矿物与大分子有机物的亲和性有差异,且不受蚯蚓与有机物料互作的影响。     

外源生物炭对嘉陵江流域川渝段沿岸土壤四环素吸附特征的影响

为了探索外源添加生物炭对流域水陆交错带(沿岸)土壤吸附四环素(TC)的影响,按1%质量比将生物炭(B)添加至采自嘉陵江流域川渝段内苍溪、南部、嘉陵和合川河流沿岸的表层和亚表层土样中,以未加生物炭为对照,测定供试土样的TC等温吸附特征,探讨p H、温度和离子(Na+和Cl-)强度对土样TC吸附特征的影响。结果表明:(1)各供试土样的TC等温吸附曲线均符合Langmiur模型,且TC最大吸附量qm在6.02～19.9 mmol kg-1之间,添加1%生物炭后沿岸土壤的TC吸附量提高了15.41%～167.47%。嘉陵和苍溪土样对TC的吸附量相比南部和合川土样大。(2)控制其他条件不变,供试土样的TC吸附量与p H呈负相关,与离子强度和温度呈正相关。(3)热力学分析结果表明各供试土样对TC的吸附是一个自发、吸热和熵增的反应过程。(4)土壤的最大吸附量qm与土壤CEC呈显著正相关,与土壤总有机碳(TOC)呈显著负相关。综上所述,添加生物炭可以增强河流沿岸土壤的TC吸附能力,且在p H=3、温度40℃和离子强度0.1 mol L-1时供试土样的TC吸附量最大。     

海泡石对典型水稻土镉吸附能力的影响

通过吸附解吸实验研究了添加海泡石后典型水稻土对Cd的吸附解吸特性及其对吸附溶液pH值变化的响应。结果表明,Freundlich方程可以较好地拟合红黄泥、黄泥田和红沙泥3种典型水稻土对Cd的等温吸附过程（R2〉0.962）。在溶液初始Cd浓度相同的情况下,添加海泡石可使3种水稻土对Cd的吸附量增加20%以上,增强土壤对Cd的吸附强度,有效降低吸附Cd的解吸率,其效果随海泡石添加量的增大而增强。3种水稻土吸附Cd的解吸率均高于70%,而且都随吸附量的增加而上升。溶液的pH值是影响土壤吸附Cd的一个重要因素,在低pH值的条件下（pH〈4）,随着溶液pH值的降低,土壤对Cd的吸附量迅速降低,当溶液pH值高于5时,pH值的变化对吸附量的影响较小。在溶液初始pH值2-8范围内,添加海泡石均能有效提高3种水稻土对Cd的吸附能力。     

长链两性修饰土对Cd2＋的吸附动力学

以两性表面修饰剂十八烷基二甲基甜菜碱（BS-18）修饰的塿土土样为研究对象,在Cd2＋单一条件和与苯酚共存的复合条件下,通过不同的速度参数研究了修饰土样对Cd2＋的吸附动力学特征,并对吸附机制进行探讨。结果显示,在20℃和40℃温度下单一、复合两种处理的条件下,不同修饰比例BS-18修饰土样的各速度参数均大于未修饰土样,且总体上均随着修饰比例的增加而增大,表明修饰可以显著加快塿土土样对Cd2＋的吸附速度;吸附反应分为快速反应和慢速反应2个阶段,总反应平均速度Vt由快速吸附反应速度Vf和慢速吸附反应速度Vs共同决定;温度升高,单一处理Cd2＋的总反应平均速度基本不变,复合处理则下降;加入苯酚可以加快Cd2＋的总反应平均速度,40℃时则表现为抑制效应。Cd2＋吸附速度的描述以双常数方程动力学模型为最佳模型,模型参数A、B值可以用来描述吸附速度的大小。     

凹凸棒石环境矿物材料的制备及应用

机械力改性、物理改性和化学改性是凹凸棒石环境矿物材料制备的3种主要改性方法.机械力改性法和物理改性法工艺简单,化学改性法效率高且在实际生产中应用较多,但仅仅依靠一种改性作用目前尚难以满足环境应用领域对凹凸棒石矿物物理性能和化学性能的要求.因此,深入系统地研究凹凸棒石环境矿物的基本性能,揭示环境矿物的净化机理,提出进一步提高环境矿物净化性能的改性工艺,将有利于进一步扩大其应用领域.     

不同改性方法对沸石吸附对硝基苯酚能力的影响

利用酸改性、热活化、有机改性及联合改性等方法对沸石进行改性,制备了不同种类的改性沸石。通过紫外分光光度法对这些改性沸石吸附对硝基苯酚的能力进行检测,并用扫描电镜及X射线衍射对改性沸石的结构进行表征,着重比较改性过程中酸改性和灼烧改性实施顺序不同对沸石吸附能力的影响。结果表明,与500℃灼烧相比,900℃灼烧对沸石吸附能力的提高更为明显,但对沸石的结构有所破坏。酸改性可以去除沸石所携带的大量杂质,使孔道的连通性更好,从而使酸改性沸石对对硝基苯酚的吸附能力比灼烧改性沸石高。未经酸洗涤的沸石中所含杂质可能会在灼烧过程中对沸石的结构产生影响,先采用酸改性再结合热活化的方式对沸石进行改性比较合适。酸改性＋热活化（500℃）后再与有机改性结合,可以使改性沸石对对硝基苯酚吸附量大大增加。不同改性沸石的吸附能力依次为：有机改性沸石〉酸热联合改性沸石〉酸改性沸石〉灼烧（500℃）改性沸石〉天然沸石。