苏云金芽胞杆菌杀虫原粉对铬离子吸附热力学研究

通过静态吸附试验,研究了苏云金芽胞杆菌原粉对水溶液中铬离子(Cr6 )的吸附热力学特性。铬离子初浓度依次为50、100、150、200、250、300、400、500mg·L~(-1),菌体浓度固定为1g·L~(-1),pH值为2,分别在5℃、20℃、35℃、50℃条件下进行等温吸附,采用Freundlich方程和Langmuir方程进行拟合。结果显示,苏云金芽胞杆菌原粉对铬离子的吸附符合Langmuir(r>0.979)方程和Freundlich(r>0.977)方程。吸附焓△H为1.39￣2.33kJ·mol~(-1),吸附自由能ΔG为-3.75￣-2.84kJ·mol-1,吸附熵ΔS为15.2￣18.8J·mol~(-1)。苏云金芽胞杆菌原粉对铬离子的吸附是吸热过程,吸附能够自发进行。     

Ti(Ⅳ)在新疆某石化企业周边农田土上的吸附特性

为明确钛在土壤中的吸附机理,采用静态批量法研究吸附时间、溶液初始p H、Ti(Ⅳ)初始浓度和温度等因素对新疆某石化周边农田土吸附Ti(Ⅳ)的影响,并对其吸附热力学和动力学特征进行探讨。结果表明,供试土壤对Ti(Ⅳ)的吸附在10 h后基本达到平衡。溶液p H小于4时土壤对Ti(Ⅳ)的吸附量较小,p H在4~7区间内吸附量逐渐增大。吸附量随着溶液中Ti(Ⅳ)初始浓度的增大和温度的升高而增加,当温度为298 K,初始浓度为1 000mg·L-1时达到最大饱和吸附量。各因素的影响程度从高到低依次为初始浓度、吸附时间、p H及温度。准一级动力学方程能较好的描述供试土壤对Ti(Ⅳ)的吸附动力学过程,Freundlich等温吸附方程对Ti(Ⅳ)在供试土壤上的吸附量拟合较好。热力学函数ΔG,ΔH和ΔS数据表明该吸附过程是一个自发的,以物理吸附为主的吸热反应。     

改性哈密钾长石对Pb2+的吸附特性

为了拓宽钾长石的利用途径,以合成氧化锌对哈密钾长石进行改性,用扫描电子显微镜、X射线衍射和X射线能谱分析方法对钾长石改性前后的变化进行表征。采用静态吸附试验考察了改性钾长石添加量、Pb~(2+)初始浓度、溶液初始pH值、吸附时间等因素对改性钾长石吸附溶液中Pb~(2+)的影响。研究结果表明,随着改性钾长石的增加,其对Pb~(2+)的吸附量呈下降趋势,但去除率呈增加趋势;Pb~(2+)质量浓度对吸附量有很大影响,吸附量随Pb~(2+)质量浓度升高而增大;溶液pH值为1~5时,改变pH值对改性钾长石吸附Pb~(2+)的影响显著;在240 min时吸附量趋于稳定。通过Langmuir、Freundlich和Redlich-Peterson等温方程进行拟合,发现Freundlich和Redlich-Peterson方程能较好的描述吸附过程。动力学和热力学拟合结果显示,双常数动力学模型拟合效果最好,表明Pb~(2+)的扩散速度是决定其吸附速率快慢的关键;△H0,表明Pb~(2+)在改性钾长石上的吸附为吸热过程,提高温度有利于吸附过程的进行;△G0,表明吸附为自发进行的过程。     

荔枝壳对六价铬的吸附特性

研究用荔枝壳粉末吸附剂去除水溶液中六价铬Cr(Ⅵ)的效果,考察溶液初始pH值、吸附剂投加量、吸附时间、吸附温度的影响,并讨论吸附过程的热力学特征。结果表明,在50 m L 50.0 mg/L Cr(Ⅵ)溶液中加入0.70 g荔枝壳粉末,于50℃、pH值1.0条件下振荡吸附150 min,Cr(Ⅵ)的去除率达到98.14%。用Langmuir、Freundlich模型对等温吸附过程进行拟合,发现Langmuir模型能够更好地反映吸附过程特征。对吸附热力学参数ΔG、ΔH、ΔS的计算表明,吸附过程是吸热的自发过程。综合试验结果可知,荔枝壳粉末对Cr(Ⅵ)同时存在吸附、还原能力,是具有潜在利用价值的生物质吸附剂。     

环丙沙星在深浅两层潮土层中吸附-解吸特性研究

采用OECD guideline 106批平衡吸附解吸试验方法研究了环丙沙星在潮土0~20 cm和20~40 cm两个垂直土层中的吸附-解吸行为。结果表明,环丙沙星在潮土中的吸附和解吸过程均分为快速反应和慢速平衡两个阶段,且经过24 h达到吸附和解吸平衡。准二级动力学方程能较好地拟合吸附和解吸过程,吸附速率常数为0.571 kg·min-1·mg-1。两个潮土层对环丙沙星的吸附和解吸均不同程度地偏离线性模型,采用Freundlich方程可以对吸附和解吸数据进行良好的非线性拟合(P0.01),吸附容量分别为672.977和693.426,其吸附等温线属于"S"型等温线。环丙沙星在两个潮土层中吸附以物理吸附为主。在解吸的过程中存在滞后现象,且解吸滞后系数均随着初始浓度的增加而增大,0~20 cm土层的解吸滞后系数均大于20~40 cm土层。在p H值为4~9条件下,环丙沙星的吸附参数lg Kd值随p H的增加先增加后降低,当p H值为5时,吸附效果最好,0~20 cm土层lg Kd值为3.36,20~40 cm土层lg Kd值为3.90。阳离子吸附可能是潮土对环丙沙星吸附的主要机制之一。     

大孔吸附树脂纯化黑穗醋栗花色苷研究

文章选择了八种大孔吸附树脂,分别测定它们对黑穗醋栗花色苷粗提液的吸附率及解吸率,确定了AB-8为最佳树脂。通过Langmuir及Freundlich吸附等温方程对20℃条件下的试验数据进行拟合分析,结果表明,平衡浓度范围在0.056~1.00mg·100mL-1,遵循Freundlich吸附等温方程;平衡浓度范围在1.00~7.05mg·100mL-1,遵循Langmuir吸附等温方程,由Langmuir吸附等温式拟合结果得到AB-8大孔吸附树脂在给定试验条件下的单层饱和吸附量是15.92mg·g-1。根据AB-8大孔吸附树脂吸附特性的研究,得出最佳纯化条件为:选择pH1.0~2.0、浓度19.15mg·100mL-1的黑穗醋栗花色苷粗提液,以1.0mL·min-1的流速上样,经0.1%盐酸溶液洗涤后,用pH2.5的60%乙醇作为洗脱剂,在洗脱流速为0.5BV·h-1的情况下,得到的花色苷产品,纯度约为91.76%。     

四尾栅藻（Scenedesmus quadricauda）对Cd（Ⅱ）的吸附效率及吸附动力学研究

研究了不同初始p H值(3、4、5、6、7)和不同初始金属镉浓度(0.5、5、10、20 mg·L~(-1))条件下,四尾栅藻(Scenedesmus quadricauda)干藻粉对重金属镉吸附效率的变化,并采用伪一阶动力学方程、伪二阶动力学方程和Elovich动力学方程对实验数据进行了拟合。结果表明:在不同的初始镉离子浓度和不同的初始p H值条件下,随着时间推移,吸附效率均呈现先上升后稳定的趋势,在约60 min时吸附达到平衡;随着初始p H值的升高,平衡时刻四尾栅藻对镉的吸附效率呈现先上升后下降的趋势,初始p H值为6时最大;随着初始镉浓度从0.5 mg·L~(-1)上升到20 mg·L~(-1),平衡时刻吸附效率也呈现先上升后下降的趋势,在10 mg·L~(-1)吸附效率达到最大值72.93%。四尾栅藻干藻粉对镉的吸附动力学符合伪二阶动力学方程,表明四尾栅藻的吸附过程是表面的、持续的过程。     

低分子量有机酸对茶园土壤团聚体吸附Cu2+的影响

为探讨低分子量有机酸对茶园土壤团聚体吸附Cu~(2+)的影响,探明蒙山茶园土壤中铜的环境化学行为,以蒙山茶园土壤为对象,通过超声波分散法、沉降-虹吸法等提取土壤团聚体,采用批实验法研究了低分子量有机酸(柠檬酸、苹果酸、草酸)对土壤团聚体吸附Cu~(2+)的影响。结果表明:茶园土壤原土及各粒径土壤团聚体对Cu~(2+)的吸附量均随着Cu~(2+)浓度的增加而增加,而随低分子量有机酸加入浓度的增加呈现先增加后降低的趋势,受到土壤团聚体比表面积、游离氧化铁、阳离子交换量以及有机质等的影响,吸附量大小顺序为(0.002 mm)粒径组0.053~0.002 mm粒径组原土2~0.25 mm粒径组0.25~0.053 mm粒径组;应用Langmuir、Freundlich、Temkin三种方程对其等温吸附过程的拟合均达到了显著水平(P0.05),其中Langmuir方程的拟合效果最佳;低分子量有机酸对土壤吸附Cu~(2+)的影响先表现为促进作用,随着加入量的增加转为抑制作用,柠檬酸、苹果酸浓度在0~1 mmol·L~(-1),草酸浓度在0~0.1 mmol·L~(-1)能促进土壤团聚体对Cu~(2+)的吸附,而柠檬酸、苹果酸浓度1 mmol·L~(-1),草酸浓度0.1 mmol·L~(-1)时却抑制其吸附,柠檬酸、苹果酸为0.5 mmol·L~(-1)时吸附量达到最大。综上可知,低分子量有机酸对土壤团聚体吸附Cu~(2+)的影响受有机酸种类、浓度及土壤团聚体大小的综合作用。     

pH值和外加汞浓度对汞在棕土中的吸附-解吸动力学特征的影响

用平衡液吸附和Ca(NO3)2:溶液的解吸法,对棕土在pH 3～6.5,汞浓度0.2～8 mg·kg-i的吸附-解吸动力学进行了研究,以阐明pH和初始浓度对汞有效性的影响.结果表明,pH 6.5,浓度8 mg·kg-1条件下,60 min即可达到汞最大吸附量的93%;10 000min达最大解吸量的78.8%.解吸汞占吸附汞的比例随pH升高而升高,在浓度2 mg·kg-1,pH 3～6.5下,棕土解吸汞占吸附汞的比例为11%～37.4%.Freundlich方程为描述汞吸附-解吸动力学特征的最优模型,其次为Elovich方程.模拟的最大吸附量达84.3 mg·kg-1,在此以下,汞的吸附容量随外加汞浓度、时间的递增而升高.解吸速率随初始浓度增加而增加,随解吸时间的延长不断降低.这些结果表明,pH和外加汞浓度影响汞在棕土中的吸附-解吸动力学特征,从而影响在土壤介质中的迁移.     

水热氢氧化钾改性花生壳对染料的吸附性能

为了实现花生壳的资源化利用,以氢氧化钾为活化剂,采用水热法制备了改性花生壳吸附剂,并将其用于罗丹明B染料的吸附,旨在达到以废治废的目的。通过正交试验对水热改性温度、时间和改性剂浓度进行优化,采用扫描电子显微镜和傅立叶变换红外光谱对吸附剂进行表征,并考察了吸附剂投加量、初始浓度及p H值对吸附剂吸附性能的影响。结果表明,在水热温度453 K、反应时间10 h、氢氧化钾质量分数2%条件下制备的改性花生壳对罗丹明B的吸附量最高;罗丹明B初始浓度为5 mg·L~(-1)、吸附剂投加量为1.5 g·L~(-1)、吸附时间120 min的条件下,对罗丹明B染料吸附率最高达93.50%。改性花生壳吸附剂对罗丹明B的吸附动力学过程符合伪二级动力学,Langmuir吸附等温方程能更好地描述吸附过程,主要为单分子层吸附,并且吸附热力学参数ΔH0、ΔG0,表明该吸附过程是一个自发吸热过程,以物理吸附为主。     

花生壳生物炭对硝态氮的吸附机制研究

以花生壳为原料,300℃热解条件下制得生物炭。通过批量平衡吸附试验,结合吸附前后FTIR、XPS图谱表征分析探索硝态氮(NO-3-N)在生物炭表面的吸附机制。结果表明,生物炭对NO-3-N的吸附显著受溶液pH值影响,当pH6时有利于吸附的进行。随溶液初始NO-3-N浓度增加,生物炭对其吸附量逐渐增加,在初始浓度800 mg·L-1的吸附体系中,最大吸附量达40 mg·g-1,Freundlich方程可较好地拟合(R2=0.975)生物炭对NO-3-N等温吸附过程,吸附为非均一的多分子层吸附;生物炭对NO-3-N的吸附可在30 min达到平衡,伪二级动力学方程能够较好地描述吸附动力学过程,表明吸附以化学吸附为主。FTIR、XPS图谱分析表明,生物炭表面分布的羟基(-OH)、芳香环羰基(-C=O)及脂肪族醚类(-O-)等官能团参与了吸附过程,且与之相连的C原子结合能均增加。结合生物炭表面金属离子分布状况,综合分析认为,通过氢键形成和金属桥键作用是生物炭对NO-3-N吸附的主要机制。     

Cd在吉林省3种典型土壤上的吸附及其影响因素研究

为了解Cd在不同土壤类型中的吸附特性,通过批量平衡吸附试验,探究了重金属Cd在吉林省盐碱土、黑土和白浆土3种典型土壤中的吸附行为及不同影响因素对Cd吸附特性的影响。结果表明:Cd在3种土壤中的吸附过程用Langmuir模型拟合最优,且对Cd的最大吸附量顺序为盐碱土黑土白浆土;与准一级动力学方程相比,准二级动力学方程对3种土壤吸附Cd的拟合效果更好,说明3种土壤对Cd的吸附过程是多重吸附共同作用的结果;Cd在3种土壤中的吸附均为自发、吸热和无序反应;在试验pH范围内(3.0～11.0),3种土壤对Cd的吸附量呈现先增加后趋于平衡的趋势;Al~(3+)和Ca~(2+)浓度的增加均使3种土壤对Cd的吸附量减少;添加生物质炭后3种土壤对Cd的吸附量增加。     

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种水稻十吸附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.     

冻融作用对三江平原有机土吸附铵根离子及其分配系数的影响

冻融过程会影响土壤团聚体结构及微孔隙,进而影响土壤对阳离子的吸附。然而有关冻融过程对土壤吸附阳离子影响的研究很少。以典型湿地表层有机土壤为对象,通过室内模拟实验,研究了土壤饱和含水量下,冻融过程对有机土吸附低浓度铵根离子的影响。结果表明,冻融作用一般提高了有机土对铵根离子的吸附量,线性方程能较好的拟合低浓度范围氨氮的吸附,而且冻融作用降低了铵根离子吸附量为0时土壤溶液中氨氮的浓度。随着初始氨氮浓度从8.6mg·L-1升高到43.0mg·L-1,冻融条件下氨氮的分配系数从10.3L·kg-1升高到25.6L·kg-1;非冻融对照条件下氨氮的分配系数从7.0L·kg-1升高到19.8L·kg-1。冻融作用导致氨氮的分配系数增加了29.9%~47.3%,但氨氮的分配系数没有出现随冻融次数增加而升高的趋势。     

腐植酸对水体中五价钒的吸附

采用批次实验法,研究了腐植酸浓度、钒离子浓度、吸附时间、温度、溶液p H、离子强度、电解质等对腐植酸吸附水体中五价钒的影响。结果表明,钒溶液浓度为90.91 mg·L~(-1)条件下,腐植酸的浓度为1.09 g·L~(-1)时,腐植酸对钒的吸附量最大。随着钒溶液浓度的增加,吸附率逐渐降低并趋于0;而吸附量呈增加-缓慢增加-平衡的趋势;在腐植酸浓度为1.09 g·L~(-1)条件下,钒溶液浓度为1 818.18 mg·L~(-1)时,吸附量达到最大值,吸附等温线与Langmuir模型基本吻合。随着溶液pH、温度的增加,腐植酸对钒的吸附量逐渐减少,即在酸性、温度较低的条件下更有利于腐植酸对钒的吸附。随着溶液电解质浓度的增加,腐植酸对钒的吸附量逐渐降低。红外光谱和扫描电镜的结果显示,腐植酸对钒的吸附机制为钒在腐植酸的表面和内部形成稳定的络合物,这与腐植酸的O-H(或N-H)的氢键、C-O和C-H键的伸缩振动有关。因此,可以考虑用适量的腐植酸作吸附剂,去除水体中的钒,并调整环境条件增强吸附效果。     

酸性条件下红壤表面Zn~(2+)-H~+反应动力学的能量特征

用自行设计的动力学装置研究了酸性条件下Zn在红壤表面的反应动力学能量特征.结果表明,酸性条件下,Zn吸附分为快反应和慢反应.用一级动力学方程拟合的Zn最大吸附量:pH5.5处理Zn的最大吸附量在289 K时为1.79 mmol·kg~(-1),在313 K时为2.62 mmol·kg~(-1);pH3.3处理Zn的最大吸附量在289 K时为0.12 mmol·kg~(-1),在313 K时为0.16 mmol·kg~(-1).即吸附量随酸度增加显著下降,随温度升高明显增加.用扩散速率常数计算的活化能(△E~*):pH5.5处理Zn的△E~*为9.05 kJ·mol~(-1),pH3.3处理Zn的△E~*为12.02 kJ·mol~(-1),随酸度的增加△E*增加,Zn扩散需克服的能障加大,Zn吸附量降低.△H值为正,温度升高可促进Zn的扩散;△S值均为负,说明吸附反应使体系有序度增加.原液pH为5.5时,流出液的pH急剧下降;pH4.3、pH3.8和pH3.3时流出液比流入液的pH高,是由于土壤的缓冲作用和土壤表面质子化;当溶液中H~+超过一定数量后,反应初期的H~+消耗是快反应过程,H~+对矿物的溶蚀成为速率控制步骤.     

活性污泥胞外聚合物（EPS）对Pb2+吸附性能的研究

以活性污泥中提取的胞外聚合物(EPS)作为吸附剂,考察了pH、EPS投加量及温度对Pb2+吸附效果的影响,通过响应面法对其吸附条件进行优化,并对其热力学吸附特征和吸附动力学进行了探讨。研究结果表明,EPS对Pb2+的最佳吸附条件组合为:温度35℃,pH4.2,m(EPS):m(Pb2+)=2.5:1,在此条件下Pb2+实际去除率达到89.16%。EPS对Pb2+的吸附等温线能较好地用Langmuir方程和Freundlich方程来描述,但更适合用Langmuir方程拟合,3种不同温度下(20、30、40℃)最大单分子层吸附量分别为0.9229、1.0129、1.1191mg·mg-1。EPS对Pb2+的吸附过程可以用准二级动力学方程描述,并在240min达到吸附平衡,平衡时理论最大吸附量为0.45mg·mg-1。