BS+DT和BS+SDS复配修饰红壤对Cd2+吸附的比较

为了比较两性-阳离子和两性-阴离子复配修饰可变电荷土壤对Cd~(2+)吸附的差异,采用阳离子型表面修饰剂十二烷基三甲基溴化铵(DT)和阴离子型表面修饰剂十二烷基磺酸钠(SDS)分别对十二烷基二甲基甜菜碱(BS)两性修饰红壤进行复配修饰,以批处理法研究各供试土样的等温吸附及热力学特征,并对比了修饰比例、温度、pH和离子强度对吸附的影响。结果表明:阳、阴离子对两性修饰红壤的复配修饰具有相反的效应,BS+DT复配修饰红壤对Cd~(2+)吸附量随DT修饰比例的增加而减小,BS+SDS复配修饰红壤对Cd~(2+)的吸附量随SDS修饰比例的增加而增加。供试土样对Cd~(2+)饱和吸附量呈现出BS+SDSBSCK(红壤)BS+DT的规律,Sips模型能够较好地描述Cd~(2+)在各供试土样上的吸附机制。各供试土样对Cd~(2+)的吸附均呈现出吸热、熵增、自发的特征,低离子强度和高pH有利于Cd~(2+)的吸附。可变电荷土壤表面负电荷数量较少是造成阳、阴离子复配修饰对Cd~(2+)吸附差异的关键因素。     

不同复配修饰两性麦饭石对紫色土吸附Cu2+的影响

为了探索添加不同复配修饰两性黏土对紫色土吸附Cu~(2+)的影响,分别采用50%和100%CEC的阴离子型聚丙烯酰胺(APAM,简写为PA)、柠檬酸(CA)、乙二胺四乙酸(EDTA,简写为ED)和十二烷基磺酸钠(SDS,简写为SD)对50%CEC十二烷基二甲基甜菜碱(BS-12或BS)修饰麦饭石进行复配修饰,并将复配修饰后的麦饭石以1%的质量比加入到紫色土(PS)中,形成PS50BS+PA(PS中添加1%的50%BS+PA修饰麦饭石,下同)、PS50BS+CA、PS50BS+ED、PS50BS+SD四类混合土样。批处理法研究各混合土样对Cu~(2+)的等温吸附和热力学特征,并对比不同pH值、温度和离子强度对Cu~(2+)吸附的影响。结果表明:不同混合土样对Cu~(2+)吸附等温线均呈"L"型且符合Langmuir模型。各混合土样对Cu~(2+)的最大吸附量qm在94.90～144.80 mmol·kg-1之间,表现为PS50BS+PA PS50BS+CAPS50BS+SD PS50BS+ED PSBS PS的趋势,且相同复配修饰模式下Cu~(2+)吸附量在100%复配修饰比例更佳。20～40℃范围内,除PS50BS+PA和PS50BS+SD以外,供试土样对Cu~(2+)的吸附量均随温度的升高而升高,增加幅度为8.29%～15.99%。pH值3～5范围内,各混合土样对Cu~(2+)的吸附量均随着pH值的升高而升高。各混合土样(除PS50BS)对Cu~(2+)的吸附量均随着离子强度的增加而降低,以0.01 mol·L~(-1)最佳。混合土样对Cu~(2+)的吸附为自发和熵增的过程,且除PSBS+PA和PS50BS+SD外的土样对Cu~(2+)的吸附为吸热反应。     

DTAB修饰不同模式两性膨润土的热力学和表征

为了探究阳离子型修饰剂修饰不同模式两性膨润土的热力学和表面特征,采用十二烷基三甲基溴化铵(DTAB,简写为DT)对不同十二烷基二甲基甜菜碱(BS-12,简写为BS)修饰模式膨润土进行复配修饰,研究其吸附热力学和温度效应,并分析BS和BS+DT修饰土样总有机碳(TOC)含量和比表面积(S_(BET))、X射线衍射(XRD)、红外光谱(FTIR)、热重(TG)和扫描电镜(SEM)的特征。结果表明:DTAB吸附量、温度效应比(S_(40)/S_(20))的转折点均随膨润土表面BS疏水修饰的增强而减小。20~40℃范围内,CK(膨润土)对DTAB的吸附为增温正效应,不同模式BS膨润土对DTAB的吸附呈增温负效应。CK和不同模式BS膨润土对DTAB的吸附均属于自发反应。随BS疏水修饰的增强,反应自发性增强,且由吸热、熵增(CK)转为放热、熵减过程。随着BS和DT疏水修饰的增强,土样TOC含量、晶层间距(d_(001))均增大,而S_(BET)减小。TG、FTIR和SEM特征均证实了DTAB在BS膨润土表面的修饰。     

BS-CTMAB复配修饰膨润土对苯酚的吸附

采用两性表面修饰剂十二烷基二甲基甜菜碱(BS-12)和阳离子表面修饰剂十六烷基三甲基溴化铵(CTMAB)复配修饰膨润土,通过批处理法研究了不同修饰比例、温度、pH和离子强度等条件下,复配修饰膨润土对苯酚的吸附规律和热力学特征,并探讨了其吸附机制。结果表明,CTMAB复配修饰显著增强了两性修饰膨润土对苯酚的吸附能力,30℃时吸附量呈现100BS+100CT(100%BS-12+100%CTMAB)100BS+50CT(100%BS-12+50%CTMAB)50BS+100CT(50%BS-12+100%CTMAB)100BS+150CT(100%BS-12+150%CTMAB)50BS+50CT(50%BS-12+50%CTMAB)100BS+25CT(100%BS-12+25%CTMAB)50BS+150CT(50%BS-12+150%CTMAB)50BS+25CT(50%BS-12+25%CTMAB)100BS(100%BS-12)50BS(50%BS-12)CK(原土)的顺序。当CTMAB复配修饰比例在0~100%CEC时,两性复配修饰土样对苯酚的吸附量随着修饰比例的增大而升高,而在100%~150%CEC阶段,吸附量则随CTMAB修饰比例的增大有所降低;修饰土样对苯酚吸附量随着温度、pH的升高而降低,在低浓度范围内,随着离子强度的增大而升高。Henry模型适用于描述苯酚在供试土样的吸附,供试土样对苯酚的吸附属于自发的物理吸附过程,吸附呈现焓减、熵增特征。     

苯酚在BS-Tw80复配修饰膨润土和高岭土上吸附的比较

以不同阳离子交换量(CEC)的膨润土和高岭土为基质,采用两性表面修饰剂十二烷基二甲基甜菜碱(BS-12)+非离子表面修饰剂吐温80(Tw80,T)进行复配修饰,以批处理法对比研究了不同修饰比例、温度、离子强度和pH条件下,两性复配修饰膨润土和高岭土对苯酚吸附的效果,并从吸附等温线、温度效应和热力学角度探讨比较了吸附机制.结果表明,土样CEC是影响复配修饰土样对苯酚吸附的关键因素,相同比例两性复配修饰的膨润土对苯酚吸附量均高于高岭土.不同因素对于复配修饰膨润土和高岭土吸附苯酚的影响总体具有良好的一致性,复配修饰均显著增强了膨润土和高岭土对苯酚的吸附能力,两种不同基质的50倍CEC的BS-12修饰基础上不同碳碳比例 Tw80(50BS+T)修饰土样随Tw80修饰比例加大对苯酚吸附量增大,100倍CEC的BS-12修饰基础上不同碳碳比例 Tw80(100BS+T)修饰土样随Tw80修饰比例加大对苯酚吸附量降低,复配修饰两种吸附基质对苯酚吸附量均随着温度、pH的升高而降低,随着离子强度的增大而升高.Henry模型适用于描述苯酚在各供试土样的吸附.BS+T复配修饰膨润土对苯酚的吸附决定于焓减和熵增,是多种吸附形式并重的吸附机制,而BS+T复配修饰高岭土是焓减决定的以疏水分配吸附为主的吸附机制.     

不同修饰模式高岭土的表征及对CrO42-的吸附

为了研究不同修饰模式高岭土对CrO_4~(2-)的吸附效果,并分析外界条件对CrO_4~(2-)吸附效果的影响,采用DTAB(十二烷基三甲基溴化铵,简写为DT)分别对15%、30%和60%BS-12(十二烷基二甲基甜菜碱,简写为BS)高岭土进行复配修饰,探索不同BS-12和BS+DT复配修饰模式高岭土的表面特征及其对CrO_4~(2-)的吸附特征,并对比不同p H值和温度条件下的吸附差别。结果表明:高岭土经BS-12和BS+DT修饰后,TOC含量均表现为疏水修饰模式疏水修饰和离子交换共存模式离子交换模式;不同修饰模式高岭土层间距d001无显著变化,但相比原土(CK)均增大;不同修饰模式高岭土的比表面积SBET随疏水修饰的增强而减小。BS+DT修饰高岭土对CrO_4~(2-)的吸附量均比CK和BS-12修饰的土高,Henry模型拟合证明疏水修饰模式高岭土对CrO_4~(2-)保持着良好的吸附能力,且随着疏水修饰比例的增强,土样对于CrO_4~(2-)的结合能力增强。温度范围10~30℃内,CK对CrO_4~(2-)吸附量增加5%以上,不同BS-12修饰土的吸附量增加了1.4%~3.7%。15%、30%和60%BS+DT复配修饰土对CrO_4~(2-)吸附量降低了5.4%~7.2%。p H值在4~10范围内,随着p H值增大,各修饰土样对CrO_4~(2-)的吸附量均逐渐减小。     

DTAB对两性膨润土的复配修饰机制和吸附菲的影响

复配修饰后的黏土对污染物具有卓越的吸附功能,为了探究阳离子型修饰剂对两性修饰土的复配修饰机制,并考察其对两性修饰土吸附有机污染物的影响,采用阳离子型表面修饰剂十二烷基三甲基溴化铵(DTAB)对两性表面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,通过“S_DC”曲线变化和模型拟合结果判断复配修饰在土样表面的离子交换和疏水结合模式的变化,并验证了阳离子+两性复配修饰土样对菲的吸附效果。结果表明:DTAB对25%、50%和100%BS-12修饰土复配修饰存在离子交换和疏水结合两种模式,且分别在DTAB修饰比例31.15%、17.26%和2.40% CEC时开始出现疏水结合模式;单一BS-12修饰土对菲的吸附能力随BS-12修饰比例的增加而增强,25%BS-12+DTAB和50%BS-12+DTAB复配修饰土对菲的吸附能力均随DTAB修饰比例的增加而增加,而100%BS-12+DTAB复配修饰土对菲的吸附能力在不同DTAB复配修饰比例下差异较小;随着离子强度的增加,原土与BS-12修饰土对菲的吸附量显著增加,且0.1 mol·L^-1条件下最佳,而BS-12+DTAB复配修饰土无显著变化;DTAB+BS-12复配修饰土对菲的吸附能力与BS-12和DTAB的复配修饰比例以及菲的饱和吸附有关。     

BS/DTAB复配修饰膨润土的表征及对苯酚、菲的不同吸附模式

为了探究总修饰比例对复配修饰膨润土表面结构特性及对不同疏水性的有机污染物(苯酚、菲)吸附模式的影响。采用十二烷基三甲基溴化铵(DTAB)复配十二烷基二甲基甜菜碱(BS-12)修饰膨润土,研究了复配修饰膨润土总碳和总氮含量、比表面(SBET)、X射线衍射(XRD)、红外光谱(FTIR)和扫描电镜(SEM)的特征,并分析了总修饰比例、表面特性及吸附量三者相关性。结果显示:红外图谱及电镜扫描均证实了DTAB在BS-12两性膨润土表面的修饰;随着总修饰比例的增大,复配修饰膨润土对苯酚及菲的吸附量增大,在总修饰比例超出150%CEC后吸附量开始下降;总碳含量、层间距(d001)变化规律与总修饰比例成正比,比表面积变化规律与总修饰比例成反比,且变化幅度均在总修饰比例超出150%CEC后增大。相关性分析结果表明,复配修饰膨润土对苯酚和菲的吸附能力由总碳含量决定,BS/DTAB复配修饰膨润土对苯酚吸附模式为分配吸附,而对菲的吸附模式为分配吸附和表面吸附共存的模式。     

BS-DTAB复配修饰红壤对苯酚的吸附

为了探究复配修饰后,可变电荷类型的红壤与恒电荷土壤对苯酚的吸附差异,以红壤作为供试土样,在两性表面活性剂BS-12(十二烷基二甲基甜菜碱)修饰的基础上,以阳离子型表面活性剂DTAB(十二烷基三甲基溴化铵)复配修饰制备两性-阳离子复配修饰红壤,采用批处理法研究在单一苯酚及Cd2+复合条件下供试土样对苯酚的吸附效果,并分析不同修饰比例、温度、离子强度和pH的影响。结果表明,DTAB复配修饰增强了BS-12两性修饰红壤对苯酚的吸附能力,单一苯酚表现出在总修饰比例小于150%CEC时吸附量随着修饰比例的增加而递增;各修饰土对苯酚的吸附具有增温负效应;苯酚吸附量随着pH的升高而降低;随着离子强度的增大,苯酚单一处理时供试土样对苯酚吸附量减少,但苯酚和Cd2+复合处理时,则呈现先降低后升高的趋势。Henry模型能较好地拟合各修饰红壤对苯酚吸附的等温吸附数据,吸附以分配机制为主;供试土样对苯酚的吸附属于自发的物理吸附过程。复配修饰红壤的苯酚吸附量低于恒电荷土壤,其黏土矿物成分决定的低CEC是主要影响因素。     

BS-12+CTMAB复配修饰黄棕壤对菲的吸附

为了探究两性阳离子复配修饰黄棕壤对菲的吸附效应及影响机制,基于两性修饰剂十二烷基二甲基甜菜碱(BS-12)和阳离子型表面修饰剂十六烷基三甲基溴化铵(CTMAB)复配修饰膨润土吸附苯酚的最佳修饰比例,分别以蒙脱石含量为43%和6%的2种黄棕壤制备了2个系列的BS-12+CTMAB复配修饰土样。通过批处理法研究了两性复配修饰黄棕壤对菲的吸附特征,分析了温度、pH值和离子强度对复配修饰黄棕壤吸附菲的影响,并探讨了复配修饰黄棕壤对菲的吸附机理。结果表明,随着总修饰比例的增大,2种复配修饰黄棕壤对菲的吸附能力均逐渐增强,Henry模型适合描述2种复配修饰黄棕壤对菲的吸附;2种修饰黄棕壤对菲吸附量均随温度、pH值的升高而降低,在低浓度范围内,随离子强度的增大而升高;2种复配修饰黄棕壤对菲的吸附均以分配吸附为主,总体上修饰黄棕壤对菲和苯酚的吸附具有相似的机制。土样阳离子交换量(CEC)和修饰比例是两性复配修饰黄棕壤吸附菲的决定因素。     

两性-非离子表面修饰剂复配修饰土娄土吸附Cd~(2+)的动力学

【目的】研究两性表面修饰剂和非离子表面修饰剂复配修饰土娄土对重金属Cd2+的吸附动力学特征,为两性-非离子表面修饰剂复配修饰土娄土对重金属Cd2+的吸附特征和机制的研究提供理论依据。【方法】以原土,即未修饰土娄土(CK)为对照,以十二烷基二甲基甜菜碱(BS)作为两性表面修饰剂,辛烷基酚聚氧乙烯醚(OP)作为非离子表面修饰剂,采用批处理方法,研究20,40℃时,BS单一修饰和不同比例BS与OP复配修饰土娄土对Cd2+的吸附动力学。【结果】在20和40℃,BS-OP复配修饰土娄土吸附Cd2+的快速吸附阶段平均速度(Vf)分别表现为100%BS50%BS≈50%BS+50%OP100%BS+100%OP≈100%BS+50%OPCK50%BS+100%OP;100%BS100%BS+50%OP100%BS+100%OP50%BS50%BS+50%OP≈50%BS+100%OPCK。BS修饰比例相同时,修饰土娄土的Vf总体上随着OP修饰比例增大而下降;OP修饰比例相同时,随着BS修饰比例的增加,修饰土娄土的Vf均增大。【结论】在两性-非离子表面修饰剂复配修饰土娄土对Cd2+的吸附过程中,BS起促进作用,OP起抑制作用,描述修饰土娄土吸附Cd2+的较佳模型是双常数动力学模型。     

两性-非离子表面修饰剂复配修饰塿土吸附Cd2+的动力学

【目的】研究两性表面修饰剂和非离子表面修饰剂复配修饰塿土对重金属Cd²⁺的吸附动力学特征,为两性-非离子表面修饰剂复配修饰塿土对重金属Cd²⁺的吸附特征和机制的研究提供理论依据。【方法】以原土,即未修饰塿土(CK)为对照,以十二烷基二甲基甜菜碱(BS)作为两性表面修饰剂,辛烷基酚聚氧乙烯醚(OP)作为非离子表面修饰剂,采用批处理方法,研究20,40 ℃时,BS单一修饰和不同比例BS与OP复配修饰塿土对Cd²⁺的吸附动力学。【结果】在20和40 ℃,BS-OP复配修饰土娄土吸附Cd²⁺的快速吸附阶段平均速度（V_f）分别表现为100% BS>50% BS≈50% BS+50% OP>100% BS+100% OP≈100% BS+50% OP>CK>50% BS+100% OP;100% BS>100% BS+50% OP>100% BS+100% OP>50% BS>50% BS+50% OP≈50% BS+100% OP>CK。BS修饰比例相同时,修饰塿土的V_f总体上随着OP修饰比例增大而下降;OP修饰比例相同时,随着BS修饰比例的增加,修饰塿土的V_f均增大。【结论】在两性-非离子表面修饰剂复配修饰土娄土对Cd²⁺的吸附过程中,BS起促进作用,OP起抑制作用,描述修饰塿土吸附Cd²⁺的较佳模型是双常数动力学模型。     

BS-12和β-环糊精复配修饰膨润土及其对苯酚吸附性能的初步研究

【目的】研究两性表面修饰剂十二烷基甜菜碱(BS-12)和复配修饰剂β-环糊精(β-CD)复配修饰膨润土对苯酚的吸附性能,为有机物污染土壤的修复提供理论依据。【方法】在25℃下,采用批处理法,研究了膨润土原土对浓度为修饰比例25%CEC、50%CEC、75%CEC、100%CEC、125%CEC和150%CEC的BS-12,以及100%CEC的BS-12修饰膨润土对浓度为修饰比例25%CEC至150%CEC的β-CD的吸附特性;在此基础上,研究了膨润土原土、BS-12修饰膨润土、BS-12+β-CD复配修饰膨润土对苯酚的吸附量和吸附率。【结果】在25℃条件下,膨润土原土对BS-12的吸附率较高,在修饰比例为125%CEC时,BS-12吸附率达到96.97%;BS-12修饰膨润土对β-CD的吸附量随β-CD平衡浓度的增加先升高后降低,吸附率在100%CEC时最高,为30.37%。在苯酚平衡浓度相同时,不同修饰膨润土对苯酚的吸附量表现为BS-12修饰膨润土BS-12+β-CD复配修饰膨润土膨润土原土。【结论】两性表面修饰剂BS-12修饰膨润土对苯酚的吸附能力优于其他膨润土。     

两种离子液体对Cd2+在四种土壤上吸附的影响

研究了2,3-吡啶二羧酸和咪唑-4,5-二羧酸两种离子液体阳离子部分对Cd~(2+)在四种不同性质土壤上吸附的影响。结果表明,离子液体的存在显著影响了Cd~(2+)在土壤中的吸附,与对照相比,添加1 mmol·L-12,3-吡啶二羧酸使得Cd~(2+)在武进漂洗型水稻土、吴县潴育型水稻土、南京黄褐土和宜兴棕红壤四种土壤上的最大吸附量分别降低209、834、667、509 mg·kg~(-1),而添加1 mmol·L~(-1)咪唑-4,5-二羧酸使Cd~(2+)最大吸附量分别降低226、54、124、81 mg·kg~(-1),2,3-吡啶二羧酸对Cd~(2+)在供试土壤上吸附量的影响显著大于咪唑-4,5-二羧酸。基于离子选择电极分析了平衡液中自由态Cd~(2+)含量,发现两种离子液体都能与Cd~(2+)络合,从而降低平衡液中Cd~(2+)含量,其中2,3-吡啶二羧酸与Cd~(2+)的络合能力大于咪唑-4,5-二羧酸。两种离子液体进入环境,会使Cd~(2+)在土壤上的吸附量减少,从而增加Cd~(2+)的移动性和环境风险。     

菌粉、两性黏土复合活性硅酸钙对Cu2+的吸附和阻滞效应

为了探究菌粉、BS黏土复合硅酸钙材料对Cu~(2+)的吸附特征及阻滞效果,分别将啤酒酵母菌粉和100%CEC的BS-12(十二烷基二甲基甜菜碱)修饰膨润土以质量比10%、25%和50%与硅酸钙(CK)组配,形成J-Ca(菌粉+硅酸钙)和BS-Ca(BS黏土+硅酸钙)两类复合材料。批处理法研究不同pH值和温度条件下复合材料对Cu~(2+)的等温吸附特征,并采用运移模型验证两类复合材料对Cu~(2+)的阻滞效应。结果表明,随着菌粉添加比例的增加,J-Ca材料对Cu~(2+)的吸附能力逐渐降低,而BS-Ca材料对Cu~(2+)的吸附量随BS黏土添加比例的增加而增大;相同菌粉和BS黏土添加比例下,复合吸附剂对Cu~(2+)的吸附量表现为BS-CaCKJ-Ca。两类复合材料对Cu~(2+)的吸附是一个自发、吸热(50%BS-Ca除外)和熵增的反应过程。10~30℃范围内,温度对CK和10%J-Ca吸附Cu~(2+)的影响不大,而25%J-Ca和50%J-Ca对Cu~(2+)的吸附量在不同温度处理下差异显著;当BS黏土添加比例达到50%时,BS-Ca吸附Cu~(2+)的温度效应开始从增温正效应向增温负效应转变。随着溶液pH值的升高,两类材料对Cu~(2+)的吸附量均有不同程度的增加。饱和水土柱运移试验中Cu~(2+)穿透的体积数表现为25%J-CaCK25%BS-Ca,出流浓度峰值表现为25%J-CaCK25%BS-Ca;CK、25%J-Ca和25%BS-Ca对Cu~(2+)的吸附率均达到了95%以上,且阻滞因子显示出25%BS-CaCK25%J-Ca。     

膨润土和沸石对重金属镉的吸附性研究

通过等温吸附试验,研究了粘土矿物膨润土和沸石对Cd~(2+)的吸附状况,并与土壤对Cd~(2+)的吸附状况进行了对比。结果表明:随溶液中Cd~(2+)浓度的增大,膨润土、沸石和土壤对Cd~(2+)的吸附量增大,对Cd~(2+)的吸附率随Cd~(2+)浓度的增大而降低,其中膨润土的降低的较慢,沸石次之,土壤的降低最快。膨润土、沸石和土壤对Cd~(2+)的吸附等温曲线符合Langmuir方程,三者对Cd~(2+)的最大吸附量膨润土>沸石>土壤。粘土矿物膨润土和沸石对Cd~(2+)有很好的吸附作用,可用于重金属污染土壤的治理。     

木薯渣基生物质炭对水中Cd2+ Cu2+的吸附行为研究

以木薯渣为原料,制备不同温度(350、450、550℃)的生物质炭(BC350、BC450、BC550),对其性质进行表征,探究吸附时间、溶液初始浓度、温度、p H对生物质炭吸附Cd~(2+)、Cu~(2+)作用的影响。结果表明:生物质炭对Cd~(2+)、Cu~(2+)的吸附平衡时间随着生物质炭热解温度的升高而缩短,伪二级动力学模型能较好地描述吸附动力学特性(R20.983)。吸附等温线符合Freundlich模型和Langmuir模型,但Freundlich模型拟合的线性更好,R2分别在0.951~0.998和0.992~0.998之间,说明生物质炭对Cd~(2+)、Cu~(2+)的吸附为多层吸附。lg KF值表示吸附能力,随生物质炭热解温度的升高而增大,说明BC550吸附效果最好,对Cd~(2+)、Cu~(2+)的最大吸附量分别为15.55和5.44 mg·g-1。生物质炭对Cd~(2+)、Cu~(2+)的吸附具有自发的特性,吸附量随p H的增加先增加后下降,最适p H分别为5.5和6.5。     

牛粪和核桃壳生物炭对水溶液中Cd2+和Zn2+的吸附研究

为有效去除水溶液中Cd~(2+)和Zn~(2+),以牛粪和核桃壳为原料,在不同热解温度下制取生物炭,采用等温吸附法和动力吸附法研究生物炭对水溶液中Cd~(2+)和Zn~(2+)的吸附效果和动力学特性,通过生物炭吸附前后的XRD和FTIR表征对比,探究其吸附机理。结果表明:生物质原材料的种类和热裂解温度是影响生物炭吸附效果的两大因素,牛粪生物炭比核桃壳生物炭吸附效果好,700℃制备的生物炭比300℃制备的生物炭吸附效果好;生物炭对Cd~(2+)和Zn~(2+)的吸附符合Langmuir方程;700℃制备的牛粪生物炭(DM700)对Cd~(2+)和Zn~(2+)的吸附性能最佳,饱和吸附量分别为117.5 mg·g~(-1)和59.4 mg·g~(-1),其吸附过程由快速吸附和慢速吸附两个阶段组成,符合准二级动力学方程;吸附机理主要是生物炭中的羟基和羧基与Cd~(2+)、Zn~(2+)间发生离子交换和络合反应,Cd~(2+)、Zn~(2+)被吸附后进一步生成CdCO_3和Zn_3(PO_4)_2沉淀。这说明,DM700具备作为水溶液中Cd~(2+)、Zn~(2+)吸附剂的潜力,本研究为生物炭去除水中重金属和土壤重金属污染的修复提供了理论依据与应用参考。     

耐镉芽孢杆菌对Cd2+的吸附机制

从攀枝花矿区淤泥样品中通过逐级提高Cd~(2+)浓度进行驯化,获得1株高耐镉菌株PFYN01,经16S rDNA PCR鉴定为芽孢杆菌(Bacillus sp),最大耐Cd~(2+)浓度为3 900 mg/L。研究初始Cd~(2+)浓度、pH值、菌量对菌株吸附Cd~(2+)的影响,利用扫描电镜(SEM)和傅叶里红外光谱(FTIR)探究菌株吸附机制。结果表明,PFYN01在初始Cd~(2+)浓度为75 mg/L、菌量为1.0 g/L、pH值为5.0时,对Cd~(2+)的吸附率达到34.98%;吸附符合Langmuir模型,最大吸附量为1.974 mg/g。对比分析Cd~(2+)吸附前后的细胞形态和红外光谱变化,证实了"细胞成分羟基(O—H)、酰胺基(N—H)、烃基(C—H)、羧基■、羰基(—COOH)参与了Cd~(2+)与PFYN01的相互作用"的结论。PFYN01是一株对Cd~(2+)有较强吸附能力的细菌菌株,对其吸附Cd~(2+)影响因素及吸附机制研究的结果将为重金属污染微生物修复提供指导。     

膨润土改性及对水中Cr(Ⅵ)吸附性能的研究

【目的】提高膨润土对水中Cr(Ⅵ)的吸附性能。【方法】采用氢氧化钠和壳聚糖对膨润土进行改性,分别得到碱改性膨润土(B-NaOH)、壳化膨润土(B-CS)和壳化碱改性膨润土(B-NaOH-CS)。以钠基膨润土(B)为对照,利用红外光谱仪、扫描电镜和比表面积分析仪表征3种改性膨润土的理化性质,研究其对Cr(Ⅵ)的吸附性能。【结果】B-NaOH-CS中出现了强N—H吸收峰以及增强的C—H对称弯曲峰,同时B-NaOH-CS表面片状结构卷曲分散,层间孔隙增多,比表面积是其他膨润土的1.2倍以上。当Cr(Ⅵ)质量浓度为50 mg·L~(-1)时,B-NaOHCS对Cr(Ⅵ)的平衡吸附量为1.03 mg·g~(-1),分别是B-CS、B-NaOH的1.26、1.84倍。描述膨润土吸附Cr(Ⅵ)的动力学过程,准二级动力学模型优于准一级动力学模型;描述膨润土吸附Cr(Ⅵ)的热力学过程,Langmuir等温模型优于Freundlich等温模型。热力学参数△H0、△G0、△S0,表明膨润土吸附Cr(Ⅵ)为吸热、自发、无序反应。B-NaOH在pH=7.0时对Cr(Ⅵ)的吸附量最大,B-CS、B-NaOH-CS在pH=3.0时对Cr(Ⅵ)的吸附量最大。【结论】B-NaOH-CS对Cr(Ⅵ)的吸附效果最好,改性膨润土对去除Cr(Ⅵ)污染有重要作用。