纳米粘土矿物对阿特拉津的吸附-解吸特性研究

采用批量平衡实验,研究了纳米粘土矿物与原粘土矿物对除草剂阿特拉津的吸附解吸特性.结果表明,牯土矿物对阿特拉津的吸附-解吸均能用Freundlich方程很好地拟合.随着溶液中阿特拉津浓度的增加,粘土矿物对阿特拉津的吸附量增加;粘土矿物粒径越小,吸附量越大,纳米粘土矿物的吸附量显著大于原粘土矿物.粘土矿物对阿特拉津吸附量大小顺序为:纳米SiO2>纳米蒙脱石>凹凸棒石>蒙脱石>SiO2.粘土矿物对阿特拉津的解吸表现出一定的滞后效应,即粘土矿物吸附的阿特拉津越多,解吸的越少.粘土矿物对阿特拉津的解吸率大小顺序为:SiO2>凹凸棒石>纳米蒙脱石>纳米SiO2>蒙脱石.     

咪鲜胺在4种粘土矿物上的吸附行为

为明确咪鲜胺在蒙脱石、高岭石、凹凸棒石和海泡石4种粘土矿物上的吸附行为及作用机理,采用批量平衡实验法,利用HPLC和FT-IR进行了测定和分析。结果表明,4种粘土矿物对咪鲜胺的吸附12 h内均可达平衡,Elovich方程为最佳模型(R20.88,P0.05,n=9);Langmuir方程适合描述咪鲜胺在蒙脱石、高岭石和海泡石表面的等温吸附(R20.93,P0.05,n=6),其最大吸附量分别为1.401、1.240和3.800 mg·g-1,而Freundlich方程适合描述其在凹凸棒石上的等温吸附;在实验p H范围内,随体系初始p H值升高,咪鲜胺的吸附量逐渐减少;咪鲜胺分子与4种粘土矿物之间的作用力主要有氢键和电荷转移等。粘土矿物的结构与实验p H值对咪鲜胺的吸附影响较大,其在粘土矿物上的吸附作用力也因矿物不同而有所差异。     

腐殖酸与粘土矿物混合体系对稀土镧、钕吸附特性的研究

为进一步研究土壤固相之间对稀土元素的竞争吸附趋势,将腐殖酸和7种粘土矿物(高岭石、蒙脱石、伊利石、蛭石、绿泥石、凹凸棒石、膨润土)组合成一个相对独立的复合吸附体系,采用振荡平衡法,对稀土镧、钕进行吸附研究,通过ICP检测,对数据进行拟合,结果显示:Langmuir能更好地描述稀土吸附过程,而且经过验证实验得到,在La3+体系中,腐殖酸的吸附量为粘土矿物的3倍,且2∶1型粘土矿物的吸附能力是1∶1型的3.68⁵.44倍;在Nd3+体系中,腐殖酸吸附量约为粘土矿物的3.5倍,且2∶1型粘土矿物的吸附能力是1∶1型的3.495.44倍;在Nd3+体系中,腐殖酸吸附量约为粘土矿物的3.5倍,且2∶1型粘土矿物的吸附能力是1∶1型的3.49⁴.74倍;腐殖酸与粘土矿物的吸附竞争趋势为:腐殖酸>蒙脱石>膨润土>蛭石>伊利石>凹凸土>绿泥石>高岭石。     

腐殖酸与粘土矿物混合体系对稀土镧、钕吸附特性的研究

为进一步研究土壤固相之间对稀土元素的竞争吸附趋势,将腐殖酸和7种粘土矿物(高岭石、蒙脱石、伊利石、蛭石、绿泥石、凹凸棒石、膨润土)组合成一个相对独立的复合吸附体系,采用振荡平衡法,对稀土镧、钕进行吸附研究,通过ICP检测,对数据进行拟合,结果显示:Langmuir能更好地描述稀土吸附过程,而且经过验证实验得到,在La3+体系中,腐殖酸的吸附量为粘土矿物的3倍,且2∶1型粘土矿物的吸附能力是1∶1型的3.68~5.44倍;在Nd3+体系中,腐殖酸吸附量约为粘土矿物的3.5倍,且2∶1型粘土矿物的吸附能力是1∶1型的3.49~4.74倍;腐殖酸与粘土矿物的吸附竞争趋势为:腐殖酸>蒙脱石>膨润土>蛭石>伊利石>凹凸土>绿泥石>高岭石。     

不同类型粘土矿物对镉吸附与解吸行为的研究

[目的]揭示镉在土壤环境中的化学行为。[方法]采用批量吸附试验研究了4种不同类型的粘土矿物:蒙脱石、高岭石、针铁矿、三水铝石对镉的吸附与解吸特性,同时探讨了矿物用量及pH对镉吸附的影响。[结果]与Freundlich方程相比,Langmuir方程(R2>0.98)能较好的表征4种矿物对镉的吸附行为,说明矿物对镉的吸附是单层吸附。4种矿物对镉的最大吸附量大小为:蒙脱石(32.62mg·g-1)>针铁矿(11.52mg·g-1)>高岭石(7.99mg·g-1)>三水铝石(6.29mg·g-1)。4种矿物对镉的解吸率范围分别为:蒙脱石(19.99%~32.77%)、高岭石(13.48%~19.09%)、针铁矿(2.02%~3.48%)、三水铝石(1.09%~2.43%)。随pH升高蒙脱石、高岭石、针铁矿对镉的吸附量均呈增长趋势,而三水铝石基本保持不变。矿物用量在10.0g·L-1时,针铁矿对镉的吸附率达72.8%,与蒙脱石相近(79.1%)。[结论]针铁矿吸附率较高,而解吸率低,是一种较好的吸附剂。     

粘土矿物吸附重金属的研究

采用蒙脱石和高岭石为吸附剂,研究了其对水中的Cu2+、Pb2+、Zn2+的吸附选择性。结果表明:蒙脱石的吸附容量大于高岭石。粘土矿物对重金属的吸附量随着pH值的增大而增大。在pH4,25℃的条件下,蒙脱石和高岭石对不同重金属离子的吸附容量大小顺序均为:Pb2+>Cu2+>Zn2+。通过吸附等温线的拟合,证实了蒙脱石对重金属离子具有良好的吸附选择性。     

碱性盐化条件下蒙脱石和伊利石对镉的吸附特征研究

通过吸附试验方法研究了碱性条件下蒙脱石和伊利石对镉的吸附特征以及可溶性无机盐对蒙脱石和伊利石吸附镉的影响.结果表明,碱性条件下两种粘土矿物(蒙脱石和伊利石)对镉的吸附行为受pH值、镉离子初始浓度、两种粘土矿物用量及反应时间等因素的影响;pH值对蒙脱石和伊利石吸附镉影响显著,当pH值从7增加到9时,蒙脱石和伊利石对镉的吸附量分别由5.26 mg·g-1和3.84 mg·g-1增加到7.24 mg·g-1和7.02 mg·g-1;随着两种粘土矿物用量的增加,相对吸附量有降低的趋势;吸附量随着反应时间的增加而增大,当反应时间超过6 h,吸附量不再增加,吸附趋于平衡.在pH9时,可溶性无机盐阳离子对粘土矿物的影响较大:同种无机盐阳离子对粘土矿物解吸镉的影响随着浓度的增加而增大,不同无机盐阳离子在相同浓度条件下,对粘土矿物解吸镉的影响依次为氯化铵>氯化钙>氯化钾>氯化钠;可溶性无机盐阴离子对粘土矿物解吸镉的影响复杂,氯化钠、硝酸钠促进蒙脱石和伊利石对镉的解吸,碳酸钠、磷酸钠、硫酸钠由于阴离子与镉离子结合产生沉淀,最终促进了对蒙脱石和伊利石对镉吸附.     

蒙脱石对喹诺酮类抗生素的吸附平衡及动力学特征

以蒙脱石为吸附剂进行水中2种喹诺酮类抗生素（环丙沙星和诺氟沙星）的静态吸附试验，考察初始浓度、pH值和阳离子强度对吸附性能的影响.结果表明，蒙脱石对环丙沙星和诺氟沙星的吸附过程均符合二级反应动力学方程，吸附速率常数分别为0.063和0.024 kg·mg-1·h-1环丙沙星和诺氟沙星的吸附等温线均能较好地符合Freundlich方程，且lgKf值较大，具有较强的吸附能力.当溶液pH值小于环丙沙星和诺氟沙星的pKa2值时，具有较高吸附量；大于pKa2值时，吸附量急剧下降.环丙沙星和诺氟沙星阳离子以及兼性离子均可被蒙脱石吸附，在高pH值条件下，阴离子与蒙脱石表面络合可能是蒙脱石吸附去除环丙沙星和诺氟沙星的主要作用机制.Ca2+对吸附有重要影响，其浓度越高，环丙沙星和诺氟沙星的吸附量越低.     

2种母岩发育的地带性土壤中粘土矿物的组成特点

采取中国从北到南由花岗岩和片麻岩发育的几种地带性土壤(棕壤、黄棕壤、红壤和砖红壤),分析其2μm粘粒的化学组成和粘土矿物组成特点,探明气候条件对土壤粘土矿物组成的影响。结果表明:在棕壤中以2∶1型粘土矿物为主,主要为伊利石,其次为蛭石和高岭石,并含有少量蒙脱石;黄棕壤中高岭石和蛭石占主要部分,其次为伊利石和蒙脱石;红壤中蛭石和蒙脱石消失,主要粘土矿物类型为高岭石,其次为伊利石和1.4nm过渡矿物。在热带砖红壤中1.4nm过渡矿物和蛭石消失,高岭石含量超过90%,其次为伊利石及少量三水铝石。粘土矿物的地带性差异主要受气候条件的影响,由北到南,随着温度和降雨量增加,土壤中的高岭石和蒙脱石含量增加,蛭石的含量降低;其中年均温和年均降雨量与高岭石含量存在显著正相关性,与蛭石和蒙脱石含量呈显著负相关性(P0.05)。     

滇池沉积物磷酸盐吸附和矿物学特征的研究

采用现场采样及室内分析测定方法,研究了滇池沉积物的矿物学组成以及沉积物对磷酸盐的吸附特性。结果表明,滇池沉积物粘土矿物的主要成分为高岭石,水云母次之,还含有少量的蛭石、绿泥石和蒙脱石。沉积物对湖水中磷酸盐(PO4-P)的吸附主要发生在0～6h内,在0～0.5h吸附速率大于5.0mg·g-1·h-1,之后基本达到了一种动态平衡。沉积物对PO4-P的吸附量随着初始浓度的升高而增加,等温吸附线表明滇池表层沉积物对湖水PO4-P的吸附容量约为5.0mg·g-1。酸性条件下,沉积物对PO4-P的吸附量较大,随着pH值的升高,吸附能力逐渐减小。