不同pH值条件下人工合成铁氧化物对磷的吸附特性

以人工合成的针铁矿和水铁矿为研究对象,就结晶态和无定形态铁氧化物在不同pH值(5,6,7)条件下对磷素的等温吸附特性及Langmuir方程和Freundlich方程对铁氧化物吸附磷的拟合效果进行了研究。结果表明,两种铁氧化物对磷的吸附特性均可用Langmuir方程和Freundlich方程描述,相关系数均达到0.95以上,呈极显著水平,但Langmuir方程的拟合性优于Freundlich方程。比较磷的最大吸附量(Qmax)、吸附反应常数(KL,KF,n)和最大缓冲容量(MBC)可知,在相同pH值时,水铁矿(无定形态)对磷的吸附容量比针铁矿(结晶态)大的多;随着pH值升高,两种铁氧化物对磷的吸附量均降低,且水铁矿的降低趋势明显于针铁矿。     

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。     

土壤中铬的化学行为研究——Ⅰ.几种矿物对六价铬的吸附作用

本文研究了三水铝石、针铁矿、高岭石、二氧化锰对Cr(Ⅵ)的吸附作用,结果表明:四种矿物对Cr(Ⅵ)吸附等温线符合Langmuir和Freundlich公式,吸附动力学曲线可以用Elovich公式、双常数速率公式和抛物线扩散公式来描述。溶液中离子强度的增加,四种矿物对Cr(Ⅵ)吸附量都有不同程度的减少。三种阴离子对Cr(Ⅵ)吸附量的影响为:H_2PO_4-和HPO_4~(2-)>SO_4~(2-)>>Cl-.二氧化锰对Cr(Ⅵ)的吸附量随pH升高而降低,高岭石、针铁矿和三水铝石对Cr(Ⅵ)吸附量在pH 6～7之间出现吸附最大值。     

水铁矿对As(Ⅲ)的吸附性能的研究

以人工合成的水铁矿为吸附材料,研究水铁矿对三价砷离子的吸附特征,探索试验过程中吸附剂的添加量、温度、pH值等因素对吸附效果的影响.结果表明,用Langmuir和Freundlich方程都可以很好的拟合吸附量与三价砷初始浓度之间的关系,其相关系数均可达到显著水平;水铁矿对三价砷的去除率最高可达99.5％;35℃下的吸附量均比25℃大;水溶液的pH值对水铁矿吸附三价砷有很重要的影响,pH＜8时吸附量与吸附率随着pH上升而增加,pH=8时达到最大,pH＞8时,其吸附量与吸附率随pH上升而降低.     

锌在铁氧化物和土壤上的吸附

选用人工合成的两种铁氧化物(针铁矿和赤铁矿)和一种土壤,研究了Zn2 在供试样品上的吸附,并对其吸附机理进行了分析.结果表明,供试样品吸附Zn2 的量随其浓度的升高而增加,土壤、赤铁矿、针铁矿吸附Zn2 的量依次增加;供试样品吸附Zn2 后,溶液的pH值均降低;用线性方程、Langmuir、Freundlich、Dubinin-Redushkerich等温吸附方程对供试样品吸附Zn2 的数据进行了描述与比较,并结合其组成进行了吸附机理探讨.     

几种合成铁锰铝氧化物对铜离子的吸附作用及其影响因素研究

应用平衡吸附法,研究了在不同的pH、离子强度、温度、Cu2 浓度及接触时间条件下,针铁矿、赤铁矿、δ-MnO2和三羟铝石对Cu2 的吸附作用.结果表明,随pH升高,几种氧化物对Cu2 的吸附率增大;针铁矿、赤铁矿和三羟铝石对Cu2 的吸附边界pH分别为4、5和4,而δ-MnO2的吸附边界pH不明显;随离子强度增大,针铁矿和赤铁矿对Cu2 的吸附量增加,而δ-MnO2和三羟铝石则降低;随Cu2 浓度增加,几种氧化物对Cu2 的吸附量增加,Langmuir方程的拟合效果最好.表观热力学参数指出.几种氧化物对Cu2 的吸附是自发、吸热和混乱度增加的过程;几种氧化物对Cu2 的吸附动力学过程可划分为快速和慢速反应阶段.Elovich方程更适于描述针铁矿和δ-MnO2对Cu2 的吸附动力学过程,双常数和抛物线扩散方程更适于赤铁矿,而一级动力学方程更适于三羟铝石.活化能和活化热力学参数指出,δ-MnO2对Cu2 吸附所需能量少、容易达到有序态,吸附速率大;而赤铁矿对Cu2 吸附所需能量多、不易达到有序态,吸附速率小.几种氧化物对Cu2 吸附的强弱顺序通常为δ-MnO2＞三羟铝石＞针铁矿＞赤铁矿.     

草酸与pH对矿物吸附Cd(Ⅱ)的影响及机制

用吸附平衡法研究草酸、pH对针铁矿、三羟铝石、三水铝石、高岭石吸附Cd2+的影响及机制。结果表明,供试矿物对Cd2+的吸附量为:针铁矿>高岭石≥三羟铝石>三水铝石。草酸对Cd2+吸附的影响呈峰形曲线变化,低浓度的草酸(小于1或1.25mmol·L-1)促进矿物对Cd2+的吸附;高浓度的草酸(大于1或1.25mmol·L-1)抑制Cd2+的吸附。不同pH下,草酸浓度对Cd2+吸附率的影响明显不一样,体系pH(pH<6)低时,草酸可促进Cd2+吸附,这种促进作用随pH升高而减弱,当pH>7时,草酸则抑制Cd2+的吸附。这主要与吸附体系中矿物表面性质的改变、Cd2+的存在形态、草酸在固液相间的分配有关。     

耐重金属细菌对土壤胶体及矿物体系吸附镉的影响

以从大冶铜矿区土壤筛选的耐重金属细菌NTG-01为试验菌株,研究在不同pH值及不同菌量条件下该细菌对土壤胶体和粘土矿物体系吸附Cd2+的影响。结果表明,土壤胶体、矿物与细菌的共存体系对Cd2+的吸附仍符合Langmuir方程,相关系数为0.99以上。在细菌NTG-01的存在下,土壤胶体、矿物对Cd2+的吸附量较无菌时增加,且在一定菌量范围内,随着体系中细菌量的增加,体系对镉的吸附量增加。红壤胶体、褐土胶体和针铁矿体系对Cd2+的pH—吸附率曲线与无菌时相比整体左移。     

4种矿物材料对磷的吸附特性研究

[目的]探讨4种矿物材料对磷的吸附特性.[方法]从渗滤系统填料的实用角度出发,研究了4种矿物材料对水中磷的吸附行为,考察了pH、温度、初始磷浓度及材料用量对磷吸附的影响,并计算了4种材料的吸附动力学和热力学方程.[结果]4种矿物材料对磷的吸附呈先快后慢的趋势.当pH为6～8时,沸石、麦饭石及陶粒对磷的吸附率最高(59％、23％及21％);河砂则在酸性条件下吸附效果较好.温度的适当升高有利于磷的吸附,沸石对磷的吸附更符合Langmuir吸附等温式;麦饭石及陶粒用Freundlich吸附等温式拟合性较好;而河砂对磷的吸附均不符合Freundlich和Langmuir吸附等温式.同等条件下,4种矿物材料对磷的吸附量表现为沸石＞河砂＞麦饭石＞陶粒.[结论]沸石和河砂更适合作为渗滤系统除磷的填料.     

三种土壤矿物对苄嘧磺隆的吸附研究

利用平衡吸附法研究了3种土壤矿物对苄嘧磺隆的吸附及尿素对吸附的影响。结果表明,3种土壤矿物对苄嘧磺隆的吸附符合Langmuir和Freundlich方程,非晶形氧化铝对苄嘧磺隆的最大吸附量最高,为634.5μg/g;针铁矿的最大吸附量为225.9μg/g;高岭土对苄嘧磺隆的最大吸附量最小,为188.9μg/g。尿素的加入使得苄嘧磺隆在非晶形氧化铝、针铁矿表面的吸附量都有不同程度的下降,其中非晶形氧化铝降低的幅度最大;但尿素和苄嘧磺隆同时添加或者先加尿素再加苄嘧磺隆,高岭土对苄嘧磺隆的吸附量都增大。     

溴氰虫酰胺在土壤中的吸附特性

为研究溴氰虫酰胺（CNAP）在土壤中的吸附特性,在5种不同类型的土壤上进行吸附动力学和吸附热力学试验,探究了土壤性质和溶液初始pH对吸附行为的影响。结果表明,CNAP的吸附动力学符合Elovich方程,0~12 h快速吸附,平衡吸附时间为48 h,1 mg·L^-1时的平衡吸附量为1.21~2.40 mg·kg^-1。不同土壤对CNAP的吸附等温线符合Freundlich方程,25℃下Freundlich吸附常数范围为1.11~4.97,与有机质含量呈显著正相关（P<0.05）,与黏粉粒含量正相关。通过热力学试验发现,CNAP的吸附是吸热反应,吸附Gibbs自由能变为负值,升高温度有利于吸附发生,吸附焓变小于40 kJ·mol^-1,属于物理吸附。初始pH显著影响潮土、褐土、红壤土对CNAP的吸附量,吸附量随着pH的升高先增大后降低,最适吸附pH为4~5,黑土和水稻土不受初始pH的影响。CNAP在土壤中的吸附量与有机质含量呈显著正相关,计算模拟表明CNAP和黄腐酸能形成较强的氢键。研究表明不同土壤对CNAP有不同的吸附特性,提高土壤有机质含量、升高温度、增加黏粉粒含量有利于吸附。     

天然气吸附床传热试验研究

对天然气吸附床在绝热条件下进行了传热试验,试验测量了吸附床在吸附过程中的温度分布与变化,试验结果表明,吸附床的温度随充气量的增加不断升高,数值达75℃左右,而且温度分布极不均匀,相差达30℃。试验发现,吸附床中气体渗透对温度上升有较大影响,因此控制吸附床的温度需要强化吸附床的传热与传质。     

除草剂苄嘧磺隆在土壤中吸附与解吸附特性

应用平衡法测定了４种浓度~（１４）Ｃ－苄嘧磺隆溶液在１０种土壤中的吸附与解吸性能。结果表明：土壤对苄嘧磺隆有很强的吸附性，且随供试土壤理化性质的差异其吸附性呈现明显变化，其中安徽红壤和江西红壤性水稻土吸附率为７３．２４％和５０．９５％；江苏黄潮土Ｂ和Ａ吸咐率分别为１０．７４％和２１．１２％。根据Ｆｒｕｅｎｄｌｉｃｈ方程计算：１０种土壤的吸附方程均呈良好线性关系；经计算机进行多元线性回归分析，吸附率与土壤理化性质呈显著相关，其中ｐＨ值与吸附率呈极显著负相关。吸附于土壤的苄嘧磺隆经水作用可被解吸，解吸率与其吸附率呈负相关．苄嘧磺隆在土壤中的强吸附性表明它在土壤中移动性小而难以淋脱。     

利用木聚糖酶酶解小麦麸皮制备低聚木糖工艺参数的研究

研究利用木聚糖酶酶解小麦麸皮制备低聚木糖。采用正交旋转组合实验优化设计,确定木聚糖酶酶解制备小麦麸皮低聚木糖的最佳工艺参数。结果表明,底物浓度为10.5%,加入酶量为1 000 IU/g底物,水解温度为53℃,水解时间为5.5 h,最终得到酶解液中低聚木糖的平均聚合度为2.18,总还原糖含量为5.83 mg/mL。并通过HPLC分析确定酶解液中主要含有木二糖、木三糖、木四糖、木五糖等低聚木糖组分,且低聚木糖（木二～木五）的相对含量达64.41%。说明此水解条件能够较好的制备低聚木糖。     

微波加热硝酸氧化改性稻壳基生物质炭对Pb(Ⅱ)和亚甲基蓝的吸附作用

通过研究四种改性生物质炭吸附重金属离子Pb(Ⅱ)和阳离子型染料亚甲基蓝的动力学效应、等温吸附效应、溶液初始pH效应和共吸附效应,探讨微波辅助加热在生物质炭氧化改性中的作用。结果表明,改性稻壳基生物质炭能够有效吸附Pb(Ⅱ)和亚甲基蓝,吸附容量显著高于初始生物质炭。Langmuir方程和Freundlich方程能很好地拟合改性稻壳基生物质炭吸附Pb(Ⅱ)和亚甲基蓝的等温数据(R20.90)。改性生物质炭吸附Pb(Ⅱ)和亚甲基蓝的动力学研究显示,改性稻壳基生物质炭对Pb(Ⅱ)和亚甲基蓝的吸附主要发生在前2 h内,吸附过程符合伪二级动力学模型。随着溶液中pH的增大,Pb(Ⅱ)的去除率迅速增加,并在pH6时达到最大,亚甲基蓝的去除率在实验pH范围内也随pH缓慢上升,在pH为8~9时达到最大并逐渐趋于平衡。Pb(Ⅱ)和亚甲基蓝的共吸附效应表明,随着摩尔比值[MB/Pb(Ⅱ)]的增大,亚甲基蓝抑制了改性稻壳基生物质炭对Pb(Ⅱ)的吸附。微波加热硝酸氧化改性显著提高600℃热裂解生物质炭对Pb(Ⅱ)的吸附性能和300℃热裂解生物质炭对亚甲基蓝的吸附性能。     

山核桃、苔藓和松针基生物质炭对亚甲基蓝及刚果红的吸附性能研究

在600 ℃和无氧条件下热裂解制备山核桃木、苔藓和松针三种生物质炭,用于研究三种生物质炭吸附阴离子型染料刚果红及阳离子型染料亚甲基蓝的pH效应、吸附等温线和吸附动力学效应。结果表明,碱性条件下三种生物质炭对亚甲基蓝表现出较好的吸附绩效,而酸性条件更利于三种生物质炭对刚果红的吸附。染料的初始浓度效应研究表明,生物质炭能有效吸附亚甲基蓝、刚果红,且吸附等温线能较好地符合Freundlich方程。三种生物质炭对刚果红吸附容量均比对亚甲基蓝吸附容量高。三种生物质炭对亚甲基蓝和刚果红的吸附主要发生在1 h内,然后缓慢增加,经6 h左右达到吸附平衡,吸附过程均符合伪二级动力学模型。颗粒内扩散模型拟合结果表明,颗粒内扩散阶段是限制吸附速率的主要阶段。     

茶渣对儿茶素的吸附动力学

以茶渣为吸附剂,分别用拟一级动力学方程和拟二级动力学方程对其选择性吸附过程进行拟合,探讨茶渣分别对以表没食子儿茶素没食子酸酯( epigallocatechin gallate , EGCG)为主的儿茶素组分、咖啡碱的吸附和解吸附动力学特性.结果发现：拟二级动力学模型能更好地描述该吸附过程;吸附后茶汤中咖啡碱与总儿茶素比值由原来的0.164降至0.079;经40％乙醇解吸后,所得解吸液中酯型儿茶素占原溶液中酯型儿茶素的86.99％,咖啡碱为24.24％;茶渣柱层析穿透实验表明,咖啡碱最早穿透,其次为简单儿茶素,酯型儿茶素穿透最晚,进一步证明茶渣对以 EGCG 为主的酯型儿茶素吸附作用最强,脱咖啡碱效果显著;解吸实验表明,40％乙醇可充分解吸茶渣所吸附的酯型儿茶素.因此,在本实验条件下,解吸附可先用10％乙醇淋洗出咖啡碱,再用40％乙醇洗脱酯型儿茶素,可望得到富含酯型儿茶素的高纯度儿茶素类产品.     

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。     

滇池北岸城郊红壤对磷的吸附特征

研究滇池北岸红壤对可溶性磷的等温吸附及动力学特征,比较不同质量红壤对不同浓度磷的吸附参数差异。结果表明：红壤对可溶性磷的吸附随振荡时间的延长而增加;对磷的等温吸附同时符合朗格缪和弗兰德利希等温吸附方程;在恒温条件下,红壤对磷的吸附量随磷浓度的上升而增加,但吸附率逐渐下降。通过红壤吸附磷的吉布斯自由能计算,进一步证明红壤吸附磷具有自发性;对比同类基质材料磷的吸附量,发现本地红壤具有较大的吸附能力,同时具备经济、易获取等优点。     

改性方法对煤渣除磷效果的影响

比较了经HCl和CaCl2,MgCl2改性后的煤渣对磷的吸附效果,研究了HCl改性煤渣对磷的吸附性能.结果表明,改性煤渣对磷的吸附能力从大到小依次为:HCl改性煤渣、CaCl2改性煤渣、MgCl2改性煤渣,其吸附量分别为47.24,19.58,14.50 mg/kg.原煤渣与HCl改性煤渣在振荡24 h后均达到吸附平衡,吸附量随初始磷浓度的增加而增加,对磷的吸附更符合Langmuir等温方程,对磷的最大理论吸附量为265.58 mg/kg.改性煤渣具有更好的除磷效果,可用HCl改性煤渣提高除磷效率.