两性修饰膨润土对苯酚吸附的动力学研究

以两性表面活性剂十八烷基二甲基甜菜碱(BS-18)为修饰剂,制得两性修饰膨润土,研究了不同修饰比例、温度及pH值等条件下,两性修饰土对苯酚的吸附反应和动力学特征,并对吸附机制进行探讨。结果表明,不同修饰比例的两性修饰土对苯酚的吸附速度参数均大于未修饰膨润土,且均随着修饰比例的增加而增大,表明修饰可以显著加快膨润土对苯酚的吸附速率;低温有利于吸附;吸附量在pH 4~8的范围内较稳定,pH大于8后,吸附量迅速降低。两性修饰土对苯酚的吸附动力学曲线符合伪二级动力学模型。     

镉离子在两性修饰红壤性水稻土中运移研究

以饱水土柱运移实验,用非反应性离子Cl-作为对照,研究了Cd2 在不同两性修饰剂修饰的红壤性水稻土土样中的运移、洗脱特征.目的通过Cd2 的运移、洗脱参数及Cd2 残留率的差异来评价两性修饰土对重金属污染防治的实用性.结果表明,应用平衡模型可以很好的拟合非反应性Cl-在两性修饰红壤性水稻土中的运移,阻滞因子R值均小于1且呈现CK(红壤性水稻土原土)>AR(十二烷基氨基酸修饰红壤性水稻土)>BS(十二烷基甜菜碱修饰红壤性水稻土)的顺序;非平衡模型能够很好地模拟Cd2 在两性修饰红壤性水稻土中的穿透、洗脱曲线,单一、苯酚混合条件下Cd2 运移的阻滞因子R的顺序均为AR>BS>CK,单一条件下Ca2 对Cd2 洗脱的R值顺序为AR>CK>BS;混合处理下为AR>BS>CK,证实红壤性水稻土土样经两性修饰后确实具有增强土样持留重金属Cd2 的能力和吸持的稳定性.苯酚的存在对Cd2 两性修饰土样中的运移有一定影响,同时还可增强两性修饰后土样中Cd2 的稳定性.     

BS-12+DTAB复配修饰膨润土吸附Cr(Ⅵ)和Cd2+的研究

为了探究和比较两性+阳离子复配修饰膨润土对不同类型重金属离子[Cr(Ⅵ)和Cd~(2+)]的吸附效应及影响机制,采用阳离子型表面修饰剂十二烷基三甲基溴化铵(DTAB或DT)复配修饰两性表面修饰剂十二烷基二甲基甜菜碱(BS-12或BS)修饰膨润土,批处理法研究各复配修饰土样对Cr(Ⅵ)和Cd~(2+)的等温吸附的异同,并对比温度、pH值和离子强度对吸附的影响。结果表明:各复配修饰膨润土对Cr(Ⅵ)和Cd~(2+)的吸附等温线均符合Langmuir模型。供试土样对Cr(Ⅵ)的平衡吸附量呈现BS+150DT(150%CEC的DTAB复配修饰膨润土)BS+100DTBS+50DTBS+25DTBSCK(膨润土)的趋势,且最大吸附量(qm)为205.67 mmol·kg-1(BS+150DT)。土样对Cd~(2+)的平衡吸附量表现为BSCKBS+25DTBS+50DTBS+100DTBS+150DT,其qm值为232.38 mmol·kg-1(100BS)。10~40℃范围内,CK、BS修饰土对Cr(Ⅵ)吸附量为增温正效应,而BS+DT复配修饰土对Cr(Ⅵ)吸附呈现自发、焓减和熵增的特征;各供试土样对Cd~(2+)的吸附均表现为自发、焓增和熵增的特征。随着pH值的升高,各修饰土样对Cr(Ⅵ)的吸附量均逐渐降低,而对Cd~(2+)的吸附量逐渐增加。离子强度增加不利于供试土样对Cr(Ⅵ)和Cd~(2+)的吸附。BS+DT复配修饰膨润土表面的电荷类型、电荷数量是决定Cr(Ⅵ)和Cd~(2+)吸附差异的主要因素。     

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。     

几种添加物对铜胁迫下大蒜生长的影响

为了探索几种添加物对铜胁迫下大蒜生长的影响,将啤酒酵母菌(J)、活性硅酸钙(G)和膨润土(T)分别以1%的质量比加入到紫色土(PS)中,形成PS(对照)、PSJ、PSG和PST四种混合土样。采用盆栽试验研究大蒜在不同Cu2+污染(0、50、100、200和500 mg·L^-1)混合土样中的发芽率、株高、各部分生物量和铜富集量,并探讨各生长指标间的相关性。结果显示,(1)Cu^2+浓度为0~500 mg·L^-1时,大蒜在PS、PSJ、PSG和PST土样上的发芽率均为100%。PS、PSG和PST上生长的大蒜株高随着Cu2+浓度的增加而降低;而PSJ上的大蒜株高随Cu2+浓度的增加而增加。PS、PSG和PST土样上的大蒜株高均明显高于PSJ。(2)PSJ和PST土样对大蒜地上部鲜质量与干质量的增加都有一定的促进能力,且促进强度在Cu^2+浓度200 mg·L^-1时最高,而Cu^2+污染的PS和PSG土样对大蒜生长均有不同程度的抑制作用。(3)PS、PSG和PST的大蒜根系对Cu^2+污染紫色土的适应能力相比PSJ强;相同Cu2+浓度条件下,PST土样更有利于大蒜根系生长。(4)大蒜各生长指标之间均保持正相关性,且相关性呈现PST>PSJ和PSG>PS的趋势。大蒜中铜富集量均随Cu2+污染浓度的增加而增加,表现出PS>PSJ>PSG>PST的趋势,且大蒜根部对铜的富集能力更强。     

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。     

金橙Ⅱ法测定土壤溶液中烷基型甜菜碱同系物的研究

根据烷基型甜菜碱两件表面活性剂在等电点以下pH值、呈阳离子表面活性剂的特性.采用金橙Ⅱ法对八烷基二甲基甜菜碱(BS-8)、十二烷基二甲基甜菜碱(BS-12)和十八烷基二甲基甜菜碱(BS-18)同系物测定的方法进行了研究.结果表明,测定BS-8和BS-12最适pH值范嗣是小于3.6,BS-18小于2.0,BS-18测定的显色剂金橙Ⅱ的体积大于BS-8和BS-12测定所用金橙Ⅱ的体积,BS-18采用乙酸乙酯萃取具有好的测定结果,不同于BS-12和BS-8采用氯仿作为萃取剂.BS-8和BS-12测定的线性范围是0.10～40.00 μg·mL-1,BS-18的线性范围1.00～50.00 μg·mL-1;BS-8、BS-12和BS-18的回收率分别为100.4%～101.2%、99.31%～102.0%和96.25%～105.0%.土壤中常见的阳离子和阴离子在一定的浓度范围内对该测定方法没有干扰.     

CTMAB对BS-12修饰膨润土的复配修饰模式

研究了十六烷基三甲基溴化铵(CTMA)在十二烷基二甲基甜菜碱(BS-12)修饰膨润土表面的复配模式,通过BS-12膨润土表面Ca2+/2和CTMA总浓度(SCC)变化及20℃和40℃条件下CTMA吸附量的变化可知:存在离子交换和疏水键合模式。CTMA在25%、50%、100%BS-12修饰(25BS、50BS和100BS)膨润土表面出现疏水键的临界比例(RC)分别为20.30%、11.56%和2.00%,且疏水比例随CTMA复配比例(R)及其摩尔分数的增大而增大,疏水键合模式占绝对优势的临界比例(RC′)分别为200%、150%和100%。对于BS-12单一修饰及BS-12+CTMA复配修饰比例之和,50%及200%分别是膨润土表面出现疏水键合及其占绝对优势的转折点。RRC,离子交换模式;RC≤R≤RC′,离子交换与疏水键合共存;RRC′,疏水键合占绝对优势。RC、RC′及CTMA最大吸附量(qm)呈现25BS50BS100BS特点,升温使qm减小。     

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。