两种表面活性剂对土吸附苯酚的影响

表面活性剂对旱地土壤吸附有机污染物可以产生重要影响。用吸附平衡法,研究在阳离子表面活性剂十六烷基三甲基溴化铵(CTMAB)和阴离子表面活性剂十二烷基磺酸钠(SDS)共存条件下,苯酚在土中的吸附特征。结果表明:20℃和40℃下,在CTMAB共存条件下,土样对苯酚的吸附能力有明显提高,且随CTMAB浓度增加而增大,表现为0.01 mol/L CTMAB>0.005 mol/L CTMAB>0.002 5 mol/L CTMAB>CK。温度升高,随着CTMAB浓度增加,土对苯酚的吸附由增温正效应向增温负效应转变;在SDS共存条件下,在苯酚平衡浓度较低时,两个温度下不同SDS共存浓度对土吸附苯酚的影响差异不大,且低于CK。随苯酚平衡浓度增大,各浓度SDS处理土对苯酚的吸附开始时均显著增大并超过CK,最终吸附量趋于接近。随SDS浓度的增加,土对苯酚的吸附也由增温正效应向增温负效应转变。     

几种土壤在单一Zn及Cd Cu共存条件下对Zn的吸附

研究了Zn2+在单一及与Cd2+、Cu2+共存条件下在塿土、黄绵土、黑垆土、黄褐土、砂土5种土壤中的吸附特征,并探讨了其吸附机制。结果表明,在20℃、30℃下,Zn2+在各供试土样中吸附等温线总体上均呈I或III型等温线形式,总体上黑垆土、塿土对Zn2+吸附最强,而砂土的吸附总是最差;塿土、黄绵土和黄褐土中Zn2+吸附的温度效应呈现升温正效应特征,砂土中则总体上表现出随温度上升呈下降趋势,黑垆土中Zn2+吸附的温度效应则与重金属处理有关。Freundlich模型是描述Zn2+吸附等温线最佳模型。Cd2+、Cu2+的共存对Zn2+的吸附均具有显著的拮抗作用,但对Zn2+吸附规律的影响不同。机理分析表明,Zn2+在土壤中的吸附主要以化学吸附为主,Cu2+由于其与Zn2+相似的化学吸附特点而竞争Zn2+化学吸附点位,但Cd2+吸附主要竞争以电性引力形式吸附的Zn2+,因而Cu2+对Zn2+吸附的影响较大,而Cd2+影响较小。     

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。     

氮-氟掺杂比例对TiO2/膨润土复合材料吸附土霉素的影响

为了探究氮(N)、氟(F)掺杂比例对TiO_2/膨润土复合材料吸附性能的影响,采用溶胶-凝胶法制备了氮-氟共掺杂TiO_2/膨润土复合材料,研究了所制备复合材料比表面积(SBET)、扫描电镜(Scanning electron microscopy,SEM)和阳离子交换量(Cation exchange capacity,CEC),分析了不同氮、氟掺杂比例对氮-氟共掺杂型TiO_2/膨润土复合材料吸附水中土霉素的影响。SEM结果证实氮-氟共掺杂TiO_2成功负载于膨润土表面;随氮掺杂比例增大,氮掺杂复合材料表面掺杂TiO_2的覆盖程度增大,氮掺杂TiO_2的粒径由50～100 nm减小到25～50 nm,氮掺杂复合材料的CEC平均减小36.24%、平均孔径减小1.74%,比表面积和孔体积增大;在氮掺杂基础上掺杂氟元素,由于氟元素对掺杂TiO_2表面的氟化作用及复合材料表面的侵蚀作用,氮-氟共掺杂复合材料的比表面积、孔径、孔体积和CEC均大于单一氮元素掺杂复合材料。吸附实验结果表明,与未掺杂复合材料相比,不同比例氮掺杂均不同程度地降低了复合材料对土霉素的吸附量(平均减少14.30 mmol·kg~(-1)),但氮掺杂比例为0.5和1时,氟掺杂可提升复合材料对土霉素的吸附能力,吸附量分别由37.98 mmol·kg~(-1)和40.90 mmol·kg~(-1)增大到42.95 mmol·kg~(-1)和43.73 mmol·kg~(-1)。研究表明,氮-氟共掺杂TiO_2/膨润土复合材料对土霉素的高吸附量是由氟掺杂提升了复合材料的负电荷数量、平均孔径及孔体积造成的。     

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。     

有机修饰塿土总酸度和电荷性质的初步研究

土壤表面电荷特性是土壤十分重要的表面特性参数,其不但与土壤溶液中阴阳离子的吸附与解吸具有直接的关系,同时土壤中的离子扩散、土壤有机-无机复合体的形成以及土壤的水分性状在不同程度上也均受到土壤胶体表面电荷性质的影响。近年来国内外开始研究应用阳离子型表面活性剂对黏土矿物或土壤进行修饰,以增大对土壤中有机污染物的吸附能力[1,2],由于采用表面活性剂能够使得土壤的表面疏水性增加而亲水性减弱,其表面电荷性质也必然发生相应的变化,而这种变化对土壤中有机、重金属污染物的吸附固定将会产生本质的影响[3~7]。因此,研究土壤表面修饰后土壤电荷特性的变化,对于深入了解土壤表面修饰的机理,从理论上探讨修饰土样对于     

CTMAB对塿土表面的修饰机制

以平衡吸附法研究了十六烷基三甲基溴化铵(CTMAB)对塿土耕层·粘化层表面的修饰机制,结果表明,CTMAB在两层次土样上吸附等温线20℃时均呈直线型,40℃时均转变为H型等温线形式·在修饰比例0%～100%CEC区间,土壤表面对CTMAB的亲和力随温度的升高均增加,其吸附具有熵增控制自发性反应的热力学特征,两个温度下,土层吸附CTMAB亲和力之比与土层CEC之比相近;在修饰比例100%～200%CEC区间,土壤表面对CTMAB的亲和力随温度的升高均呈现下降的趋势,呈现放热熵减反应特征,20℃时土层吸附CTMAB亲和力之比与土层CEC之比相近,而40℃时则与土层性质无关。CTMAB在两层次土样上解吸等温线均呈直线型。CTMAB对塿土表面的修饰在100%CEC修饰比例前以离子交换为主,100%后以疏水键结合为主,CTMAB在塿土表面易于吸附但难于解吸,解吸的CTMAB主要是以疏水键形式结合在土壤表面上。     

两性修饰磁性膨润土的表征及其对苯酚的吸附

采用共沉淀负载Fe_3O_4法制备了磁性膨润土,并以两性修饰剂十二烷基二甲基甜菜碱(BS-12)对其进行两性有机修饰,在对样品进行分析表征的基础上,采用批处理法研究了BS-12修饰磁性膨润土对苯酚的吸附特征。结果表明,磁性膨润土及两性修饰磁性膨润土磁性良好并利于回收;膨润土负载Fe_3O_4后比表面积增加,两性修饰磁性膨润土的比表面积和孔容随BS-12修饰比例的增大而减小,粒径随修饰比例的增大而增大;BS-12修饰增大了磁性膨润土的C、N含量,在磁性膨润土上形成有机相。两性修饰磁性膨润土对苯酚的吸附量,随BS-12修饰比例和离子强度的增大而增加,随pH和温度的升高而减少。Henry模型适用于描述两性修饰磁性膨润土对苯酚的吸附,吸附以分配机制为主。     

西安市污水处理厂污泥施用于赤红壤中的探讨

利用黑麦幼苗法测定了西安污水厂污泥施用于赤红壤中重金属总量、有效性以及重金属向地上部转移量的变化,探讨污泥施用于赤红壤的可能性。结果表明,黑麦幼苗吸收的重金属总量,Pb基本呈现稳定趋势,Cd、Cu、Zn呈上升趋势,而Ni呈下降趋势。除Pb外,其余4种重金属的吸收总量与污泥施用量之间均呈极显著相关。重金属有效性呈现Cd>Ni>Zn≈Cu>Pb的规律。总体上5种金属有效性均随污泥施入量的上升而下降,除Zn外,其余4种重金属的转移率均随污泥施用量的增大而上升。以上结果表明在赤红壤中施用污泥应该严格控制。     

土对十六烷基三甲基溴化铵的吸附研究

采用一次平衡法初步研究了(土娄)土对十六烷基三甲基溴化铵(CTMAB)的吸附机制.结果表明,(土娄)土对CTMAB的吸附等温线属于S型,吸附量和吸附力很大;pH增加,土壤对CTMAB的吸附量略有增加;CTMAB在土壤表面是多层吸附,以单分子或二分子缔合体的形式吸附于土壤表面;CTMAB在土壤-溶液体系的临界表面胶团浓度smc显著小于溶液体系CTMAB的临界胶团浓度cmc.