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。     

镉在针铁矿、腐殖酸及其复合胶体上吸持行为比较研究

采用批平衡实验法,比较研究了重金属镉在针铁矿、腐殖酸及针铁矿-腐殖酸复合胶体中的吸附热力学和动力学特征.结果表明,在试验浓度范围内,3种吸附剂对Cd2+的等温吸附特征均可用Langmuir、Frcundlich和Linear方程加以描述.其中以Langmuir方程的拟合效果最佳,线性相关系数为:0.991、0.996、0.999,由此得出的最大吸附量分别为41.67、38.46、45.46mg/g,表明针铁矿.腐殖酸复合胶体较两者单一体系的吸附力有所提高,且所吸附的镉难以解吸,平均解吸率分别为5.871%、5.918%、1.068%.3种吸附剂对Cd2+的吸附可分为2个阶段,即吸附开始4h内的快速反应阶段和此后的慢速反应阶段,在前4h的快速吸附阶段,吸附量可达到平衡吸附量的900%～95%.     

铁铝氧化物吸附磷的研究

用得到x-射线衍射及电子显微镜和红外光谱确证的人工合成针铁矿与三水铝石进行磷吸附的研究。结果表明,针铁矿和三水铝石具有强烈吸附磷的能力,所得吸附数据可用吸附等温方程——Langmuir方程,Freu-ndlich方程和Temkin方程描述,Langmuir方程的适用性较好。从方程得到的吸附参数Xm值和a值,三水铝石要比针铁矿高一倍,其ΔG值也高于针铁矿。这两种人工合成矿物的吸附参数同天然的高岭石、蒙脱石明显不同。此外,在高pH时,这两种合成矿物吸附的磷量均少于低pH时的吸附量,而当有竞争离子腐殖质或氟离子存在时,它们仍然能够强烈地吸附磷。     

镉在针铁矿、针铁矿-腐植酸复合胶体中吸附解吸行为比较研究

采用批平衡试验法,比较研究了重金属镉在针铁矿和针铁矿-腐植酸复合胶体中的吸附热力学和动力学行为.结果表明,在试验浓度范围内,两种吸附剂对Cd2+的等温吸附特征均可用Langmuir、Freundlich和Linear方程加以描述.其中以Langmuir方程的拟合效果最佳,线性相关系数为:0.991、0.999,由此推导出的最大吸附量分别为41.667和45.455 mg·g-1,表明腐植酸与针铁矿复合胶体较单一针铁矿的吸附力有所提高,且所吸附的镉均难以解吸,平均解吸率分别为5.871%和1.068%.胶体对Cd2+的吸附是一个快速反应过程,4 h达到吸附平衡.Elovich方程是拟合吸附动力学过程的最优方程(相关系数分别为0.987和0.997).通过计算镉在针铁矿和针铁矿-腐植酸复合胶体中的吸附自由能变化量(△G的绝对值均＜40 kJ·mol-1),推测镉在两种胶体中的吸附为物理吸附过程,其吸附机理可能有氢键、偶极作用力和范德华力等作用,而不存在化学键合作用.     

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。     

谷壳对水中镉离子的吸附动力学及热力学研究

[目的]研究谷壳吸附水中镉离子的吸附过程及其影响因素。[方法]以间歇吸附的方式考察了溶液pH值、反应时间、反应温度、镉离子初始浓度等物化参数对吸附过程的影响,并对吸附过程进行动力学与热力学研究。[结果]吸附过程符合Langmuir吸附等温模式。谷壳对镉离子的吸附动力学模型较好地符合了准二级动力学方程。当反应温度为298 K,pH值为6,谷壳投加量为4 g/L,振荡速度为150 r/min,反应时间为30 min时,谷壳对镉离子的吸附效果最好。随着反应温度的升高,谷壳对镉离子的吸附加快。该吸附反应的焓变值为正,自由能变值为负。[结论]谷壳是处理镉废水的有效的低成本吸附剂,其吸附过程是自发的吸热反应。     

微量As（Ⅲ）在粘土矿物上的吸附模拟实验研究

在20℃充氮条件下,模拟无氧的中性水环境,研究了高岭石和蒙脱石两种粘土矿物对微量(≤200μg·L-1)三价砷的吸附动力学和等温吸附特征.结果表明,高岭石对As(Ⅲ)的吸附量大于蒙脱石,反应24 h后达到平衡,吸附动力学模型可用Freundlich方程描述,热力学行为遵循Langmuir和Freundlich吸附等温线,As(Ⅲ)在粘土矿物上的吸附机理可能是亚砷酸与粘土矿物的＞AIOH羟基位发生表面络合反应的化学专性吸附,高岭石的吸附速率、吸附能和最大吸附量均大于蒙脱石.     

二氯喹啉酸在几种矿物中的吸附-解吸特性与热力学研究(英文)

采用批量平衡法,研究了二氯喹啉酸在蒙脱石、凹凸棒石和针铁矿3种矿物中的吸附-解吸特征,并从吸附热力学角度探讨了矿物的吸附机理,结果表明,二氯喹啉酸在供试矿物中的吸附均包含了快速反应阶段和慢速平衡阶段,其吸附动力学曲线均符合准二级动力学方程、颗粒扩散方程和Elovich方程。其中以准二级动力学方程的拟合程度最好,在颗粒扩散方程中的常数项(C值)不为0,表明颗粒内的扩散速率不是决定二氯喹啉酸在供试矿物中吸附快慢的唯一因素。二氯喹啉酸在3种矿物中的吸附/解吸等温线均能用Linear和Freundlich方程很好地拟合,二氯喹啉酸在供试矿物中的吸附容量大小为:针铁矿蒙脱石凹凸棒石。二氯喹啉酸在供试矿物中的解吸过程中存在明显的滞后现象,二氯喹啉酸在供试矿物中的吸附具有高度自发性,温度越高吸附过程自发趋势越大。     

几种矿质材料对镉吸附性能的研究

分析了硅藻土、海泡石、钠基膨润土、蒙脱石、麦饭石5种矿质材料对水溶液中镉离子的吸附性能,并检测了3种吸附能力较强的矿质材料对土壤中镉赋存形态的影响。结果显示:海泡石、麦饭石、蒙脱石3种粘土矿对镉的吸附能力均较强,饱和吸附量均超过9mg/kg;这3种矿质材料均能有效降低土壤中镉的弱酸提取态比例,其中,蒙脱石和海泡石的效果较显著,分别比对照降低了7.22%和6.18%。     

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.     

不同温度下镉在典型农田土壤中的吸附动力学特征

吸附反应是重金属进入土壤后发生的重要过程,其直接影响着重金属的生物有效性。以我国12种典型农田土壤为实验材料,采用批次平衡法研究了镉在土壤中的吸附动力学特征,并采用动力学方程进行拟合。结果表明,在高、低两个温度条件下,镉在土壤中的吸附均存在两个不同的反应阶段,即快速吸附反应和慢速吸附反应阶段。25℃时,反应开始5min内的吸附量可达最大吸附量的72.69%以上,至0.5h时可达83.76%以上;40℃时分别可达最大吸附量的77.50%和87.02%。其中,快速吸附反应以化学吸附为主,慢速吸附反应则以物理吸附为主,以化学吸附为主的快速反应又主导着整个反应过程。不同类型农田土壤对镉的吸附动力学模型以Elovich模型较优。碱性土壤吸附速率和吸附量都高于酸性土壤,温度的升高也会促进土壤对镉的吸附速率和吸附量。pH是影响镉吸附速率的主要因子。     

有机酸对镉在土壤矿物上吸附特征的影响

研究了有机酸对镉在土壤矿物上吸附特征的影响,结果表明:有机酸对镉在矿物上吸附的影响基本上是一致的:随着胡敏酸浓度的增加,镉的吸附量迅速增大;对低分子量有机酸(草酸、乙酸、柠檬酸等)而言,在浓度较低时,镉的吸附量随着有机酸浓度的增加而有所增大,但随着浓度的增加,镉的吸附量逐渐降低.存在胡敏酸时,高岭石、针铁矿和三羟基铝石对镉的吸附率随着pH的升高而迅速增大,而且吸附率一直高于其它条件下的吸附率,pH>5.0时,吸附率接近100%.在存在低分子量有机酸(草酸、乙酸、柠檬酸等)的情况下,在pH<5.5时,高岭石、针铁矿和三羟基铝石对镉的吸附率随着pH的升高有较大的差异,与矿物种类及有机酸类型有着密切的关系,之后随pH的升高而迅速增大.     

苄嘧磺隆在几种氧化物表面的吸附及氯离子对吸附的影响

 利用平衡吸附法研究了苄嘧磺隆在高岭土、针铁矿、水铁矿、非晶型氢氧化铝及水钠锰矿表面的吸附以及氯离子对吸附的影响。结果表明 ,供试粘土矿物及氧化物对苄嘧磺隆的吸附均符合Langmuir方程 ,最大吸附量大小顺序为 :非晶型氢氧化铝 >针铁矿 >水铁矿 >水钠锰矿 >高岭石 ,且吸附量随氯离子浓度的增加而降低。其中在非晶型氢氧化铝和针铁矿表面的降幅较大     

不同介质中石油污染物吸附过程的动力学及热力学研究

以3个不同地域的土壤为研究对象,采用平衡振荡法,研究了石油污染物在不同土壤中的吸附动力学和热力学特征。试验数据分别采用4种动力学模型进行拟合。结果表明,不同土壤对石油污染物的吸附均表现为快反应和慢反应2个阶段,0～15 min为快反应阶段,吸附量达到饱和吸附量的85%。3种土壤对石油污染物的吸附动力学符合拉格朗日假二级动力学方程。不同温度下3种供试土的吉布斯自由能变均为负值,3种土壤对石油污染物吸附过程的焓变、熵变依次为:ΔH029.11、29.12、52.70 kJ/mol;ΔS0-100.85、-103.09、-182.66 J/(mol.K)。表明,土壤对石油污染物的吸附是自发进行且为放热过程,温度升高吸附量减少,石油被吸附的过程中混乱度降低。     

镉在东北地区4种土壤中的吸附动力学

吸附是外源重金属进入土壤后首先发生的最重要的过程,直接影响着重金属的生物可利用性.作者采用间歇法研究了不同重金属镉浓度时,镉在东北地区4种农业土壤黑土、盐碱土、暗棕壤和草甸白浆土上的吸附动力学特征,并采用常用的动力学方程进行拟合.研究结果表明,Cd在东北地区4种土壤上的吸附动力学过程分为两个阶段:开始的快速反应阶段和经过一段时间后的慢速反应阶段,低浓度下Cd达到吸附平衡的时间更短;黑土和盐碱土吸附速率、吸附量都要高于草甸白浆土和暗棕壤,这在初始Cd 1.6 mg/L时表现的更加明显,这与黑土高有机质含量、盐碱土的粘粒较多、pH高有直接关系.通过非线性拟合的方法获取了适宜描述Cd在东北地区土壤上吸附动力学特征的最优化模型,综合来看,指数方程和指数函数方程比较适宜于描4种土壤对Cd的吸附动力学特征.     

根瘤菌与土壤胶体,氧化铁对重金属的吸附：Ⅰ.铜的吸附

研究了快生型大豆根瘤菌Ｃ６对红壤与黄棕壤的胶体,针铁矿,非晶形氧化铁等吸附Ｃｕ的影响。结果表明：１．土壤胶体,矿物与根瘤菌共存体系对Ｃｕ的吸附仍符合Ｌａｎｇｍｕｉｑ方程,相关系数达０．９９以上。２．根瘤菌存在下,红壤与黄棕壤的胶体和针铁矿对铜的吸附量较无菌时增加,尤其是比表面小的针铁矿吸铜量增加较多,比表面大的非晶形氧化铁的吸铜量降低。     

人工回灌条件下地下温度要素对氯苯吸附行为的影响研究

[目的]研究人工回灌条件下地下温度要素对氯苯吸附行为的影响。[方法]在前人研究的基础上,结合研究区人工回灌试验场地的实际条件,开展了人工回灌背景条件下氯苯的吸附行为研究。[结果]一定浓度条件下,氯苯的吸附反应符合准一级反应动力学和准二级反应动力学方程,温度升高,吸附速率增加,达到平衡时间缩短12(0℃)、10(10℃)、8 h(20℃)。不同浓度条件下,氯苯的吸附符合等温吸附方程,温度升高,达到吸附平衡时的介质吸附量增加,Langmuir模型计算出0、10、20℃的最大吸附量qm分别为20.747、21.505和23.364μg/g。[结论]氯苯在含水层介质中吸附反应是吸热反应,确定人工回灌的最佳季节是夏季。     

‘东方美人’茶茶渣对甲基紫的吸附性能

[目的]以‘东方美人’茶茶渣作为生物吸附剂,研究其对甲基紫的吸附性能。[方法]考察了吸附时间、茶渣粉末添加量、温度、金属离子浓度等因素对‘东方美人’茶茶渣吸附甲基紫性能的影响,并进行动力学方程和热力学方程的拟合以探讨吸附过程。[结果]茶渣对甲基紫的去除效果良好,吸附反应在120 min可达到平衡;茶渣粉末添加量越多,吸附率越高,吸附量越低;温度升高,有利于吸附;金属离子的加入不利于‘东方美人’茶茶渣对甲基紫的吸附。[结论]‘东方美人’茶茶渣对甲基紫的吸附符合准二级动力学方程以及Langmuir、Freundlich吸附等温方程。通过吸附热力学研究,可判断‘东方美人’茶茶渣吸附甲基紫为吸热反应,表明‘东方美人’茶茶渣是一种很好的甲基紫吸附剂。     

纯蒙脱石吸附Zn~（2＋）的研究

[目的]探索纯蒙脱石处理含锌废水的因素与效果。[方法]从蒙脱石提纯入手,进行纯蒙脱石处理含锌废水的试验研究,探讨纯蒙脱石对含锌废水处理效果的影响因素,确定纯蒙脱石去除水中Zn2＋的工艺条件,并研究纯蒙脱石对Zn2＋的吸附等温曲线。[结果]纯蒙脱石对含锌废水处理效果主要受振荡速度、吸附时间、溶液pH值和投加量等因素影响。温度为30℃时纯蒙脱石对Zn2＋的吸附等温曲线更符合Langmuir方程和BET方程,相关系数均为0.986 9,最大吸附容量39.00 mg/g。在该试验条件下,纯蒙脱石对水中Zn2＋（20ml,Zn2＋浓度均为50 mg/L）达到最佳去除效果时的工艺条件为：振荡速度150 r/min,吸附时间60 min,溶液pH值6.10,此条件下Zn2＋去除率达到85.3%。[结论]该研究为应用蒙脱石开发污水处理新材料提供了科学依据。     

负载Cu^2＋和Pb^2＋的蒙脱石对结晶紫吸附的研究

研究了振荡时间、吸附温度、溶液初始浓度、离子强度等因素对蒙脱石及负载Cu2+和Pb2+的蒙脱石吸附水溶液中结晶紫的影响.结果表明三种吸附剂对结晶紫染料吸附过程用准二级动力学模型拟合较好;蒙脱石对结晶紫的吸附采用Freundlich和Langmuir等温方程拟合效果均较好;染料的吸附量均随初始浓度和温度升高而增大,随离子强度的增大而减小;三种吸附剂对结晶紫的吸附是一个吸热、熵增、自发反应的过程.