黄壤颗粒表面离子吸附动力学中的离子特异性效应

基于考虑离子非经典极化作用的离子吸附动力学模型,以可变电荷黄壤颗粒为代表材料,研究了锂离子(Li+)、钠离子(Na+)和铯离子(Cs+)在黄壤颗粒表面的吸附动力学特征,进一步计算了离子在土壤/水界面的扩散距离与表面电化学参数。结果表明:(1)Li+、Na+和Cs+在黄壤颗粒表面吸附仅存在一级动力学过程并存在明显的离子特异性差异,这种差异随着电解质浓度降低而增大;(2)离子非经典极化与体积效应的共同作用决定了离子在固/液界面的扩散距离,在较高浓度电解质中,Na+和Li+的离子体积和极化效应基本平衡,导致Na+和Li+离子间差异不显著,但Cs+由于强烈的非经典极化作用,扩散距离表现为:Cs+Na+≈Li+;在低浓度电解质中,离子非经典极化作用占主导,扩散距离表现为:Cs+ Na+ Li+,表明离子扩散距离在低浓度下差异大,而高浓度下差异不显著;(3)离子扩散距离的差异导致固/液界面电位的不同,Stern电位、电荷密度和电场强度均受到离子扩散距离的影响,表面电位(绝对值)在各个浓度下均表现为:Li+ Na+ Cs+,说明表面电位仅受非经典极化作用的影响。本研究将对土壤/水界面反应理论的完善提供新思路。     

大孔吸附树脂分离纯化红小豆多酚工艺及效果

为开发利用红小豆加工副产物中的生理活性物质,该研究采用大孔树脂吸附法对煮制红小豆水的多酚类物质进行分离纯化,比较了5种不同型号大孔树脂对红小豆多酚的吸附分离效果,从中筛选出HPD 600型树脂作为理想的吸附剂;研究了 HPD 600树脂对红小豆多酚的吸附等温线,结果表明,该吸附等温线与 Langmuir、Freundlich函数曲线的拟合程度非常高,且采用Langmuir模型的拟合效果略优于Freundlich模型。静态和动态吸附、洗脱试验结果表明：样品液浓度、温度、pH值、乙醇浓度、上样流速及洗脱流速等因素均对HPD 600树脂吸附分离红小豆多酚有影响。较理想的工艺参数为：30℃是较适宜的静态吸附温度;保持煮制红小豆水本身的多酚浓度0.96 mg/mL和pH值6.8,上样体积200 mL,上样流速1.0 mL/min进行动态吸附;吸附饱和平衡后,采用50 mL 60%乙醇溶液,以1.5 mL/min的流速进行动态洗脱。依此得到的红小豆多酚纯化液,其总酚含量和总抗氧化能力均有显著提高,约为纯化前的2.2倍。     

柚核中柠檬苦素纯化工艺的研究

以乙醇为提取溶剂,采用超声波辅助提取柚核中柠檬苦素,通过正交试验对提取工艺进行优化,并采用大孔吸附树脂纯化柠檬苦素。最佳提取条件为:料液比1∶10,超声时间30min,乙醇体积分数70%,超声提取2次。4020型大孔树脂分离纯化提取液的最佳工艺条件为:吸附流速1mL/min,体积分数70%的乙醇洗脱,解吸流速0.7mL/min,纯化后得到柠檬苦素的质量分数达83.77%。该工艺分离纯化效果好,成本低。     

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。     

竹炭陶的制备及其气体吸附和调湿性能

基于开发和利用生物质竹炭材料,以竹炭粉、凹凸棒、硅藻土等为原料,制备竹炭陶瓷复合材料,从而避免传统炭吸附材料易碎和粉尘污染的缺点。首先,将原料通过陶瓷造粒工艺制备成直径为2~5 mm的小球;然后,在N 2气氛中1250℃下烧结为竹炭陶小球,并对其结构和吸附性能进行了研究。XRD测试结果表明,竹炭陶瓷复合材料在烧结前后并未改变竹炭陶晶体结构。原料的SEM测试结果表明,竹炭粉在微观结构上存在1μm左右的大孔,其中硅藻土的微观形貌为多孔圆盘状结构,圆盘的直径分布在20~50μm,孔道直径在0.1~1.2μm;竹炭陶的SEM测试结果表明,断面结构疏松多孔,经过复合和烧结后,仍然保持了原有的孔道结构,保障了竹炭陶的吸附性能。BET法测试结果表明,竹炭陶的比表面积达到118.54 m^2/g。吸附性能测试表明,竹炭陶对水分吸附率达到22.0%,对甲醛、氨气及硫化氢等有害气体的吸附率分别达到87.7%,94.6%和96.3%。实验结果表明,竹炭陶具有良好的吸湿和气体吸附性能,是一种良好的空气净化材料,在室内环境和水处理等方面具有广阔的应用前景。     

Specific ion effect of H+ on variably charged soil colloid aggregation

Specific ion effects (Hofmeister effects) have recently attracted the attention of soil scientists, and it has been found that ionic non-classic polarization plays an important role in the specific ion effect in soil. However, this explanation cannot be applied to H⁺. The aim of this work was to characterize the specific ion effect of H⁺ on variably charged soil (yellow soil) colloid aggregation. The total average aggregation (TAA) rate, critical coagulation concentration (CCC), activation energy, and zeta potential were used to characterize and compare the specific ion effects of H⁺, K⁺, and Na⁺. Results showed that strong specific ion effects of H⁺, K⁺, and Na⁺ existed in variably charged soil colloid aggregation. The TAA rate, CCC, and activation energy were sensitive to H⁺, and the addition of a small amount of H⁺ changed the TAA rate, CCC, and activation energy markedly. The zeta potential results indicated that the specific ion effects of H⁺, K⁺, and Na⁺ on soil colloid aggregation were caused by the specific ion effects of H⁺, K⁺, and Na⁺ on the soil electric field strength. In addition, the origin of the specific ion effect for H⁺ was its chemical adsorption onto surfaces, while those for alkali cations were non-classic polarization. This study indicated that H⁺, which occurs naturally in variably charged soils, will dominate variably charged soil colloid aggregation.     

O在Rh(100)表面吸附的密度泛函理论研究

采用第一性原理的密度泛函理论计算了O原子在Rh（100）表面的吸附,得到了电子特性及各种结构参数,并给出了不同覆盖度下O原子在Rh（100）表面上3个位置吸附后的能量,结果表明,O原子在Rh（100）表面可以发生稳定的吸附,最高吸附能为2．53eV。同时,通过对O原子的态密度进行分析,得到如下结论：O原子在Rh（100）面上的吸附主要是由于O的2p轨道与基底金属的4d轨道相互作用的结果。     

柿单宁在重金属吸附中的应用研究进展

柿单宁是一种来源丰富的天然高分子,由于其分子结构中的B环含有丰富的邻位酚羟基,对金属离子具有很强的降价吸附能力。以柿单宁为有效成分的金属吸附剂具有成本低、环保和高效等优势,近年来发展迅速。本文主要介绍柿单宁的结构特点及其吸附重金属(放射性元素、贵金属、有毒重金属等)离子的研究进展,初步探讨其吸附重金属离子的机理,并对该金属吸附剂的发展趋势进行展望。     

吸附天然气技术及其应用

阐述了吸附天然气(ANG)的工作原理及其吸附技术、影响吸附剂吸脱附量的因素和解决热效应与气质组分问题的处理措施,并与压缩天然气(CNG)参数进行了比较.研究认为,吸附天然气技术日趋成熟,已经具备了工业化应用的基础条件.提出了加快研究开发ANG技术的建议.     

新型粉煤灰陶粒对水中Cu(Ⅱ)的去除特性及吸附等温模拟

以粉煤灰、膨润土等制备新型粉煤灰陶粒,考察粉煤灰陶粒对溶液中Cu(Ⅱ)的去除特性并进行吸附等温线拟合.结果表明,粉煤灰陶粒对Cu(Ⅱ)的去除主要为吸附过程,对Cu(Ⅱ)的吸附效果与陶粒用量、温度及振荡速度有关,较大的粉煤灰陶粒用量、适宜的温度及振荡有较好的Cu(Ⅱ)去除效果.当温度为25℃、pH4.5及振荡速度150 r/min时,2.00 g粉煤灰陶粒对50 mL溶液中浓度为100 mg/L的Cu(Ⅱ)去除率为100％,而同等条件下两种普通市售陶粒的Cu(Ⅱ)去除率分别只有14.6％、6.3％.陶粒吸附柱可连续4次对250 mL浓度为100 mg/L的Cu(Ⅱ)去除率达90％以上.25℃时粉煤灰陶粒对Cu(Ⅱ)的最大吸附量为2.78 mg/g,其吸附过程符合Langmuir等温式,以Freundlich吸附等温式拟合则相关性较差.