纳米Fe3O4负载酸改性炭对水体中Pb2+、Cd2+的吸附

为探讨纳米Fe₃O₄负载联合硝酸改性椰壳炭对Pb²⁺、Cd²⁺单一及复合溶液的吸附特性,通过静态吸附实验,针对吸附剂的表面特性、投加量、溶液初始pH、吸附时间、重金属初始浓度等影响因素进行了探讨,应用等温吸附模型及吸附动力学模型对吸附特性进行了研究。结果表明,纳米Fe₃O₄负载酸改性炭比表面积较未改性椰壳炭增加了221.03 m²·g^-1,表面含氧官能团如O-H、C=O、C-O-C增加,芳香性增强,等电点提高至5.68。从经济效率角度考虑5 g·L^-1为合理吸附剂用量,pH为5.0时,吸附效果最好,吸附在4 h达到平衡。准二级动力学模型对吸附的拟合度更高,吸附主要是化学吸附,吸附由快速外扩散和颗粒内扩散共同作用,Pb²⁺、Cd²⁺的吸附分别更符合Langmuir和Freundlich等温吸附模型。纳米Fe₃O₄负载酸改性椰壳炭对Pb²⁺、Cd²⁺的最大吸附量（Q_m）分别达42.54 mg·g^-1和25.79 mg·g^-1,为未改性椰壳炭的1.87倍和2.23倍,复合溶液中Pb²⁺、Cd²⁺的Q_m分别为单一溶液的65.16%和54.21%,这揭示了离子共存条件下的吸附竞争现象。研究表明,纳米Fe₃O₄负载联合硝酸改性提高了椰壳炭对Pb²⁺、Cd²⁺的吸附能力,且Pb²⁺的吸附性能及吸附竞争性优于Cd²⁺。     

白果壳遗态HAP/C复合材料对水中氨氮的吸附

为综合利用农林废弃物,以白果壳为植物模板、羟基磷灰石（HAP）为改性材料,制备了白果壳遗态HAP/C复合材料（PBGC-HAP/C-G）,并通过X射线衍射仪（XRD）、傅里叶红外光谱仪（FT-IR）和扫描电镜（SEM）等对其进行了表征,同时研究了溶液pH、初始浓度、吸附剂投加量等对其去除水中氨氮的影响。结果表明,PBGC-HAP/C-G是一种大孔材料,孔径主要介于35~200 μm之间。在溶液pH=5时,吸附效果最佳;吸附剂投加量的增加有利于氨氮的去除;粒径大小不是影响吸附效果的主要因素。准二级动力学模型和Freundlich等温吸附模型能很好地描述该吸附过程,吸附过程以化学吸附为主。在氨氮初始浓度为20、50、100 mg·L^-1时,拟合计算得到的理论平衡吸附量分别为0.45、1.10、2.15 mg·g^-1,与实验测定值0.46、1.15、2.18 mg·g^-1相近,可见PBGC-HAP/C-G可用作去除氨氮的吸附剂。     

双孢菇菌糠生物炭吸附Pb2+机制及其环境应用潜力

为了有效去除水体中的重金属Pb~(2+),开发利用菌糠生物炭吸附剂,以双孢菇菌糠(MS)为原料,在350、550、750℃下限氧热解制备生物炭(MS350、MS550、MS750),并利用FTIR、XRD等技术对吸附前后的生物炭样品进行表征;通过批量吸附、定性和定量分析以及萃取实验,研究菌糠生物炭对Pb~(2+)的吸附特性、机理及吸附后样品的稳定性能。结果表明:随着热解温度的升高,样品的产率降低,pH值升高,芳香性增强。准二级动力学方程和Freundlich模型能够较好地符合MS350、MS550的吸附过程,而MS750以准二级动力学和Langmuir模型较好符合。相较于MS350和MS550,MS750吸附性能最好,经Langmuir模型拟合,MS750的最大吸附量为266.23 mg·g-1。溶液pH值影响生物炭的吸附性能,在pH值2.0～7.0的范围内,吸附量随溶液pH值升高而增加。机理分析表明:吸附机理包括矿物沉淀、阳离子交换、含氧官能团络合以及π电子配位;其中,矿物沉淀(CO_3~(2-), SO_4~(2-))是主要的吸附机制,其贡献率随热解温度升高而增加。萃取实验表明:经吸附后,3种生物炭上的Pb~(2+)均以酸溶态铅和非生物利用态铅为主,说明吸附后的铅具有较好稳定性能,两种形态的铅占总吸附量的大小顺序为:MS750(98.65%)MS550(95.91%)MS350(86.51%)。综合分析表明,MS750较其他温度生物炭不仅吸附性能更好,而且吸附后稳定性更强,故在环境应用上具有更大的潜力。     

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。     

含氟废水深度处理的研究

以火力发电厂的废树脂为载体 ,制备了负载锆水合氧化物的氟离子吸附树脂 ,并探讨了该负载树脂对氟离子的吸附和脱附性能 .结果表明 :制备该负载树脂的适宜锆浓度为 0 5mol L ,负载树脂吸附和脱附的适宜pH值分别为4 0和 12 0 .该负载树脂的吸附符合Langmuir型吸附等温线 ,通过这种等温线可以得出 ,CF- =1mg L时负载树脂的平衡吸附量qe 为 5 0 0 0mg L .利用该负载树脂对模拟火电厂的含氟废水进行处理 ,取得了较好的效果 .     

土壤粘粒吸附脲酶特征的研究

研究了 8种土壤粘粒对脲酶的吸附情况 ,结果显示 ,土壤粘粒对脲酶吸附 12 0 min可达平衡。土壤粘粒对脲酶的吸附等温线为 L型 ,可用双表面 L angm uir方程较好描述。初步认为土壤粘粒对脲酶吸附为化学吸附和物理吸附 ,且以化学吸附为主     

水稻根表铁膜对磷的富集作用及其与水稻磷吸收的关系

采用溶液培养方法,使铁毒耐性不同的两个基因型水稻根表分别形成有铁膜和无铁膜的根系,研究水稻根表铁膜对磷的富集作用及其与水稻磷吸收的关系。不同基因型水稻根表形成的铁膜厚度存在显著差异,对介质中磷的富集能力也有显著差异。根表形成的铁膜越厚,对介质中磷的富集作用也越大,即根表铁膜数量与铁膜对磷的富集量呈显著正相关。铁膜对磷的富集作用是一个化学过程,吸附可在0.5~1.0 h内达到饱和。根表铁膜明显促进水稻对磷的吸收,表明在淹水降低土壤磷有效性时,水稻根表铁膜富集的磷可作为磷库,保证水稻能正常吸收利用磷。     

硫酸铝改良剂对苏打盐碱土磷素吸附特性的影响

通过模拟盆栽改良试验和吸附试验,研究了施用硫酸铝改良剂后对土壤中磷的吸附特性的影响。结果表明:各处理土壤磷的等温吸附曲线与Freundlich、Langmuir和Temkin方程都比较吻合,但与Langmuir方程的吻合程度最好,其相关程度达极显著水平。根据Langmuir方程,将C/x/m对C作图,发现在施磷条件下,得到的是具有1个折点的直线,表明随着磷平衡浓度的不同,土壤对磷的吸附存在着2个不同能量水平的吸附点位。硫酸铝的用量越多,吸附磷量也越高。因此,应控制改良剂的用量,以0.3%为最好。     

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.     

无溶剂法制备丙烯海松酸蔗糖酯及其在空气-水界面吸附行为研究

在无溶剂条件下,以丙烯海松酸和蔗糖为原料,在高温熔融状态下通过酯化反应制备了丙烯海松酸蔗糖酯,运用红外光谱、核磁共振和凝胶渗透色谱对其结构进行了表征,并测试了其临界胶束浓度(CMC),利用再定向理论分析了丙烯海松酸蔗糖酯表面活性剂在空气-水界面的形态转变和吸附量等吸附行为。研究结果表明:成功合成了丙烯海松酸蔗糖酯,其CMC值为2.2 g/L。丙烯海松酸蔗糖酯在空气-水界面的吸附状态分为状态1和状态2,随着表面压的增加,溶剂摩尔分数逐渐降低,2种状态丙烯海松酸蔗糖酯分子在空气-水界面上的摩尔分数之和逐渐增加。计算了吸附在界面上的状态1和状态2丙烯海松酸蔗糖酯的吸附量,随着表面压增大,状态1吸附量先增大后减小,状态2吸附量占主导且持续增多,吸附量最高可达1.9 mmol/m2。丙烯海松酸蔗糖酯的吸附和胶束化摩尔自由能(ΔG)分别为-20.67和-15.16 kJ/mol,表明丙烯海松酸蔗糖酯优先吸附在界面上,达到饱和后就形成胶束。