有机膨润土多次吸附模拟废水中苯酚的性能及机理

研究了一系列有机膨润土多次吸附水中高浓度苯酚的性能及机理.结果表明,有机膨润土能够重复多次吸附水中苯酚,吸附性能较好.当多次吸附所用苯酚溶液初始浓度为1000mg/L时,3种单阳离子有机膨润土对其的吸附能力大小依次为:120 CTMAB-膨润土＞120 CPC-膨润土＞120 DTMAB-膨润土.在多次吸附过程中,有机膨润土对苯酚的吸附机理发生变化,由最初的表面吸附作用为主转变为分配作用为主.对CPC改性的膨润土而言,由于芳香性吡啶环的存在,苯酚被吸附到有机膨润土上后,能够产生"协同效应”,表现为随着苯酚吸附量的增大,分配系数K_p(c_sc_{w相似文献}   

阴-阳离子有机膨润土协同吸附作用及其机理研究

合成并研究了一系列阴-阳离子有机膨润土对水中苯酚、苯的吸附作用及其机理.结果表明,阴-阳离子有机膨润土对水中有机物具有协同吸附作用,其作用大小与改性时所用表面活性剂的种类、组成、配比及有机物本身的性质有关;对苯酚的吸附符合Langmuir和Freundlich吸附等温式,是分配作用(partition)和表面吸附(adsorption)共同作用的结果,分配作用的贡献率随改性时阴离子表面活性剂加入量的增大而增大;对水中苯的吸附以分配作用为主,分配系数大于原土及单阳离子有机膨润土,且与有机碳含量呈正相关.     

表面活性剂和有机粘土矿物对底泥吸附菲的影响

根据底泥原地处理技术原理,基于有机粘土矿物的环保性能,以菲为目标污染物,开展向底泥中加入表面活性剂(十六烷基三甲基溴化铵,HDTMA-Br)和有机粘土矿物(十六烷基三甲基溴化铵改性膨润土,HDTMA改性土)后对其吸附菲的性能影响研究。结果表明,底泥对菲的吸附作用主要表现为表面物理吸附特征,吸附等温线符合Freundlich方程;底泥中加入HDTMA+或HDTMA改性粘土后菲在两相间的表观分配系数增大,吸附分别为表面作用和分配作用;菲在底泥上的解吸曲线呈较好线性,吸附不存在滞后效应,而在加入表面活性剂和有机粘土矿物的底泥上线性变差,对菲的吸附出现不可逆吸附现象,吸附变得稳定;在污染物浓度很低的情况下,pH、盐度和温度的改变对吸附量的影响不大。     

苯蒸气在有机膨润土上的吸附行为研究

探讨了苯蒸气在膨润土原土、单阳离子有机膨润土及阴－阳离子有机膨润土上的吸附性能、机理及影响因素。结果表明，有机膨润土对苯蒸气有良好的吸附性能，两种阴－阳离子有机膨润土对气态苯的吸附能力大于单阳离子有机膨润土，表现出较强的协同吸附作用；有机膨润土对气态苯的吸附作用主要由分配作用所致，等温吸附线呈线性，吸附系数（Kd)与有机膨润土的有机碳含量（foc）成正相关，与温度及比表面积成负相关，吸附速率（r)与有机碳含量成正相关。有机膨润土具有较大的开发、应用潜力。     

室温下不同活化和氧化的干酪根对菲和壬基酚的吸附

对干酪根样品(OS)进行了活化和氧化处理(ZnCl_2(Z)和KOH(K)活化,H_2O_2(H)和NaClO(N)氧化),利用元素分析、傅里叶红外光谱(FTIR)及CO_2气体吸附法对其进行表征,并对比研究其对非极性和极性有机污染物菲(Phen)和壬基酚(NP)的吸附行为.结果表明,样品的比表面积(SSA)和纳米孔体积(Vo)分别为76.57~104.00 m2·g~(-1)和30.68~41.67μL·g~(-1),与有机碳含量呈显著正相关关系.吸附实验表明,所有样品对菲和壬基酚的吸附均为典型的非线性吸附,对菲的吸附非线性因子n值(0.678~0.797)都大于对壬基酚吸附的n值(0.530~0.748),且对壬基酚的吸附容量(K'F为1358~3750μg·g~(-1))都大于对菲的吸附容量(K'F为435~1297μg·g~(-1)).此外,样品对菲和壬基酚的吸附容量与O/C和(N+O)/C呈显著负相关关系.纳米孔填充模型拟合表明,菲的吸附机理主要是纳米孔填充机制,但对壬基酚的吸附超过对菲的吸附这一现象与氢键作用有关.在KH(KOH活化+H_2O_2氧化,其余类同)、ON、KN处理组合上NP的纳米孔填充体积都有明显的提高,这一方面与纳米孔径大小的变化有关,另一方面与NP与表面—OH、—COOH、—NH_2等基团形成氢键有关.     

纳米零价铁及其双金属体系对菲的降解研究

以实验室合成的纳米零价铁(n ZVI)及其双金属(n ZVI/Cu和n ZVI/Ni)为反应材料,对菲(Phenanthrene)的去除进行研究.表征结果表明:纳米颗粒平均粒径均为80~100 nm,主要以α-Fe0的形式存在.批实验结果表明,5 g·L-1的n ZVI,n ZVI/Cu和n ZVI/Ni对菲溶液均有去除效果,其去除效率依次为n ZVI/Nin ZVI/Cun ZVI.溶液初始p H为7.5时,5 g·L-1的n ZVI/Ni去除88%0.5 mg·L-1的菲只需3 h,而n ZVI/Cu和n ZVI分别需要29 h和40 h.3种纳米铁对菲的去除率均随着n ZVI投加量的增加而升高,随着菲溶液初始浓度的增加而降低.反应温度的升高可提高n ZVI/Ni对菲的去除效率,高温时(≥30℃)菲的降解遵循一级反应动力学模型.p H对反应影响不大.GC-MS结果表明,n ZVI/Ni降解菲溶液主要为催化加氢反应,而n ZVI/Cu和n ZVI对菲溶液的去除主要为吸附作用.     

非离子表面活性剂对菲在水/土壤界面间吸附行为的影响

比较研究了不同浓度非离子表面活性剂TX 10 0存在下 ,4种土壤对菲的吸附作用 .研究表明 ,TX 10 0浓度小于 2CMC时 ,有机碳含量 (foc)分别为 5 1× 10 3 mg kg、1 2 8× 10 4 mg kg的土壤对菲的吸附作用增强 ,即K d Kd 比值大于 1,且随TX 10 0浓度的增大而增大 ;foc分别为 3 31× 10 4 mg kg、6 4 8× 10 4 mg kg的土壤 ,则降低土壤对菲的吸附作用 ,即K d Kd 比值小于 1,且随TX 10 0浓度的增大而减小 .当加入的TX 10 0浓度大于 2CMC时 ,则明显降低土壤对菲的吸附作用 .菲的K d Kd 比值随土壤有机碳含量的增加而降低 ,而表观有机碳标化的吸附系数K oc 则随TX 10 0浓度的增大而减小 .影响机理由吸附态和溶解态的TX 10 0分别对菲的吸附作用和增溶作用决定 .     

芦苇秸秆生物炭对水中菲和1,1-二氯乙烯的吸附特性

在500℃热解温度下自制芦苇秸秆生物炭吸附剂,研究生物炭对水中两种典型有机污染物菲(PHE)和1,1-二氯乙烯(1,1-DCE)的吸附特性,探讨其吸附机制,并考察溶液p H和生物炭投加量对吸附效果的影响.结果表明,生物炭对PHE和1,1-DCE的吸附分别在60 min和480 min时达到平衡,最大去除率分别为81.87%和90.18%,两者的吸附动力学规律均符合准二级动力学方程,其中PHE的二级动力学吸附速率大于1,1-DCE,两者的吸附过程均由膜扩散和颗粒内扩散共同控制,且后者是主要限速步骤;两种有机污染物的等温吸附曲线均可用Freundlich方程描述,且生物炭对1,1-DCE的吸附亲和力强于PHE;PHE和1,1-DCE在生物炭上的吸附机制包括表面吸附作用和分配作用,且以表面吸附作用为主,其中1,1-DCE的表面吸附作用大于PHE,而其分配作用小于PHE,说明污染物性质中分子体积和相对极性是影响总体吸附的主要因素;红外图谱显示,含氧、含氢官能团及π—π相互作用对生物炭吸附两种有机污染物有重要贡献;溶液p H对生物炭吸附PHE和1,1-DCE的影响较小,而生物炭投加量从5增至50 mg时,PHE和1,1-DCE的平衡吸附量分别减少6.78倍和2.18倍,去除率分别提高20.21%和15.78%.     

重金属污染的长春水田黑土对菲的吸附作用

以菲为多环芳烃(PAHs)代表物,研究了Pb、Zn、Cu污染后黑土对PAHs的吸附作用.结果表明,分配作用是黑土吸附菲的主要机制,无论重金属污染与否,黑土对菲的等温吸附曲线均呈线性.实验条件下,重金属污染后黑土对菲的吸附作用明显增强,且随重金属含量提高,黑土对菲的吸附系数(Kd)和有机碳标化的吸附系数(Koc)增大.由于重金属的“键桥”作用,黑土吸附菲的平衡溶液中水溶性有机质(DOM)浓度降低,土壤固相有机质含量略有增加(不超过原有有机质含量的0.53%).计算了这部分增加的固相有机质对菲的吸附系数K_Ph/soc,并分析了溶液中DOM对土壤吸附菲的影响.结果显示,溶液中DOM浓度变化及其与菲的结合作用对重金属影响土壤吸附菲的贡献甚微;而K_Ph/soc值则比土壤原有有机质对菲的吸附系数K_d值大2～3个数量级,这是重金属污染导致土壤吸附作用增强的根本原因.     

有机改性膨润土治理压载水有害生物的初步研究

船舶压载水造成的有害生物外来入侵问题已经引起世界性关注,本研究以阳离子表面活性剂十六烷基三甲基溴化铵(HDTMAB)为改性材料,通过膨润土颗粒的表面吸附及离子交换作用对膨润土进行了改性,并以常见于我国沿海的海洋生物种小球藻(Chlorella sp.)、新月菱形藻(Nitzchia closterium)为目标生物,研究了有机膨润土对压载水中有害生物的去除作用.实验结果表明膨润土与HDTMAB发生了有效结合,微观结构和形貌发生改变.当有机膨润土的用量为0.02 g/L时,在24 h内小球藻的去除率大于85%,新月菱形藻的去除率大于90%,而未经改性处理的原土在相同用量下没有表现出明显的去除作用,这表明膨润土通过有机改性除藻能力显著增强.同时对有机膨润土除藻机理进行分析,有机膨润土表面静电作用和季铵盐离子亲脂性长脂肪链的网捕作用及灭杀作用是有机改性膨润土去除微藻细胞的主要原因.     

Competitive sorption between 17α-ethinyl estradiol and bisphenol A/4-n-nonylphenol by soils

The sorption of 17α-ethinyl estradiol(EE2),bisphenol A(BPA),and 4-n-nonylphenol(NP) in single systems and the sorption of EE2 with different initial aqueous concentrations of BPA or NP were examined using three soils.Results showed that all sorption isotherms were nonlinear and fit the Freundlich model.The degree of nonlinearity was in the order BPA(0.537-0.686) > EE2(0.705-0.858) > NP(0.875-0.0.951) in single systems.The isotherm linearity index of EE2 sorption calculated by the Freundlich model for Loam,Silt Loam and Silt increased from 0.758,0.705 and 0.858,to 0.889,0.910 and 0.969,respectively,when BPA concentration increased from 0 to 1000 μg/L,but the effect of NP was comparably minimal.Additionally,EE2 significantly suppressed the sorption of BPA,but insignificantly suppressed that of NP.These findings can be attributed to the difference of sorption affinity of EE2,NP and BPA on the hard carbon(e.g.,black carbon) of soil organic matter that dominated the sorption in the low equilibrium aqueous concentration range of endocrine-disrupting chemicals(EDCs).Competitive sorption among EDCs presents new challenges for predicting the transport and fate of EDCs under the influence of co-solutes.     

Contribution of black carbon to nonlinearity of sorption and desorption of acetochlor on sediment

In order to investigate the contribution of various black carbon (BC) contents to nonlinearity of sorption and desorption isotherms for acetochlor on sediment, equilibrium sorption and desorption isotherms were determined to measure sorption and desorption of acetochlor in sediment amended with various amounts of BC. In this paper, two types of BC referred to as BC400 and BC500 were prepared at 400°C and 500°C, respectively. Higher preparation temperature facilitated the formation of micropores on BC to enhance its sorption capacity. Increase of the BC content obviously increased the sorption amount and reduced the desorption amount for acetochlor. When the BC500 contents in total organic carbon (TOC) increased from 0 to 60%, Freundlich sorption coefficient (K _f) increased from 4.07 to 35.74, and desorption hysteresis became gradually obvious.When the content of BC in TOC was lower than 23%, the sorption isotherm had a significant linear correlation (p = 50.05). In case of desorption, a significant nonlinear change could be observed when the content of BC was up to 13%. Increase of BC content in the sediment would result in shifting the sorption-desorption isotherms from linearity to nonlinearity, which indicated that contribution of BC to nonlinear adsorption fraction became gradually remarkable.     

双酚S在两种典型地带性土壤中的吸附/解吸行为研究

采用批平衡实验方法研究了双酚S（BPS）在两种典型地带性土壤中的吸附/解吸行为.结果表明,吸附动力学曲线符合拟二级动力学方程.吸附等温线呈非线性,且同时符合Freundlich和Langmuir方程.相比而言,BPS更易吸附在高有机质含量的黑土中,298 K反应温度下BPS在黑土和红壤上的最大吸附容量分别为497.8和156.6 mg·kg^-1.吸附到两种土壤中的BPS存在解吸滞后现象,这可能是由于BPS以化学吸附和微孔扩散的形式存在于土壤中的缘故.溶液pH与BPS在土壤中的吸附容量呈负相关关系,即中性形态的BPS比阴离子形态的BPS具有更高的吸附容量.与结构类似物双酚A（BPA）的吸附相比,BPS在土壤中的吸附量更低,因此具有更高的迁移能力,可能会引起更高的环境健康风险.本研究结果为了解BPS在土壤中的迁移规律提供了数据支持.     

水稻秸秆主要组分的提取及其对芘的吸附作用

从水稻秸秆中提取主要组分--木质素、纤维素、半纤维素,利用元素分析和红外光谱对其性质进行了表征,并研究了芘在秸秆及其3种组分上的吸附行为.结果表明,各组分性质差异很大,木质素具有较高的芳香性和较低的极性,而纤维素和半纤维素具有较高的极性和脂肪性.不同组分对芘的吸附等温线均符合Freundlich方程,但吸附能力因其结构的差异而不同,木质素对芘的吸附能力最强, 吸附容量KF为5.04×104,比纤维素高100倍左右,而芘在半纤维素上的吸附能力略低于纤维素.低浓度(水相平衡浓度ce=0.01 Sw)下,秸秆对芘的吸附主要受木质素的控制,而且分配系数Kd略低于按照木质素质量分数计算的预测值,可能是由于木质素的烷基和芳香结构被周围的极性结构所覆盖.但在高浓度(ce = 0.5 Sw)时,秸秆对芘的吸附高于各组分的加和,芘向秸秆其他组分的分配作用不能忽略.芘在木质素上的吸附表现为非线性(非线性指数,n = 0.89),而其它3种吸附剂对芘的吸附更趋向于线性(n > 0.96).n值与芳香性呈负相关关系,而与极性呈正相关关系,表明芳香性导致的特殊作用力是造成吸附非线性的主要原因.有机碳标化分配系数Koc随吸附剂芳香性的增强而增大,但随极性的增强而减小.     

土壤-水体系中固/液比对溶解性石油烃吸附的影响

采用批实验的方法,研究了2种土壤在不同的固/液比（solid-to-solution ratio,SSR）条件下对溶解性石油烃（DPH）的吸附-解吸特性.结果表明,DPH在土壤中的吸附-解吸等温线符合线性方程;解吸表现出明显的滞后现象,滞后因子随SSR的升高而增加,随土壤有机碳含量（OC）的升高而减小,对于OC=1.54%的稻田土,当SSR从10.00 g·L^-1变化至75.00 g·L^-1,DPH的解吸滞后因子从1.43升高到2.21;对于OC=15.91%的黑土,当SSR从2.50 g·L^-1变化至5.00 g·L^-1,DPH的解吸滞后因子从1.18升高到1.37.说明吸附的不可逆性随SSR的升高而增强,随土壤有机碳含量的升高而减弱.另外,研究发现由吸附等温线计算得到的k_OC随SSR的升高（不可逆性的增强）而减小,在此基础上建立了固定体系中k_OC与SSR的关系模型,用于预测实际环境中DPH在土-水界面的迁移.     

氯苯类化合物在沉积物上的非线性吸附行为

以5种自然沉积物为对象,采用批量平衡法,测定了氯苯、1,4-二氯苯、1,2,4-三氯苯和1,2,4,5-四氯苯在这5种沉积物样品上的吸附等温线,以研究沉积物自然有机质（NOM）的性质对氯苯类化合物（chlorobenzenes, CBs）吸附行为的影响.结果表明,1,2,4-三氯苯在虎门、黄沙、雅岗、三水、长洲5种沉积物中的等温吸附线性因子n都小于1,分别为0.956、 0.858、 0.872、 0.947和0.915,说明所有吸附等温线均为非线性;同时,非线性的程度n与极性指数（O+N）/C呈负相关关系,相关系数R²达0.994 7,表明NOM的聚合度（以极性指数为表征）直接影响着吸附非线性程度;5种沉积物对1,2,4-三氯苯的吸附亲和力（K_oc）随沉积物极性指数的增大而减弱,说明NOM聚合度较高的沉积物对1,2,4-三氯苯的吸附亲和力更强;氯苯、1,4-二氯苯、1,2,4-三氯苯、1,2,4,5-四氯苯在同一种沉积物（黄沙）上吸附等温线的线性因子n分别0.755、 0.788、 0.858、 0.949,非线性程度按溶质分子由小到大的顺序依次减弱,说明溶质分子本身的性质也影响着CBs在沉积物上的吸附性能.     

活性炭吸附有机蒸气性能的研究

吸附法在油气回收技术中运用很广泛.吸附剂的选择对吸附分离效果起到了决定性作用.选用3种商用活性炭,以正己烷和正庚烷为吸附质,在温度为293.15 K下进行了静态和动态吸附实验,并研究了活性炭孔结构对其吸附性能和吸附能的影响,同时利用Logistic模型的回归公式对活性炭的吸附穿透曲线进行拟合.结果表明,活性炭的比表面积和孔容是其吸附性能主要影响因素;正己烷和正庚烷的吸附行均符合Langmuir吸附等温模型;3种活性炭对正己烷和正庚烷的吸附能都随其比表面积变大而变大;Logistic模型拟合曲线与实验结果具有高度相似性,可用于活性炭吸附穿透曲线的预测.     

生态沟渠底泥属性与磷吸附特性研究

对种植水生植物铜钱草、黑三棱的生态沟渠和有杂草生长的自然沟渠中0～5 cm和5～15 cm底泥属性及磷吸附特性进行比较研究.结果表明,铜钱草0～5 cm底泥中草酸提取态铁、铝和磷含量均高于自然杂草和黑三棱段底泥.Freudlich和Langmiur方程拟合吸附数据得出:试验底泥的吸附、解吸平衡时磷浓度(EPC0)在0.009～0.031 mg·L-1范围;铜钱草0～5 cm底泥的Kf和Smax值最大,分别为352.2 L.kg-1、562.7 mg·kg-1,表明该底泥样对磷的吸附能力最强.回归分析得出磷吸附参数与底泥属性有显著的相关性(P<0.05),主要受草酸提取态铁、黏粒含量、磷饱和度的影响.可见,水生植物对底泥属性及磷吸附能力都有影响,在生态沟渠中优选植物种植能降低面源污染中磷流失风险.     

东北典型林区土壤黑碳分布特征及影响因素

以长白山、小兴安岭和大兴安岭三大东北林区为研究对象,研究了各区域森林土壤的黑碳含量和密度等分布特征,并对比林型、地形和火烧强度等研究结果,探讨了上述因素对黑碳分布特征的影响.研究表明,东北森林土壤的黑碳分布在垂直方向上差异显著,表现为表层(A11层)亚表层(A1 2层)(p0.01),3个区域内表层土壤黑碳含量大小表现为:大兴安岭长白山小兴安岭,黑碳密度大小为:长白山大兴安岭小兴安岭.长白山林区不同林型的黑碳含量和密度存在明显差异,杨桦次生林显著高于原始阔叶红松林(p0.01);小兴安岭林区,同一土层不同坡位土壤黑碳含量和密度均表现为:下坡上坡(p0.01),不同坡向均表现为:阳坡阴坡(p0.05);不同火烧强度下大兴安岭森林土壤黑碳含量和密度也有差异:对照轻度火烧中度火烧重度火烧,且对照与中度、重度火烧强度间均差异显著(p0.01).综上可知,林型、坡位和火烧强度是影响东北森林土壤黑碳分布的重要因素,但各林区主控因素不同.     

黑炭腐殖酸复合物对泰乐菌素的吸附特性

以泰乐菌素作为目标有机污染物,系统研究了不同来源的纳米黑炭与腐殖酸的复合物对泰乐菌素的吸附特性和机制.结果表明：黑炭与腐殖酸复合后其对泰乐菌素的吸附明显增强;吸附在24h可完全达到平衡,吸附动力学可以用二级动力学较好的拟合;且线性吸附模型和Freundlich吸附模型可以较好的拟合吸附等温线;黑炭与腐殖酸复合后其对泰乐菌素的吸附受溶液pH值和离子强度的影响.吸附机制主要以疏水性分配、氢键作用和离子交换为主.