Tween-20胶束溶液对甲苯的增溶吸收作用规律及预测

以Tween-20非离子表面活性剂及助表面活性剂混合溶液作为吸收剂,增溶吸收甲苯有机废气,根据增溶实验测定的表观亨利系数预测甲苯吸收容量,结果表明,当表面活性剂浓度大于临界胶束浓度(CMC)时增溶吸收效果显著,溶质的表观溶解度与表面活性剂浓度呈正比关系;助表面活性剂可以不同程度的提高表面活性剂溶液的增溶能力,其规律为正丁胺>正丁醇>正丁酸;利用表观亨利系数预测吸收剂吸收容量的平均相对偏差分别为7.34%和8.85%,预测方法可行.     

水溶性吸收剂对甲苯废气的吸收性能

液体吸收法应用于处理工业有机废气涉及到2个关键因素,即吸收剂的选择与吸收液的再生处理. 选择8种水溶性吸收剂——2种氟碳表面活性剂(FSO100和FSN100)、2种非离子表面活性剂〔TW80(吐温80)和SP20(斯盘20)〕、2种阴离子表面活性剂〔脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠(AES)和脂肪醇聚氧乙烯醚羧酸钠(AEC)〕及2种类表面活性剂〔β-CD(β-环糊精)和SA(乙酸钠), 对模拟甲苯废气进行了动力学吸收试验,研究吸收性能和加热蒸馏法对甲苯回收与吸收剂溶液再生的可行性. 结果表明:吸收剂类型是影响甲苯吸收能力的最主要因素. 2种氟碳表面活性剂吸收液的甲苯吸收能力最强,其次是SP20与AES,而其他4种吸收剂溶液对甲苯的吸收能力很弱. 上述3类吸收剂对甲苯的初始去除率分别为80%～90%、75%左右与60%～70%,甲苯饱和吸收浓度(以w计)分别为0.58～3.45、0.38～1.44与0.14～1.01 mg/g. 除TW80吸收液热稳定性差、不宜采用加热蒸馏方法再生外, 其他吸收剂溶液经5次重复使用,甲苯回收率可达70%～85%,并能保持其原有吸收性能. 甲苯分配系数计算结果表明,FSO100和FSN100分别为0.41、0.62, SP20和AES分别为0.76、0.95, 其他4种吸收剂溶液在1.12～3.54之间;甲苯分配系数与饱和吸收浓度呈负相关、与体积传质系数呈正相关. 因此,2种氟碳表面活性剂吸收液对甲苯的吸收能力强,加热蒸馏法回收甲苯与再生吸收液具有经济性,用于处理甲苯废气具有广泛的应用前景.      

微乳液和混合表面活性剂对甲苯的增溶作用

以Tween系列非离子型表面活性剂及助表面活性剂组成的混合表面活性剂溶液作为增溶试剂,增溶吸收难溶有机物甲苯。结果表明,当表面活性剂浓度大于临界胶束浓度(CMC)时增溶效果显著,甲苯的表观溶解度与表面活性剂浓度呈线性关系,且随着表面活性剂浓度的增加而增大,增溶曲线在CMC处出现折点;微乳液较单一表面活性剂溶液对挥发性有机物甲苯的增溶能力更强,增溶比更大;添加助表面活性剂可以不同程度的提高表面活性剂溶液的增溶能力,其规律为:正丁胺正丁醇正丁酸;温度对微乳液及混合表面活性剂溶液的增溶作用有很大的影响,且低温条件更有利于增溶吸收挥发性有机物甲苯。非离子型微乳液是一种良好的增效试剂,在挥发性有机废气污染治理中具有较好的应用前景。     

表面活性剂对二嗪磷在不同土壤中吸附迁移的影响

采用批量平衡法和薄层层析法, 分别研究了不同浓度的3种表面活性剂十二烷基苯磺酸钠(SDBS)、Tween80和十六烷基三甲基溴化胺(CTAB) 对二嗪磷在湖南省具有代表性的6大土类、9种不同母质土壤中吸附和迁移性能的影响. 结果表明, SDBS能够明显地降低各种土壤对二嗪磷的吸附, 促进二嗪磷的迁移作用, 并且吸附平衡系数(Kd)、比移值(Rf)分别随SDBS浓度增大而增大、减小.浓度成显著的负相关和正相关关系.Tween-80和CTAB对二嗪磷在土壤中的吸附和迁移表现出一定的相似性, Tween-80浓度在0.1~2倍临界胶束浓度(CMC)范围内(CTAB浓度为0.80~87.43 mg·L-1), 其Kd值、Rf值分别随表面活性剂浓度增大而增大、减小, 而Tween-80浓度在2~5倍临界胶束浓度的范围内(CTAB浓度为87.43~191.60 mg·L-1.), 则出现与之相反的变化趋势.     

十二烷基苯磺酸钠对异丙草胺光解体系的影响

研究了不同浓度的阴离子表面活性剂十二烷基苯磺酸钠(SDBS)对除草剂异丙草胺在水溶液中光解的影响。结果表明,表面活性剂不直接参与异丙草胺的光反应;在ρ(SDBS)小于其临界胶束浓度(CMC)时,SDBS对异丙草胺的光反应有微弱抑制作用,而ρ(SDBS)大于其CMC时,SDBS胶束的形成对异丙草胺的光反应有加速的趋势。推测是由于ρ(SDBS)在达到CMC之前,对光解的影响以光吸收作用为主,对异丙草胺光解有一定的抑制;而达到CMC后,胶束对异丙草胺有富集作用,胶束内部类似有机相的环境,利于异丙草胺光反应,此时SDBS对光解的作用就以加速光解为主。      

复合污染中Triton X-100在膨润土/水界面上的吸附行为

研究了水溶液中膨润土对非离子表面活性剂Triton X-100(X-100)的吸附,重点探讨了阳离子表面活性剂CPC、阴离子表面活性剂SDBS、中性无机盐NaCl及温度对膨润土吸附TX-100的影响.结果表明,Na基膨润土吸附TX-100的效果好于Ca基膨润土;低浓度CPC对膨润土吸附TX-100具有增强作用,当CPC初始浓度大于l0000 mg·L-1(平衡浓度Ce约为1CMC)时具有抑制作用,当CPC浓度低于3000 mg·L-1(Ce约为0.03CMC)时,TX-100吸附量与CPC浓度成线性正相关.SDBS能显著降低膨润土对TX-100的吸附,原因是溶液中SDBS与TX-100混合胶束的形成能阻止TX-100与膨润土硅氧表面间的氢键作用及在其表面形成胶束.NaCl的存在可以大大提高膨润土对TX-100的吸附,去除率由56%提高到99%以上.膨润土对TX-100的吸附随温度升高吸附量增大,其吸附热为12.68 kJ·mol-1,标准自由能的减小和熵值的增大是TX-100在膨润土上吸附的推动力.实验结果对用膨润土处理含表面活性剂废水具有一定的理论价值.     

表面活性剂对苯系物在静水面挥发的影响

以苯、甲苯和乙苯为苯系物(BTEX)的目标化合物 ,研究了十二烷基苯磺酸钠(SDBS)、十六烷基三甲基溴化铵(CTMAB)和月桂醇聚氧乙烯(4)醚(Brij30)共存时,BTEX在静水面的挥发及机理 ,为复合污染的水体中表面活性剂对有机物挥发的影响提供理论依据 .结果表明 ,在所测浓度范围内 ,表面活性剂浓度大于临界胶束浓度 (CMC)且分别达到1000mg/L、2000mg/L和3000mg/L 时 ,乙苯、甲苯和苯的挥发速率分别开始变小 ,挥发半衰期值(t_1/2)变大 .胶束的形成 ,减小了BTEX在液膜和液相中的浓度比(α) ,使BTEX在静水面的挥发速率降低 .CTMAB和Brij30对苯系物在静水面挥发速率的抑制作用明显强于SDBS .相同表面活性剂对BTEX挥发速率的抑制作用与BTEX的辛醇 水分配系数 (Kow)和亨利系数(H)均呈正相关 .     

表面活性剂对极性有机物在沉积物上吸附的影响

研究了苯酚、苯胺和对硝基苯酚在沉积物-十二烷基苯磺酸钠(SDBS)体系中的分配特性.结果表明200mg/L和1200mg/L的SDBS存在下,苯胺和对硝基苯酚的沉积物-水分配系数均增大,分配作用的增大倍数与有机物的K_ow呈正相关;苯酚的分配系数则因表面活性剂存在浓度的不同分别增大和减小.十二烷基硫酸钠(SDS)、Triton X-100(TX100)和Brij30存在下,苯酚等温吸附实验表明:表面活性剂浓度约低于其临界胶束浓度(CMC)时,苯酚的吸附量增大;表面活性剂浓度约高于其CMC时,苯酚的吸附量比纯水中的吸附量小.     

低浓度表面活性剂对景观水体沉积物稳定性及总氮的释放影响

为探究低浓度表面活性剂对沉积物稳定性及总氮的释放影响,通过吸管法和振荡再悬浮研究了两类表面活性剂SDBS和Tween-80对沉积物稳定性及总氮释放的影响。结果表明:在低浓度表面活性剂下,沉积物溶液稳定性增强,随着浓度升高,溶液稳定性逐渐降低。且Tween-80对沉积物颗粒稳定性的影响要强于SDBS。低浓度表面活性剂的加入使沉积物中TN的释放量增大;随着浓度升高,TN的释放量逐渐减少。因此低浓度表面活性剂更有利于沉积物中TN的释放,加剧了水体内源污染。     

三维电极体系对SDBS模拟生活污水的电催化降解

采用三维电极体系对十二烷基苯磺酸钠(SDBS)模拟生活污水进行了降解。考察了分别以阳离子表面活性剂、阴离子表面活性剂和非离子表面活性剂改性高岭土为粒子电极的电催化氧化效果,并探讨了实验过程中吸附与电解的协同作用。实验证明阳离子表面活性剂(十六烷基三甲基溴化铵,CTAB)改性时降解效果最好。在CTAB浓度为0.2 g/L,粒子电极投加量为13 g,SDBS浓度为300 mg/L,不调节pH(pH=9),电流密度50 mA/cm2,Na2SO4投加量2 g时,SDBS去除率和COD去除率分别为92.31%和84.41%。同时还用环境扫描电镜和物理吸附仪对CTAB改性前后的高岭土粒子电极进行了结构表征。     

铬-菲复合污染土壤的电动修复效果

为了解决常规电动修复方法对土壤重金属-有机物复合污染去除效率低的问题,采用向电解液中添加表面活性剂以及控制阴极电解液为酸性的电动强化修复技术,以Cr和菲为代表性污染物,研究电压和表面活性剂〔TritonX-100(曲拉通100)、SDBS(十二烷基苯磺酸钠)〕以及阴极电解液pH对修复效果的影响. 结果表明:Cr(Ⅵ)以阴离子团形式呈现向阳极迁移的趋势,菲呈现向阴极迁移的趋势;随着施加电压的升高,污染物去除率也会相应提高,当电压梯度升至1.0 V/cm时,Cr(T)、Cr(Ⅵ)、菲的去除率分别达到34.3%、76.9%、12.7%. 在电压梯度为1 V/cm的条件下,控制阴极电解液pH为4.00时,Cr(T)、Cr(Ⅵ)、菲的去除率分别升至45.1%、84.8%、23.1%;向电解液中添加表面活性剂后能提高污染物的去除率,其中,添加SDBS能够将Cr-菲复合污染土壤中Cr(T)、Cr(Ⅵ)的去除率由34.3%、76.9%升至39.9%、82.0%,添加TritonX-100能够将有机物菲的去除率由12.7%升至27.0%. 研究显示,修复处理后污染物浓度均有不同程度的降低,充分表明电动处理时提高修复电压、添加表面活性剂以及控制阴极电解液的酸碱性可以明显促进污染物在土壤中的迁移.      

Reversibly enhanced aqueous solubilization of volatile organic compounds using a redox-reversible surfactant

Surfactant-enhanced remediation (SER) is an effective method for the removal of volatile organic compounds (VOCs) from contaminated soils and groundwater. To reuse the surfactant the VOCs must be separated from the surfactant solutions. The water solubility of VOCs can be enhanced using reversible surfactants with a redox-acive group, (ferrocenylmethyl)dodecyldimethylammonium bromide (Fcl2) and (ferrocenylmethyl)tetradecanedimethylammonium bromide (Fcl4), above and below their critical micelle concentrations (CMC) under reducing (I⁺) and oxidative (I²⁺) conditions. The CMC values of Fcl2 and Fcl4 in I⁺ are 0.94 and 0.56 mmol/L and the solubilization of toluene by Fcl2 and Fcl4 in I⁺ for toluene is higher than the solubilization achieved with sodium dodecyl sulfate, cetyltrimethylammonium bromide and Trition X-114. The solubilization capacity of the ferrocenyl surfactants for each tested VOCs ranked as follows: ethylbenzene > toluene > benzene. The solubilities of VOCs by reversible surfactant in I⁺ were 30% higher than those in I²⁺ at comparable surfactant concentrations. The effects of Fcl4 concentrations on VOCs removal efficiency were as follows: benzene > toluene > ethylbenzene. However, an improved removal efficiency was achieved at low ferrocenyl surfactant concentrations. Furthermore, the reversible surfactant could be recycled through chemical approaches to remove organic pollutants, which could significantly reduce the operating costs of SER technology.     

膨润土对复合污染中表面活性剂的吸附及机理

选取阳离子表面活性剂氯化十六烷基吡啶(CPC)、阴离子表面活性剂十二烷基苯磺酸钠(SDBS)及非离子表面活性剂Triton X-100(TX-100)为代表,研究了其在膨润土上的吸附行为,探讨了膨润土阳离子交换容量(CEC)、温度、盐度对CPC吸附的影响.结果表明,Na基膨润土对CPC的吸附性能最好,对SDBS基本无吸附,对TX-100的吸附介于两者之间.Na基膨润土对CPC的吸附是阳离子交换和疏水键缔合共同作用的结果,对TX-100的吸附主要是通过其与膨润土硅氧表面间的氢键作用,同时通过疏水键作用形成吸附双分子层;SDBS在Ca基膨润土上的吸附损失量先增大后减小,在1.5倍临界胶束浓度 (CMC)时达到极大值,主要机理是SDBS与膨润土中的Ca²⁺产生沉淀作用,而胶束具有再溶解沉淀的作用.膨润土对CPC的吸附量随着温度升高而降低,随着CEC的增大而增大,一定浓度NaCl的加入有利于其在膨润土上的吸附.     

北京土壤对甲苯和萘的吸附及影响因素分析

通过静态吸附实验,研究了北京地区土壤对甲苯和萘的吸附行为,考察了温度和表面活性剂对甲苯和萘吸附的影响.结果表明,尽管7种土壤对甲苯和萘的吸附能力差别较大,但其吸附等温线均很好的符合Freundlich吸附模式;同一土壤中,萘的吸附量大于甲苯的吸附量.温度升高不利于甲苯和萘在土壤中的吸附.十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)和十二烷基苯磺酸钠(SDBS)均利于甲苯和萘在土壤表面的解吸,CTAB和SDBS对甲苯和萘的解吸率最高分别可达27.5%、12.1%和64.3%、48.8%,说明SDBS的解吸效果更好.甲苯     

表面活性剂对土壤中多氯联苯的洗脱研究

采用实验室配置的PCBs污染土壤,以曲拉通X-100、吐温-80、SDS、SDBS 4种表面活性剂进行洗脱试验研究。结果表明:对于单一表面活性剂,SDS对污染土壤中多氯联苯的洗脱效果最好;采用1:20的固液比,进行2~3次洗脱,洗脱率可达50%以上;洗脱时间对洗脱效果影响不大;SDS—吐温-80混合表面活性剂对多氯联苯有协同增溶作用,且在土壤上的吸附损失较小,SDS和吐温-80的最佳质量比为5:5,在此条件下,浓度为7 000 mg/L的混合表面活性剂对多氯联苯污染土壤进行3次洗脱,洗脱率可高达97.89%。     

用于湿法净化黑烟表面活性剂筛选的数学模型研究

湿法净化燃煤窑炉中的黑烟,关键在于表面活性剂对炭黑的润湿、增溶和降低表面张力作用.根据研究筛选的数学模型,计算AEO-9和SDBS混合表面活性剂溶液的亲水亲油平衡值HLB、临界胶束浓度CMC与胶束形成吉布斯自由能ΔG0mf.通过实验测得不同配比AEO-9和SDBS溶液的CMC和处于该CMC时黑烟的去除效率η,分析混合溶液中HLB、CMC、ΔG0mf与η的关系,建立新的数学模型.结果表明,理论CMC与实测CMC吻合度较好;HLB与ln[CMC]线性相关;ΔG0mf与η存在二次函数关系.降低CMC可以有效增大HLB,增加溶解度,减小形成胶束的吉布斯自由能,降低表面张力,使形成胶束的反应更容易自发进行,有效提高黑烟去除效率.