无机-有机柱撑蒙脱石吸附对硝基苯酚的热力学与动力学特征研究

研究了无机-有机柱撑蒙脱石吸附对硝基苯酚的热力学特征,Freundlich和Langmuir等温方程都能较好地描述吸附曲线,所以其吸附机理主要以表面吸附为主;在对硝基苯酚的平衡吸附过程中,焓变ΔH绝对值小于30KJ/mol,表明吸附过程中可能同时存在疏水键力、偶极间力、氢键力、范德华力的作用。比较研究了对硝基苯酚在无机-有机柱撑蒙脱石上吸附的四种动力学模型,在吸附进行前30min,一级动力学方程最为理想,根据其相关系数可以求得各实验温度下的表观吸附速率常数Kd和吸附活化能Ea。     

HDTMA改性沸石的制备及吸附废水中对硝基苯酚的性能和动力学

采用十六烷基三甲基溴化铵(HDTMA)对天然沸石进行改性,研究了沸石的改性条件、改性沸石投加量、废水p H值、反应时间等对HDTMA改性沸石去除废水中对硝基苯酚性能的影响,并分析了吸附动力学和吸附等温线.结果表明,改性沸石对废水中对硝基苯酚的吸附效果明显高于天然沸石,当制备改性沸石的HDTMA溶液的质量分数为1.2%,且其p H值为10时,改性沸石对废水中对硝基苯酚的吸附量达到2.53 mg·g~(-1),远高于天然沸石的0.54 mg·g~(-1).吸附实验中,改性沸石投加量8 g·L~(-1),反应时间90 min,p H=6的条件下,HDTMA改性沸石对废水中对硝基苯酚的去除率高达93.9%.吸附动力学和等温线研究表明,一级动力学方程能够更好地拟合沸石吸附对硝基苯酚的过程(R20.90),不同温度条件下Langmuir等温线拟合方程的相关系数均在0.90以上,数据和方程拟合性较好.     

苯及其取代物与对硝基苯胺在沉积物上的竞争吸附

研究了沉积物-水体系中苯及其单取代化合物甲苯、氯苯、硝基苯、苯酚、苯胺和苯甲酸(作为共溶质)与对硝基苯胺(作为主溶质)之间的竞争吸附作用.结果表明,在相同的相对浓度下,易与沉积物有机质形成氢键的共溶质竞争能力强于不易形成氢键的共溶质;共溶质对主溶质吸附的竞争效应主要发生在表面吸附部分,对分配部分影响不大;有机化合物在单溶质体系中吸附等温线的非线性程度与其在多溶质体系中作为共溶质时的竞争能力具有相关性.     

双酚A在湘江沉积物上的吸附特征

探讨了双酚A(BPA)在湘江沉积物上的吸附/解吸特征.结果表明,BPA在湘江沉积物上的吸附主要以快速吸附为主,Freundlich模型能较好地描述其吸附等温线,沉积物有机质中的碳黑物质和孔隙填充相引起了BPA的非线性吸附和解吸滞后行为;沉积物对BPA的吸附是一个放热过程,主要是自发的焓推动的物理吸附;随着沉积物浓度的增大,单位沉积物上的BPA吸附量减少;随着离子强度的增大,单位吸附量也随之增大;在酸性条件下,单位沉积物上的BPA吸附量随着pH值的增大而减少,在碱性条件下这种影响不显著.     

对-硝基苯酚在水/有机膨润土界面的吸附行为——热力学特征及机理

研究了水溶液中100TMAB-膨润土,40TMAB/60CTMAB-膨润土,100CTMAB-膨润土吸附对-硝基苯酚过程的热力学及机理.测定了不同温度下的等温吸附曲线,计算了热力学函数(标准吸附自由能变G0、标准吸附焓变H0、标准吸附熵变S0).结果表明,对-硝基苯酚在水相和有机膨润土间的分配系数(K_d)与温度成负相关;其吸附过程为自发的放热反应,无配位基交换、化学键等强的作用力,标准自由能的变小是对-硝基苯酚在有机膨润土上吸附的推动力;100CTMAB-膨润土吸附对-硝基苯酚是一个熵增过程.     

活性炭纤维对水中酚类化合物的吸附特性

研究了活性炭纤维(actived carbon fiber,ACF)对模拟废水中苯酚、对氯苯酚、对硝基苯酚的吸附特性.采用扫描电子显微镜(SEM)对ACF的表面结构进行了表征.通过静态吸附试验,采用吸附热力学探讨了ACF对苯酚、对氯苯酚、对硝基苯酚模拟废水的机制,计算了有关的热力学函数.结果表明,ACF对它们的吸附速率很快,在酸性条件下吸附效果较好,相同条件下,去除率是苯酚(87%)<对氯苯酚(96%)<对硝基苯酚(99%).ACF对这3种物质的吸附都是自发的放热反应,属于物理吸附.吸附等温线能用Dubinin-Radushkevieh方程较好地拟合.     

对硝基苯酚在高炉水淬渣上的吸附机制及表面分形研究

研究了对硝基苯酚(p-NP)在高炉水淬渣(WBFS)上的吸附情况,用电镜扫描(SEM)、X射线衍射仪(XRD)、红外光谱仪(FTIR)、比表面积测定仪(BET)等对高炉水淬渣的理化性质进行了表征.通过批量平衡实验,从动力学和热力学角度探讨了对硝基苯酚在高炉水淬渣上的吸附作用机制.结果表明,吸附等温线能较好地用Freundlich模型来描述.ΔH和ΔS值分别为3.29 k J·mol~(-1)和4.66 J·(mol·K)~(-1),表明对硝基苯酚在高炉水淬渣上的吸附是属于吸热熵增的过程,无化学键等强作用力.ΔG值随着温度的升高而逐渐降低,说明高炉水淬渣对对硝基苯酚吸附的自发性与温度呈正比.高炉水淬渣对对硝基苯酚的吸附可分为快速的表面覆盖和慢速的内部扩散吸附2个过程,整个吸附过程符合伪二级动力学模型.运用Freundlich吸附分形模型计算了不同温度下高炉水淬渣表面的分形维数D分别为2.78、2.80、2.84以及2.87,表明高炉水淬渣的表面确实存在着分形现象,温度越高,D值越大.     

菲在渤海湾入海河流与河口沉积物上的吸附-解吸行为

采用批量实验方法,研究了菲(Phe)在渤海湾入海河流与河口沉积物上的吸附-解吸过程,以及吸附参数与沉积物有机质性质之间的相关关系.结果表明,Phe在所有沉积物上的吸附和解吸等温线均能由线性分配模型和Freundlich模型很好地拟合.其中,线性分配系数KD值变化在58～743L·kg-1之间,与TOC、TN、DOC、Phe、C/N和DOC/TOC之间呈现显著正相关关系.Freundlich吸附能力参数KF和KFOC值分别在75～367μg1-N·kg-1·LN和2253～34743μg1-N·kg-1·LN之间,均与DOC/TOC呈现显著负相关关系,而与其它有机质参数之间相关性不显著.相比较而言,大多数沉积物的解吸等温线用Freundlich模型拟合的效果更好,并且具有明显的解吸滞后现象.有机质的含量和性质均是影响Phe在沉积物上吸附-解吸的重要因素.对于频繁受到人类活动影响的河流沉积物,溶解性有机质的影响就更为重要.     

树脂对酚类化合物吸附热力学研究

重点研究了超高交联树脂NDA-110对苯酚和对硝基酚的吸附等温线、吸附热力学研究,实验结果表明:苯酚和对硝基酚在NDA-110树脂上表现为自发的放热的物理吸附过程。阐述了超高交联树脂对于酚类化合物的吸附机理,为树脂固定床吸附酚类化合物的研究和实际工业应用提供了理论基础。     

分配作用对沉积物吸附对硝基苯酚的贡献

研究了杭州东苕溪、西湖、运河(杭州段)和嘉兴南湖4个不同水体的18个沉积物对对硝基苯酚的吸附作用及机理.结果表明,分配作用在沉积物吸附对硝基苯酚的过程中占主导地位,其等温吸附曲线呈线性,吸附系数K与有机碳含量f_oc呈显著正相关(r=0.983).同一来源的沉积物,有机碳标化的分配系数Koc大致为常数.阳离子交换容量CEC对沉积物吸附对硝基苯酚几乎没有影响.     

全氟二甲基环丁烷示踪剂吸附采样

借助气相色谱基本原理,测定了全氟二甲基环丁烷大气示踪剂通过Carboxen-569碳分子筛吸附管的分配系数,考察了温度和采样速度对穿透体积和安全采样体积的影响,确定了示踪剂吸附采样的基本参数吸附剂用量为150mg,吸附采样温度≤40℃,采样速度为200mL/min,样品解吸温度为200℃.     

针铁矿吸附诺氟沙星特征的研究

根据OECD Guideline 106批平衡实验.分别研究了pH值对针铁矿吸附诺氟沙星的动力学特征和吸附量的影响以及诺氟沙星的吸附热力学特征,并探讨了其可能吸附机理.结果表明,不同pH值(3.5,5.0,5.6和6.2)时,诺氟沙星在经历了约6h的快速吸附阶段后,均进入缓慢吸附阶段,吸附平衡时间为48h.伪二级动力学方程能够较好地描述不同pH值条件下诺氟沙星针铁矿上的吸附动力学特征. 影响吸附量大小的pH值依次为5.6>5.0>6.2>3.5,主要决定于诺氟沙星和针铁矿的不同形态间的乘积之和,针铁矿表面的吸附作用主要以诺氟沙星的兼性离子为主.吸附等温线较好地符合Freundlich方程,温度从15℃升高到35℃时,拟合系数1/n从0.43升至0.61,表明温度升高减弱了针铁矿对诺氟沙星的非线性吸附.ΔH0=-39.45kJ/mol和ΔG0<0表明吸附是自发进行的放热过程,且以离子交换为主,同时可能存在着偶极间作用力和氢键力等作用.ΔS0<0表明吸附过程中熵在减小.     

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。     

土壤中丁草胺的吸附动力学

采用平衡吸附法,以我国12种不同类型的土壤为介质,对丁草胺在土-水界面的吸附动力学进行了研究.结果表明,土壤对丁草胺的吸附在24h内可基本达到表观平衡,但有机碳(TOC)含量低(<5g/kg)的土壤需较长时间(60h);丁草胺平衡吸附量与TOC和无定型氧化铁含量呈正相关,其相关系数分别为0.889,0.692;丁草胺在土壤中的吸附过程受复杂的多反应机制控制,可分为快速和慢速吸附阶段,在这一过程中,TOC控制着丁草胺的吸附速率.黏粒和CEC也有一定程度的影响,这3个因素可以解释77.8%吸附速率的变化.结合运用Elovich方程和双常数方程,可以较好地描述土壤对丁草胺的吸附动力学过程.     

模拟有机-矿质体中不同吸附域对TCE的吸附影响

为研究无机矿物与有机质相互作用形成复合体对有机污染物的吸附行为影响,制备了蒙脱土-腐植酸复合体以及混合体模拟土样,分别代表蒙脱土与腐植酸之间有相互作用和无相互作用,并运用批实验的方法,针对不同有机质与无机矿物质量比(C/M)的有机-矿质复合体及混合体开展了三氯乙烯(TCE)吸附实验研究.结果表明,TCE在不同C/M的有机-矿质复合体和混合体中的吸附符合Freundlich等温吸附模型.采用纯蒙脱土及腐植酸的吸附方程叠加计算获取无相互作用模拟土样的固相吸附量计算值,计算值均小于复合体和混合体的实际固相吸附量,表明复合体中蒙脱土与腐植酸吸附域之间存在相互作用,导致腐植酸性质改变,使复合体的吸附能力增强,而混合体由于等温吸附实验过程中有水的参与,也可能在一定程度上形成了复合体.随着C/M的增大,有机-矿质复合体和混合体对TCE的吸附能力增强.当 C/M小于0.08时,复合体中蒙脱土与腐植酸发生较为充分的相互作用,导致腐植酸性质改变,增强了复合体对TCE的吸附能力,因而复合体对TCE的吸附能力明显强于混合体;当C/M大于0.08时,复合体中后续叠加在补丁上的有机质保留了源腐植酸的特性,这部分有机质将掩盖变性有机质的吸附影响,因而复合体与混合体对TCE的吸附能力基本相当.TCE初始浓度影响分析表明,当C/M固定时,随着TCE初始浓度(C0)的增大,非线性叠加模型的固相吸附量计算值与实测值的差值(?Qe)呈增大趋势,分析认为复合体中的变性有机质较其他组分对TCE具有更强的亲和力,随着C0的增加,变性有机质的吸附贡献率增大,因此导致?Qe的增大.     

Cadmium sorption by sodium and thiourea-modified zeolite-rich tuffs

In the present investigation, two zeolite-rich tuffs from Guaymas and El Cajon(State of Sonora), which were conditioned with a sodium chloride solution and subsequently modified with a thiourea solution, were chosen to evaluate the removal of Cd from aqueous systems. The zeolitic materials were characterized by scanning electron microscopy and X-ray diffraction. The surface area was also determined. The experiments were performed in a batch system, and the influences of p H, contact time between phases, and the concentration of Cd in the solution on the adsorption by sodium or thiourea-modified zeolite-rich tuff were investigated. It was found that the efficiency of Cd ion removal from aqueous solutions is influenced by the p H of the aqueous systems. The Cd adsorption kinetic data were well fitted to a pseudo-second-order model in all cases. The Langmuir and Langmuir–Freundlich isotherms adequately described the Cd sorption behavior by the zeolite from El Cajon pretreated with Na Cl and the zeolite from Guaymas modified with thiourea, respectively.     

水中多氯代芳香化合物(PCAs)在自然沉积物及活性污泥中的吸附特征

对珠江三角洲水体中来源广、毒性大的多氯代芳香化合物（PCAs）在两种自然沉积物和活性污泥中的吸附特征进行了初步研究。研究结果表明,在珠江广州河段鸦岗底泥和顺德鱼塘底泥中,1,2,4－三氯苯、1,2,4,5－四氯苯、五氯苯主要呈现为Fruendlich非线性吸附,六氯苯、2,4,6－三氯酚、七氯和Aroclor1260则表现为线性吸附;而在活性污泥颗粒物上几种PCAs均表现为线性吸附。PCAs的吸附行为与Kow有一定关系,但主要与固体颗粒物中有机碳和粘土成分含量有关。有机碳和粘土成分的高低不仅影响PCAs在颗粒物上吸附容量的大小,其比值还决定了PCAs的吸附方式。     

有机膨润土吸附水中苯酚的动力学

比较两种有机膨润土对水体中苯酚吸附的动力学行为，可见双十八烷基二甲基氯化铵改性膨润土(Bt/DHAC)的吸附活化能E较小，这使得吸附速率常数k1和平衡吸附量Г^e较大，达平衡时间t^e较小，说明利用Bt／DHAC更有利于对水体中苯酚的吸附，随着温度升高，单十八烷基三甲基氯化铵改性膨润土(Bt/SHAC)对苯酚的吸附动力学行为得到改善。     

水稻秸秆生物碳的结构特征及其对有机污染物的吸附性能

以水稻秸秆为原料,采用限氧裂解法制备了不同温度(100 ～ 700℃)的秸秆生物碳,用TG-DTG热重分析、CHNO元素分析、FTIR、BET-N2比表面及孔径分布等手段表征生物碳的组成与结构,研究生物碳吸附水中硝基苯、对硝基甲苯、萘、菲等有机污染物的性能及影响因素,探讨其作用机制及构-效关系,试图为高效利用废弃农业秸秆资源、制备廉价的有机物吸附材料提供理论依据.结果表明,水稻秸秆生物碳含有丰富的有机碳组分和无机矿物组分,随着裂解温度升高,生物碳中有机组分的含碳量逐渐升高、极性减弱、芳香性增强,而无机矿物组分的相对含量则不断增加;当裂解温度从300℃升至400℃时,比表面积突然增大(0.16→110 m2·g-1)、微孔结构被打开,主要由于水稻秸秆中纤维素组分大量分解所致.水稻秸秆生物碳吸附有机污染物的主要介质为有机组分,等温吸附曲线符合Freundlich方程,回归参数N、logKf与生物碳的芳香性指数(H/C原子比)呈良好的线性关系;定量描述了分配作用和表面吸附作用的相对贡献.随碳化温度升高,等温吸附曲线由线性变为非线性,吸附机制从分配作用→分配作用+表面吸附作用→表面吸附作用;分配作用部分与有机污染物的logKow呈正相关,而表面吸附则与污染物的疏水性、分子尺寸及其与生物碳的极性匹配性有关.     

咸水区湿地沉积物磷的吸附与解吸研究

采用恒温培养法研究美国纽约Pelham Bay Park四种典型湿地沉积物中P的吸附与解吸行为,及其等温吸附曲线与拟合方程.结果表明:在溶液初始P浓度0～100 mg/L时,各沉积物的P吸附量跟初始浓度具有显著的正相关关系;各沉积物的P释放量比较有限,每千克沉积物释P量在0～ 30 mg之间.用Langmuir和Fre...