改性树脂吸附硼的动力学和热力学研究

通过接枝法成功制备了酚羟基型改性树脂,选用典型的动力学方程、热力学方程以及非线性两参数的4种等温吸附模式对改性树脂吸附硼的试验数据进行拟合,从动力学和热力学角度分析并揭示改性树脂对硼的吸附特征和吸附机理。结果表明:伪二级动力学吸附模式可较好地描述改性树脂对硼的动力学吸附过程;在3种不同温度下的自由能变(ΔG)分别为-5.44 kJ/mol、-6.32 kJ/mol、-4.01 kJ/mol,焓变(ΔH)为-6.43kJ/mol,均小于零,活化能(E)为11.06 kJ/mol,说明该吸附过程为可自发进行的放热反应,是基于树脂表面试钛灵的邻羟基与硼酸分子发生配位反应的、以化学吸附为主的物理化学吸附过程;非线性两参数的4种等温吸附模式对改性树脂吸附硼的吸附试验数据拟合结果显示该吸附过程最符合Langmuir等温吸附模式,且在25℃条件下改性树脂对硼的吸附量最高达20.87 mg/g。     

废酵母菌吸附水中铜离子热力学及动力学研究

研究了应用低成本吸附剂废酵母菌经微波改性后去除溶液中的重金属铜离子.并研究了在pH值、温度、初始浓度、酵母菌吸附量等因素的影响下,废酵母菌对水中铜离子的吸附效率.研究结果表明,在pH为7.0、温度为328 K、Cu2+初始浓度为40 mg/L时,微波改性酵母菌的最大吸附容量为41.84 mg/g.吸附过程符合Langmuir吸附等温模式.吸附过程的热力学常数△G0、△H0和△S0分别为-3.512 54 kJ/mol,3.290 96 kJ/mol和20.181 46 J/(mol·K).表明废酵母菌对Cu2+的吸附是自发的、吸热反应.微波改性废酵母菌对Cu2+的吸附动力学模型能够较好地符合准二级动力学方程.     

D301R树脂对铬(Ⅵ)的吸附性能研究

在pH=2.63的HAc-NaAc体系中,D301R树脂对Cr(Ⅵ)有较好的吸附性。树脂的静态饱和吸附容量为206mg/g。用 5％NH4CI和10％NH3·H2O的混合液能定量洗脱,测得吸附速率常数k298=2.52×10~(-4)/s。吸附过程遵守Freundlich等温式。298K 时测得吸附热力学参数△H=3.33kJ/mol、△G=-6.96kJ/mol、△S=34.5J/(mol·K)。树脂功能基与Cr(Ⅵ)的配位比为1:1。     

粉煤灰对硝基苯的吸附：动力学和热力学研究

作者在298、308和318 K下,利用动力学、等温线模型和吸附热力学研究了粉煤灰对水溶液中硝基苯的吸附过程。结果表明:此吸附过程更符合拟二级动力学模型,受边界层扩散和粒内扩散共同控制;吸附活化能(Ea)为27.75 kJ/mol;此吸附过程较符合Sips和Langmuir模型,吸附性能良好;吸附热力学参数分别为?G~0(-1.225～-2.760 kJ/mol)<0、00,显示此吸附为自发吸热过程。结合动力学模型、活化能、等温线模型和热力学参数,得出粉煤灰对硝基苯的吸附是物理吸附和化学吸附共同作用。     

聚偏氟乙烯共混改性膜对Cu2+吸附性能的研究

应用热诱导聚合和相转移技术,制备了具有离子交换性能的聚偏氟乙烯(PVDF)共混改性膜,采用XPS、XRD、SEM和FTIR表征了PVDF改性膜的结构和组成,分析了PVDF共混改性膜对水溶液中Cu2 的吸附性能,研究了PVDF共混改性膜对Cu2 的吸附热力学和吸附动力学.结果表明,动力学吸附过程符合准二级动力学方程,等温吸附过程符合Langmuir模型.吸附过程的平均吸附能为8～16 kJ/mol,表明该吸附过程为离子交换反应.热力学参数△G0＜0、△H0＞0、△S0＞0,证实了吸附过程为自发的吸热过程.PVDF共混改性膜经吸附/脱附4次循环后,对模拟废水中Cu2 和城市污水中Cu2 的吸附量分别大于0.025 mg/cm2和0.015 mg/cm2,脱附率超过95%.PVDF共混改性膜具有优良的吸附/脱附性能、良好的稳定性和潜在的应用前景.     

改性粉煤灰去除水中磺胺抗生素吸附条件优化及热力学研究

采用Box-Behnken响应面分析法对改性粉煤灰去除水中磺胺的影响因素(初始pH值、温度、吸附剂用量)进行优化,建立影响因素与磺胺去除率之间的二次多项式预测模型,并进行热力学分析。结果表明,改性粉煤灰吸附磺胺的最佳条件为:初始pH值2.53、温度35.1℃及吸附剂用量1.76 g/L,在此优化条件下,磺胺的去除率可达78.63%,模型预测值为80.26%,实际值与模型预测值仅偏差1.63%;用Langmuir和Freundlich方程对吸附等温线进行拟合,Langmuir方程拟合结果更好,其最大吸附量为4.1 mg/g,表明改性粉煤灰对磺胺的吸附属于单分子层吸附;改性粉煤灰吸附水中磺胺抗生素的热力学状态函数ΔG、ΔH及ΔS分别为-22.38~-23.89 kJ/mol、7.89 kJ/mol和0.105 kJ/(mol·K),即吸附过程是一个自发、吸热的反应,是熵增加的过程。     

D113大孔树脂吸附Ni~(2+)的动力学与热力学研究

研究了D113大孔树脂吸附Ni2+的动力学与热力学的特性。动力学研究表明,在298K温度下,D113大孔树脂对Ni2+的吸附符合拟一级动力学方程和拟二级动力学方程,颗粒扩散过程为吸附的控速步骤。热力学研究表明,在实验温度下,D113大孔树脂对Ni2+的吸附符合Langmuir等温方程,吸附焓变ΔHθ=15.1306kJ/mol,熵变ΔSθ=0.1002kJ/mol.K,反应吉布斯自由能ΔGθ随温度升高向负方向增加。热力学参数表明吸附过程为吸热和自发的。     

改性羧甲基纤维素对铀吸附机理的试验研究

对羧甲基纤维素(CMC)进行改性,并将其用于吸附废水中的铀.研究结果表明:在温度为70℃~80℃、单体质量浓度为30%~35%、羧甲基纤维素:丙烯酸(质量比)为10:2.5、反应时间为3.5~4h条件下,CMC改性效果最好;在改性CMC质量浓度为0.10g/L,温度为25℃, pH值为5.0,反应时间60min的条件下,对废水中铀去除率达到了97.1%;改性CMC对溶液中U(VI)的吸附过程符合Freundlich方程,其吸附动力学数据符合准一级方程(R2=0.9618),表明改性CMC的吸附主要是表面吸附;热力学研究表明,改性CMC对铀的吸附吉布斯自由能(ΔG0)0,吸附过程是自发的吸热反应、以物理吸附为主的过程.     

萘和菲在黄土上的吸附动力学

研究了萘和菲在天然黄土和阳离子表面活性剂改性黄土上的吸附动力学过程。结果表明,萘和菲在阳离子表面活性剂改性黄土上吸附速率比在天然黄土上的快,同时吸附数据都能很好的符合一级动力学方程;吸附速率与起始浓度、温度及黄土本身的性质有关;萘和菲的吸附速率常数k与温度T成负相关。吸附反应的活化能分别为:-6.196~-1.172kJ/mol和-28.86~-15.70kJ/mol;萘和菲在天然黄土和阳离子改性黄土上的吸附速率由膜扩散和孔扩散过程控制,实验数据可以用扩散动力学方程拟合。本研究为理解多环芳烃在土壤中的迁移规律提供了理论基础,同时有助于理解土壤环境中石油污染物的迁移。     

磁性吸附剂MZFS吸附偶氮染料中性红的性能及机理

利用正硅酸乙酯水解制备得到"核-壳"结构的磁性吸附剂MZF@SiO₂（MZFS），采用X射线衍射（XRD）、透射电子显微镜（TEM）、振动样品磁强计（VSM）和傅利叶变换红外光谱（FT-IR）对MZFS的结构和性能进行表征，并研究MZFS对偶氮染料中性红（NR）的吸附性能.结果表明，拟二级动力学和Freundlich模型均能较好地描述该吸附过程，吸附过程的速率控制步骤为化学吸附；吸附自由能E为0.472-0.773kJ/mol，△G为-20~0kJ/mol，△H为37.5kJ/mol，表明该过程是以物理吸附为主的自发吸热过程.FT-IR结果表明吸附的主要作用力为分子间氢键，MZFS可采用15% wt H₂O₂进行原位再生.研究结果能为偶氮染料废水处理方法的革新提供基础理论数据.     

三聚磷酸二氢铝对水中铜离子的吸附动力学

采用离子交换吸附法研究三聚磷酸二氢铝吸附水中铜离子的动力学行为和吸附活化状态热力学参数分析。结果表明:三聚磷酸二氢铝对水溶液中铜离子的化学吸附是二级反应,吸附速率常数k与温度T之间的关系符合阿仑尼乌斯式,吸附的活化能为Ea=56.35kJ/mol,吸附的频率因子A=2.5×106L/(mg·min),ln(k/T)与1/T之间的关系符合Eyring公式,其活化焓ΔH=53.21kJ/mol,活化熵ΔS=-153.36J/(mol·K),同时k与铜离子初始浓度呈负相关性,与三聚磷酸二氢铝用量呈正相关性,介质pH=5时有利于吸附。     

腐殖酸以及共存阳离子对膨润土吸附废水中铅离子的影响

研究了钠基膨润土的理化性质及其对水中铅离子的吸附作用,考查了pH值、共存阳离子浓度、腐殖酸浓度对铅离子吸附的影响,结果表明,钠基膨润土对水中铅离子有较好的吸附效果.铅离子在膨润土上的吸附量随pH值的升高而增加,随共存阳离子浓度的升高而减少,随腐殖酸浓度的升高而增加.从热力学角度探讨了吸附机理,发现钠基膨润土对铅离子的吸附量随温度升高而增大,并且吸附等温线符合Freundlich模型.计算了相关的吸附热力学函数:△H=0.9594kJ/mol, △S=16.611 3kJ/(mol·K).     

经丁二酮肟修饰的改性皂土对废水中镍的吸附

采用十六烷基三甲基溴化铵(CTMAB)对皂土改性,用丁二酮肟(DMG)对其表面修饰,并制备了新型固态吸附剂.研究了该吸附剂对水中Ni2+的吸附行为.结果表明,该固态吸附剂对水中Ni2+具有较强的吸附能力.吸附量受介质pH值、温度和吸附时间的影响.其吸附行为符合Langmuir吸附等温模型和HO准二级动力学方程,吸附焓变(△H)为58.759kJ/mol,各温度下,吸附自由能变(△G)均＜0,熵变(△S)均＞0,该吸附反应为吸热的自发过程.吸附了Ni2+的丁二酮肟修饰改性皂土,可用0.1mol/L的HNO3溶液洗脱再生.     

改性聚乙烯醇吸附镍离子的动力学与热力学研究

研究了自制改性聚乙烯醇对Ni~(2+)的吸附行为,在不同的吸附条件下,探讨相关因素的影响,并对实验数据进行动力学与热力学的拟合。结果表明,室温下,在溶液p H=6.0,NaNO_3的浓度为0.1 mol/L,吸附时间为60 min,液固比为250 m L/g,改性聚乙烯醇对浓度为0.1 mol/L Ni2+的吸附效果好,去除率达到98.05%;当干扰因子设定为0.1 mol/L的Ca(NO_3)_2,对Ni2+的去除率降到59.29%。改性聚乙烯醇对Ni2+的吸附动力学符合准二级动力学方程;Langmuir等温模型的拟合度较高,推测改性聚乙烯醇表面是均一的等质体,计算的最大吸附量为1.35 mmol/g,与实验结果一致;D-R等温模型的拟合度次之,在各温度下,E16 k J/mol,说明改性聚乙烯醇对Ni2+的吸附是以化学吸附为主。通过Van’t Hoff方程的拟合,计算得到的吉布斯自由能以及熵变和焓变表明该吸附过程为吸热化学反应。     

壳聚糖改性4A沸石分子筛颗粒去除低温水中硝酸盐的机理研究

为解决我国北方严寒地区常规工艺难以有效去除低温地下水中硝酸盐污染的问题,以4A沸石分子筛为载体,通过壳聚糖改性制备出一种具有低温去除水中硝酸盐功能的吸附颗粒,有望作为吸附剂应用于常规水处理工艺的提标改造.通过小试试验,研究壳聚糖改性4A沸石分子筛颗粒去除低温水中硝酸盐的反应机理,分析其去除硝酸盐过程的吸附动力学、吸附等温线、吸附热力学,并通过pH_PZC（零电点）测定、FT-IR（傅里叶红外光谱）和XPS（X射线光电子能谱）进一步分析其反应前、后表面物化特性.结果表明:①在温度为8~10℃下,壳聚糖改性4A沸石分子筛颗粒对硝酸盐的吸附平衡时间为8 h,平衡吸附量为1.88 mg/g.②吸附过程符合准二级动力学模型,吸附符合Langmuir和Freundlich吸附等温模型,吸附热力学参数△G0 < 0、△H0>0、△S0>0,表明吸附为熵增加的吸热过程.③壳聚糖改性4A沸石分子筛颗粒的pH_PZC为10.0,FT-IR结果表明,-NH₂和-OH官能团吸附了水中的硝酸根离子,XPS结果表明,N（1s）和O（1s）元素在吸附过程中参与反应.研究显示,壳聚糖改性4A沸石分子筛颗粒分子结构中的-NH₂和-OH基团通过静电结合和氢键作用与硝酸根离子进行吸附反应.      

改性核桃壳吸附废水中氨氮的机理研究

对改性核桃壳吸附废水中氨氮机理进行了研究,通过对吸附过程动力学参数、热力学参数的计算,以及吸附等温方程的拟合。得出核桃壳对氨氮的吸附过程符合Lagergren二级动力学方程。通过对参数△G0、△H0和△S0的计算,得出吸附是吸热自发过程。305K、310K、315K条件下最大吸附量分别为9.80、11.11和13.48g/kg。采用FTIR和SEM手段对改性后的核桃壳进行了观察,发现改性核桃壳对氨氮的吸附除物理吸附外,还存在氧化还原的作用,改性核桃壳是具有利用价值的生物质吸附剂。     

草酸改性杨树叶对六价铬的吸附性能

利用草酸改性杨树叶为试验材料,对溶液中六价铬进行吸附去除。试验结果表明:当p H=2,吸附剂剂量为0.3 g,反应时间为120 min时,该材料对50 m L浓度为50 mg/L含铬废水的去除率达99.1%;伪二级动力学方程能较好地拟合该材料对Cr(VI)的吸附动力学过程,揭示其吸附主要是离子交换吸附;Langmuir方程能较好模拟该材料对Cr(VI)的等温吸附过程,表明其吸附主要是单分子层吸附,最大吸附量为40.91 mg/g。热力学研究表明,Cr(VI)在该材料表面的吸附是一个自发、吸热的物理吸附过程。     

黑碳吸附亚甲基蓝染料废水的行为研究

文章研究了黑碳吸附亚甲基蓝的动力学和热力学特性,探讨了温度、初始浓度、溶液pH值及转速等因素对吸附过程的影响。结果表明,吸附过程符合二级动力吸附方程,颗粒内扩散过程是影响吸附速率的主要控制步骤。用Freundlich方程能够更好地对吸附等温线进行拟合;吸附热力学研究表明:△H>0,说明吸附为吸热过程;△G<0,说明吸附质倾向于从溶液中吸附到吸附剂表面,反应过程是自发进行的;△S>0,说明固/液相界面上分子运动更为混乱。     

高岭土对铀的吸附试验研究

通过批试验,对高岭土吸附铀的过程进行了研究,考察了吸附时间、pH值、离子强度、高岭土投加量和反应温度对其吸附效果的影响,并探讨了高岭土对铀的吸附动力学及热力学特性。结果表明:高岭土对溶液中铀的吸附在80h左右达到平衡;当溶液pH值为4.0~8.0时,高岭土对溶液中铀具有良好的吸附效果,吸附率可达99.94%;离子强度对其吸附效果影响甚微;高岭土对铀的吸附为吸热自发反应,高温可缩短吸附时间;铀吸附动力学可用准二级速率方程描述,相关系数为0.999 4;铀吸附热力学等温线符合Langmuir模型,相关系数可达0.993 1;高岭土吸附铀主要是表面单分子层吸附。     

酵母菌对低浓度铀的吸附机理及动力学研究

探究了以活性和高温灭活酵母为生物吸附剂对低浓度放射性核素铀的吸附能力、相关的动力学特性及机理.结果显示,活性酵母菌和灭活酵母菌对铀的最佳吸附p H分别为5.5和4.5,达到吸附动态平衡所需时间分别为240 min和30 min,活性酵母菌对铀的最佳吸附温度为26℃,而灭活酵母菌对铀的吸附能力受温度影响不明显.不同温度下,活性与灭活酵母对铀的吸附动力学均能较好地符合准二级动力学模型,可决系数均在0.99以上,表明活性与灭活酵母菌对铀的吸附过程中,都存在着电子共用或电子转移过程.扫描电镜结果显示,吸附铀后的活性酵母菌菌体表面出现凹陷,少量块状铀沉淀附着在表面,而经过高温高压处理的灭活酵母菌菌体表面积明显增大,大量的纳米颗粒状铀沉淀附着在表面.红外光谱分析表明,在活性酵母菌对铀离子吸附的过程中,羟基、醛羰基、N—H、C—N等为主要的吸附位点,而羟基、酮羰基、P=O、—HPO_4~(2-)等为灭活酵母菌对铀离子吸附的主要位点.