模拟酸雨下H+-Ca2+在红壤表面的动力学特征

研究模拟酸雨下H Ca2 在红壤表面的反应动力学吸附特征 ,结果表明 :Ca2 的吸附动力学能很好地用一级动力学方程、抛物线扩散方程和Elovich方程 (R2 >0 97)拟合 .随溶液酸度的增加 ,Ca2 的最大吸附量显著降低 ,Ca2 吸附反应速率控制步骤是离子在颗粒内的扩散 ,扩散速率常数随酸度的增加而下降 .酸溶液pH值为 4 5和 5 6时 ,有H 的释放 ,H 的表观释放量能用一级动力学方程和扩散方程拟合 ,Elovich方程不宜拟合pH 5 6酸处理的动力学数据 ;酸溶液pH值为 3 5和 2 5时 ,有H 的消耗 ,H 消耗总量看作表观消耗量 ,用一级动力学方程、Elovich方程和扩散方程进行拟合 .比较相关系数和标准误差的大小 ,除pH值为 2 5的酸处理用扩散方程拟合结果较差外 ,这 3种动力学模型进行拟合均得到较满意的结果     

DyFeO3上CO氧化动力学

ＤｙＦｅＯ３钙钛矿结构用ＸＲＤ测定，催化剂对ＣＯ的氧化还原机理用ＣＯ还原脉冲及Ｏ２再氧化脉冲证实，在ＤｙＦｅＯ３上ＣＯ氧化动力学服众Ｒｅｄｏｘ机理方程，用正交设计法估计动力学方程中参数，讨论了幂函数速率方程及Ｒｅｄｏｘ机理方程中ＣＯ反应级数的联系。     

牛粪源生物炭对水中甲基紫的吸附动力学和热力学

600℃缺氧热解制得牛粪源生物炭(CBC),采用SEM、FTIR和XRD等分析手段对生物炭理化性质进行表征,并通过静态平衡吸附法研究了CBC对甲基紫的吸附动力学及热力学过程.结果表明,甲基紫的吸附量随着其初始浓度的增加而增大,初始浓度由10 mg·L~(-1)增加到40 mg·L~(-1),平衡吸附量由5 mg·g~(-1)提高到30 mg·g~(-1),吸附过程先快后慢,60 min后吸附达到平衡;甲基紫的吸附量还随溶液pH的增加而增大,随温度的升高而增大;用准一级动力学方程、准二级动力学方程、Langmuir吸附等温方程、Freundlich吸附等温方程对试验数据进行拟合,结果表明,准二级动力学模型更准确地反映其吸附动力学过程,Freundlich等温方程与实验数据拟合度更好,即甲基紫在CBC上的吸附以化学吸附为主;吸附热力学参数ΔG~o0、ΔS~o0、ΔH~o0,表明甲基紫在CBC上的吸附是自发进行的吸热过程.     

啤酒酵母去除水中Cd~(2+)和Cu~(2+)的吸附动力学和解吸特性

生物吸附法是一种经济有效的处理大规模低浓度重金属废水的生物技术,其中啤酒酵母(Saccharomyces cerevisiae)是具有实用潜力的生物吸附剂.通过以实验室培养的啤酒酵母作生物吸附剂,研究了啤酒酵母对Cu~(2+)、Cd~(2+)吸附的动力学解吸特性,结果表明:非固定化啤酒酵母对重金属的吸附是一个快速的、不依赖于生物代谢的过程,经过2h后Cd~(2+)达吸附平衡,Cu~(2+)为3 h.它们的吸附动力学过程均可用Elovich方程、抛物线扩散方程、双常数方程、二级动力学方程、Langmuir动力学方程来拟合,对Cd~(2+)来说,以二级动力学方程的拟合效果最佳,Cu~(2+)以Elovich方程最佳.固定化啤酒酵母吸附Cd~(2+)的平衡时间为60 h,Cu~(2+)为24 h,吸附速率大大降低.固定化啤酒酵母对重金属的吸附动力学也可用Elovich方程、抛物线扩散方程、双常数方程、二级动力学方程、Langmuir动力学方程拟合,但Cd~(2+)以Elovich方程最佳,Cu~(2+)以Langmuir动力学方程最佳.固定化碱处理啤酒酵母可用HC1作为解吸剂进行解吸,使吸附剂得到再生,具有较大的开发应用潜力.     

污染沉积物中重金属的释放及其动力学

研究了广州城市水体污染沉积物在不同pH条件下释放重金属的能力以及酸性条件下重金属的释放动力学。研究结果表明,重金属从污染沉积物中的释放主要是在酸性(pH<4)条件下发生,并且释放率随pH的升高而迅速降低。重金属的释放顺序大致为Cu≈Zn≈Ni>Pb。重金属的释放动力学过程可分为两个阶段,第一阶段一般认为是重金属从沉积物表面的快速解吸过程,第二阶段则可能是重金属缓慢地从沉积物内部微孔向溶液的扩散过程。释放动力学过程可以用Elovich方程和双常数速率方程(Freundlich修正式)较好地描述。     

三峡水库消落区土壤汞吸附解吸动力学特征

对三峡水库消落区5种土壤进行了汞的吸附-解吸试验,用不同的等温吸附方程和化学反应动力学方程进行了模拟比较,结果显示,不同土壤对汞的吸附解吸动力学规律相类似,吸附速率和解吸速率均与土壤pH值呈显著(r=0.933,p＜0.05)和极显著相关性(r=0.962,p＜0.01),但吸附量和解吸量各不相同,其中,紫色潮土对汞的吸附量最大,酸性紫色土最小;灰棕潮土对汞的解吸量最大,黄壤最小,其它类型土壤介于它们之间.     

温度和砷酸根对砖红壤中Cd（II）吸附动力学的影响

土壤中砷和镉同时存在的现象普遍存在,但目前对砷酸根与Cd(II)在可变电荷土壤表面协同作用的机制还了解不多。用一次平衡法研究了288 K和308 K温度条件下Cd(II)在昆明砖红壤表面的吸附动力学,比较了加入砷酸根对Cd(II)吸附动力学的影响。结果显示,加As(V)和升高温度均不仅增加Cd(II)的吸附量,而且提高了吸附反应的速率。Cd(II)在砖红壤表面的吸附反应进行的特别快,几乎在30 min内达到准平衡,假二级动力学方程能很好拟合30 min内的吸附动力学数据(r2>0.999 5)。从反应速率常数计算得到的活化能的结果表明,加As(V)显著降低了Cd(II)吸附反应的活化能,这是As(V)促进可变电荷土壤吸附Cd(II)的根本原因。     

海藻酸钙固定混合SRB菌群生物吸附Ni^2＋的动力学

利用海藻酸钙为载体包埋固定化硫酸盐还原菌(SRB)混合菌群,研究了固定化微生物吸附重金属镍离子的动力学特性.结果表明:固定化混合SRB菌群对Ni2 具有良好的吸附性能,最大吸附容量qm高达931.9mg(Ni2 )/g(SRB)颗粒,是一种颇具应用前景的生物吸附剂.固定化SRB吸附Ni2 的动力学过程可以用准二次动力学方程描述,整个吸附过程可以明显地分为两个阶段,即物理化学吸附阶段和生物沉淀阶段.扩散动力学研究表明,固定化颗粒的内扩散并非是唯一控制吸附速率的机制,整个吸附过程涉及到多种吸附机制.图4表3参14     

在Pt／Al2O3催化剂上乙醇深度氧化的内扩散影响

用30—40目Pt/Al_2O_3催化剂时,乙醇深度氧化动力学可用乙醇,O_2及CO_2吸附L-H动力学方程描述。当催化剂粒度增大至4×2mm时,内扩散强烈地影响乙醇深度氧化速度。用动力学方法测定了O_2有效扩散系数。用Adams显示方法计算了在催化剂孔内O_2的压力分布。测定了乙醇深度氧化内扩散活化能,并将内扩散对活化能的影响用方程(10)解释。在动力学和内扩散区域,0_2的反应级数都接近一级。由实验测定的催化剂有效因子可用方程(11)估计。     

海藻酸钙固定混合SRB菌群力学生物吸附Ni2+的动力学

利用海藻酸钙为载体包埋固定化硫酸盐还原菌(SRB)混合菌群,研究了固定化微生物吸附重金属镍离子的动力学特性.结果表明:固定化混合SRB菌群对Ni2+具有良好的吸附性能,最大吸附容量qm高达931.9 mg(Ni2+)/g(SRB)颗粒,是一种颇具应用前景的生物吸附剂.固定化SRB吸附Ni2+的动力学过程可以用准二次动力学方程描述,整个吸附过程可以明显地分为两个阶段,即物理化学吸附阶段和生物沉淀阶段.扩散动力学研究表明,固定化颗粒的内扩散并非是唯一控制吸附速率的机制,整个吸附过程涉及到多种吸附机制.图4表3参14     

温度和砷酸根对砖红壤中Cd(Ⅱ)吸附动力学的影响

土壤中砷和镉同时存在的现象普遍存在,但目前对砷酸根与Cd(Ⅱ)在可变电荷土壤表面协同作用的机制还了解不多.用一次平衡法研究了288 K和308 K温度条件下Cd(Ⅱ)在昆明砖红壤表面的吸附动力学,比较了加入砷酸根对Cd(Ⅱ)吸附动力学的影响.结果显示,加As(V)和升高温度均不仅增加Cd(Ⅱ)的吸附量,而且提高了吸附反应的速率.Cd(Ⅱ)在砖红壤表面的吸附反应进行的特别快,几乎在30 min内达到准平衡,假二级动力学方程能很好拟合30 min内的吸附动力学数据(r2》0.9995).从反应速率常数计算得到的活化能的结果表明,加As(V)显著降低了Cd(Ⅱ)吸附反应的活化能,这是As(V)促进可变电荷土壤吸附Cd(Ⅱ)的根本原因.     

液/固相单一离子吸附体系的动力学预测模型

对四种液/固相单一离子吸附体系的动力学研究结果表明:吸附速率不仅随时间变化,也与起始离子浓度(C0)和吸附剂浓度(W0)有关;Lagergren准二级方程在给定的起始离子浓度及吸附剂浓度下具有很高的模拟精确度,但其参数随起始离子浓度和吸附剂浓度的变化而变化,且无法确定其间的函数关系;结合四组分离子吸附模型,提出了新的动力学方程,实验结果表明,新方程具有较高的模拟精确度,其参数与C0和W0具有相对稳定的函数关系,可作为液/同相单一离子吸附体系中给定C0,W0条件下吸附动力学过程的预测模型.     

红壤中镉的竞争吸持动力学

本文采用流动法研究了竞争性Zn~(2+),Ca~(2+),Mg~(2+),Na~+离子对红壤中镉吸持动力学特性的影响.实验结果表明:与Cd~(2+)离子等浓度的竞争性Zn~(2+),Ca~(2+),Mg~(2+)离子的存在,使红壤中镉的吸持量降低,解吸量增加,影响的顺序为:Zn~(2+)≥Ca~(2+)>Mg~(2+)。大量竞争性Na~2+离子的存在,使红壤中镉的吸持量大大降低,解吸量亦降低.用一级反应动力学方程拟合实验数据,结果表明:竞争性Zn~(2+),Na~2+离子对红壤中镉吸持动力学特性影响明显;红壤中镉的吸持为多种化学吸持(高能)与物理吸附(低能)共存,高能吸持的主要贡献来自红壤中游离氧化铁组分对镉的专性化学吸持.     

山茶籽粉吸附亚甲基蓝的性能研究

为研究山茶籽粉对亚甲基蓝的吸附行为,对不同温度下(298、303、308、313、318K)的吸附数据分别用Langmuir、Freundlich和Dubinin-Radushkevish模式进行拟合,用伪一级动力学方程和伪二级动力学方程描述山茶籽粉对亚甲基蓝的吸附动力学过程,并计算了Gibbs自由能变(ΔGθ)、焓变(ΔHθ)和熵变(ΔSθ)等热力学函数.结果表明,山茶籽粉对亚甲基蓝的吸附能力随着温度的升高而降低;Langmuir方程更适合描述其吸附行为.Gibbs自由能变(ΔGθ)、焓变("Hθ)和熵变(ΔSθ)均小于零,说明此吸附过程是自发进行的、放热的、趋于有序的吸附过程.伪二级动力学方程更适用于描述山茶籽粉对亚甲基蓝的吸附动力学过程.     

活性污泥动力学模型的建立及在完全混合式污泥系统中的应用

首先建立了微生物衰减系数和污泥浓度、底物浓度的函数关系式,带入Lawrence-McCarty第一方程式得到了Logistic方程形式的微生物生长方程式.在分析污泥泥龄和污泥停留时间关系基础上,引入Monod方程建立了活性污泥动力学模型,推导证明了Lawrence-McCarty方程式是模型静态条件下的表达形式.用建立的活性污泥动力学模型对完全混合式污泥系统进行了模拟,并分析了水力停留时间Hydraulic retention time(HRT)和污泥停留时间Sludge retention time(SRT)对完全混合式污泥系统的影响,表明模型能很好地对活性污泥系统的动态过程进行模拟.根据模型编程画出了污泥系统相关变量关于HRT和SRT变化的三维曲面图,通过编程将复杂模型看作一定输入输出的函数,使得模型更易于应用和推广.     

硝基苯在江水中生物降解动力学模拟研究

以第二松花江哨口断面江水为微生物源,对硝基苯的生物降解动力学进行研究。结果表明,硝基苯在江水中的生物降解过程可由对数方程S=S_0+X_0(1—e~(μmt))描述;丙酮作标准液溶剂时,硝基苯的生物降解速率符合一级动力学方程;由此得到硝基苯生物降解动力学参数,即微生物最大比增长速率μm和一级速率常数K。硝基苯的初始浓度(53.5—535μg/L)对l'm没有明显的影响,温度、驯化条件对μm的影响显著,硝基芳烃、氯苯类化合物对硝基苯的降解有抑制作用。     

表面印迹材料对水中Cd(Ⅱ)的吸附动力学

采用表面印迹技术,以硅胶为载体、Cd(Ⅱ)为模板离子、γ-脲基丙基三甲氧基硅烷为偶联剂和功能单体、环氧氯丙烷为交联剂,合成了脲基功能化的镉离子表面印迹材料.用制备好的印迹材料为吸附剂进行静态吸附实验,考察了溶液的不同p H值、反应时间、温度和Cd(Ⅱ)的初始浓度等因素对镉离子吸附效果的影响.并用准一级动力学和准二级动力学对实验数据进行拟合,计算出相应的速率常数.结果表明,表面印迹材料对Cd(Ⅱ)的吸附是一个快速的过程,在20 min内即可达到吸附平衡,且准二级动力学方程(R20.99)能更好地描述其吸附动力学行为.吸附等温线符合Langmuir等温吸附模型,这表明了吸附过程是以单层吸附为主.在最佳的吸附条件下,Cr(Ⅱ)的吸附量可达到83 mg·g-1.此外吸附热力学研究表明该吸附过程是一个自发的、吸热过程.     

不同品种浮萍磷素吸收动力学特征

以长江三角洲地区常见的3种浮萍——稀脉浮萍(Lemna aequinoctialis)、少根紫萍(Spirodela oligorrhiza)和紫萍(Spriodela polyrrhiza)为对象,研究不同品种浮萍对HPO42-的吸收动力学影响。结果表明,3种浮萍对无机磷的吸收动力学特征基本可采用Michaelis-Menten方程描述3,种浮萍无机磷吸收速率V对磷浓度S双倒数曲线的拟合关系均在α=0.01水平上显著。稀脉浮萍对无机磷的亲和力较强,适宜应用于对低磷浓度污水的净化;紫萍对无机磷的最大吸收速率Vmax较高,适宜应用于对高磷浓度污水的净化。     

酿酒酵母生物吸附Cu2+的动力学及吸附平衡研究

研究了重金属离子Cu2 在酿酒酵母上的生物吸附特性,内容包括生物吸附动力学、吸附等温线以及pH对生物吸附的影响.生物吸附动力学结果表明,当Cu2 初始浓度为71.6mg/L时,Cu2 在酿酒酵母上的生物吸附过程可以分为两个阶段,第一阶段为物理吸附,在10min内达到平衡,此后,随着时间的延长,有微量脱附现象发生.Cu2 在酵母上的吸附过程可以很好地用准二级动力学方程来描述(R2=0.9984),动力学参数k2为7.65×10-3g mg-1min-1,qe为9.15mg/g.吸附等温线结果表明,Cu2 在酿酒酵母上的生物吸附可以用Langmuir和Freundlich方程来描述,最大吸附量qmax为10.2mg/g·pH为5.0时Cu2 在酿酒酵母上的吸附量最大.酿酒酵母可用于处理低浓度含Cu2 的废水.     

短乳杆菌对Cr3+的吸附及动力学和热力学拟合

研究了Lactobacillus brevis对水溶液中Cr(Ⅲ)的吸附作用.考察了初始pH值、接触时间、初始Cr(Ⅲ)浓度、菌体浓度和温度对Cr(Ⅲ)吸附效果的影响.结果表明,在较低的pH、温度和初始Cr(Ⅲ)离子浓度条件下,菌株对Cr(Ⅲ)离子的吸附量较低.在试验条件下,溶液初始pH、温度和初始Cr(Ⅲ)离子浓度的升高,均能提高菌株对Cr(Ⅲ)离子的吸附量.在温度为40℃、pH 6和初始Cr(Ⅲ)离子浓度为200 mg·L~(-1)时,菌株吸附量最大.随菌体浓度升高,单位浓度菌体对Cr(Ⅲ)离子吸附量降低,但总吸附量增大,菌体浓度为6 g·L~(-1)吸附量最大.菌株对Cr(Ⅲ)离子吸附较快,接触时间为1 h就达到平衡.用Langmuir、Freundlich、Redlich-Peterson和Temkin吸附模型进行拟合,相关的回归系数表明,吸附过程拟合Langmuir吸附模型比Freundlich、Redlich-Peterson和Temkin吸附模型好.用Elovich、准一级、准二级动力学拟合,动力学试验数据与Lagergren准二级动力学方程的拟合度最佳.