雄烯二酮在我国典型土壤中的吸附特性

采用批吸附室内模拟实验研究了雄烯二酮在我国红壤、潮土、黑土3种典型土壤中的吸附特征,以及牛粪溶解态有机质(DOM)对土壤吸附雄烯二酮的影响。结果表明,雄烯二酮在土壤中吸附动力学符合Elovch方程(R20.89),热力学特征可通过Freundlich等温吸附方程(R20.83)描述,土壤对雄烯二酮的吸附呈非线性吸附特征,其中潮土吸附等温线的非线性最强(n=0.37);吸附系数K f介于6.0~20.2,并与有机质含量呈显著正相关(p0.05)。雄烯二酮浓度较低时,共存牛粪DOM抑制其在土壤表面的吸附作用。研究认为,有机质是土壤吸附雄烯二酮的主要组分,共存牛粪DOM可促进雄烯二酮向地表水和地下水的迁移。     

可溶性有机质对芘在泥炭和高岭土上吸附和解吸的影响

为掌握可溶性有机质(DOM)对憎水性有机污染物吸附和解吸行为的影响,本研究选取四环多环芳烃——芘作为目标污染物,通过批平衡实验研究了不同分子量组分DOM对芘在泥炭和高岭土上吸附和解吸的影响.结果表明,吸附和解吸数据均可以用Freundlich模型很好地拟合(R²>0.93).DOM的添加抑制了泥炭对芘的吸附,并且分子量越大的DOM产生的抑制效应越明显,主要是由于DOM与芘分子的竞争、增溶作用及泥炭表面微孔的堵塞引起的.与之相反,DOM促进了芘在高岭土上的吸附,DOM分子量越大,促进效应越强,这是由于DOM与芘分子之间通过累积吸附或共吸附增加高岭土对芘的吸附.DOM促进了芘在泥炭和高岭土上的解吸,并且促进效应随分子量的增加而增强.此外,芘在泥炭和高岭土上的解吸均存在迟滞现象,均在低浓度时表现出更明显的效应.DOM_bulk和DOM_(>14000 Da)增加了芘在泥炭上的解吸迟滞现象,但降低了其在高岭土上的解吸迟滞现象.     

水溶性有机质对土壤吸附有机污染物的影响

在自然环境中,水溶性有机质(DOM)会对土壤吸附有机污染物产生影响.基于已有的成果,本文综合分析了DOM的有关因素对土壤吸附有机污染物的影响.研究表明,不同来源的DOM的亲疏水组分比例不同;随着腐解时间的增长,亲水组分减小,疏水组分增加.外源DOM的极性与亲疏水组分所含官能团的种类和数量、分子量均会影响有机污染物的吸附;DOM的临界值浓度与土壤有机质含量负相关.当DOM浓度大于临界值时抑制吸附,反之促进吸附.DOM具有酸碱缓冲作用,影响土壤溶液的pH,进而影响对有机污染物的吸附.由于土壤内源DOM对有机污染物具有增溶作用,会抑制土壤吸附有机污染物.论文最后对今后的相关研究方向提出了建议.     

水溶性有机质对土壤吸附芘的影响

多环芳烃(PAHs)有高疏水特性,再加上土壤对PAHs的吸附作用,使得PAHs污染土壤的生物修复十分困难。水溶性有机物(Dissolved Organic Matter,DOM)虽仅占土壤有机质的很小部分,却是影响PAHs在土壤中的转化、迁移的重要因子。为了认清DOM在生物修复PAHs污染土壤中的影响作用,以四环的芘作为目标污染物,以蚯蚓粪和生猪粪作为DOM的主要来源,研究了去除内源DOM土壤和原土壤吸附PAHs的区别,探索了不同用量、不同分子量、不同来源的DOM对土壤吸附芘的影响。结果表明,(1)内源DOM抑制土壤对芘的吸附作用,去除内源DOM可促进土壤对芘的吸附。(2)不同用量DOM对土壤吸附有机污染物的作用取决于DOM的临界值质量浓度、水土比及其吸附机理。当水土比为124,DOM小于临界值时,DOM对有机物增溶起主要作用,DOM的增加抑制芘的吸附;当DOM大于临界值时,共吸附和累积吸附起主要作用,DOM促进芘的吸附。当水土比为49时,DOM质量浓度的增大能促进芘的吸附。当水土比为24时,DOM质量浓度的增大抑制芘的吸附。(3)DOM的大分子量组分质量浓度越高,对芘的增溶作用越大,更能促进芘的溶解,从而抑制土壤对芘的吸附,小分子量组分DOM的作用则相反;中分子量DOM对土壤吸附芘的影响类似于大分子量DOM。研究DOM对土壤吸附芘的影响,对于PAHs污染土壤的修复有着重要的意义。     

铁铝土对溶解性有机质的吸附特性

采用批实验方法,结合XAD树脂分组技术研究铁铝土对3种不同亲/疏性DOM(堆肥DOM、秸秆DOM、土壤DOM)的吸附特征并分析其影响因素.结果表明:(1)铁铝土对DOM具有强吸附力,吸附量随DOM初始浓度的增加而增加,吸附动力学包括快吸附和慢吸附两个阶段,符合一级扩散方程;(2)等温吸附特征符合Freundlich方程,为物理作用主导的多层吸附过程;(3)对于同种DOM,铁铝土对DOM的吸附量表现为暗红湿润铁铝土简育铁铝土潜育水稻土,对50 mg·L~(-1)的堆肥DOM在暗红湿润铁铝土的吸附量达594.9 mg·kg~(-1),与CEC、游离氧化铁、游离氧化铝、粘粒呈极显著正相关,与砂粒呈负相关;(4)对于同种铁铝土,高疏水性DOM在铁铝土吸附量更大,表现为堆肥DOM(H-DOM)土壤DOM(M-DOM)秸秆DOM(L-DOM);(5)铁铝土对DOM各组分的吸附力表现为疏水中性组分(HON)酸不溶组分(AIM)疏水碱性组分(HOB)疏水酸性组分(HOA)亲水性组分(HIM),结合各组分的红外光谱特征,推测脂肪链状结构、高芳香性是影响吸附量的关键.(6)DOM各组分对DOM吸附量的贡献是各组分吸附能力与含量的综合作用结果.对于亲疏水性组分,HO对DOM吸附量的贡献大于HIM,达69.43%—85.08%;对于各极性-电荷特性组分,表现为H-DOM:HOA(40.24%)HON(39.1%)HIM(14.92%)AIM(3.82%)HOB(1.88%);LDOM:HOA(33.50%)HIM(30.57%)HON(24.81%)AIM(7.45%)HOB(3.68%).(7)内源DOM对铁铝土吸附外源DOM起抑制作用,且对高疏水性的DOM抑制作用更强.     

机物料中溶解性有机质对土壤吸附除草剂的抑制作用

溶解性有机质(DOM)是陆地及水生生态系统中十分活跃的组分,对有机污染物质的环境行为 (如毒性、迁移转化及生物可降解性等)有着重要的影响,而施用有机物料会释放大量的DOM.采用批量平衡法研究了水稻秸秆腐解产生的溶解性有机质对苄嘧磺隆(BSM)在土壤中吸附行为的抑制作用.结果表明,线性方程能很好地描述BSM在土壤中的吸附行为;添加DOM降低了BSM在土壤中的分配系数即logKd值,其logKd值与对照(不加DOM)间存在极显著差异(P<0.01),秸秆腐解时间越长,logKd值越小;亲水组分和疏水组分在DOM抑制土壤吸附BSM中起着不同的作用;BSM在土壤上的吸附自由能小于40 kJ·mol-1,推测BSM在土壤上主要以物理吸附为主,吸附机理可能有范德华力、疏水键、氢键和偶极键力,不存在化学键吸附作用.     

两种海源可溶性有机物对汞在沉积物中吸附特性的影响

选取两种常见的近海滩涂养殖海产品菲律宾蛤仔和海带,分别制备了两种海源性生物的可溶性有机物(DOMc和DOMk),研究了海源性DOM影响下汞在胶州湾两种沉积物样品中的吸附解吸特征.结果表明,Elovich方程能够很好拟合不同DOM处理下汞在沉积物中的动力学过程,其次为双常数方程.添加两种海源性DOM均显著提高了汞在沉积物样品中的吸附速率,其中DOMc促进作用最为显著.Langmuir和Freundlich方程均能很好描述汞的等温吸附过程;与对照处理相比,DOMc使两个沉积物样品对汞的最大吸附量分别增加了70.1%和80.9%,DOMk则分别提高了12.4%和10.2%;海源性DOM抑制了沉积物中汞的释放,其中DOMc的抑制作用最强.添加DOM没有改变汞的吸附量随p H的变化趋势,但在相同p H条件下,DOM仍然明显促进了汞在沉积物中的吸附.研究结果显示,近海水产养殖产生的DOM可通过增加沉积物对汞的吸附而降低其生物有效性,而这却在一定程度上抑制了海湾水体中汞的对外交换,从而增加水体汞污染的风险.     

土壤和沉积物中有机质对双酚A和17α-乙炔基雌二醇的吸附行为

研究了土壤和沉积物原始样品bulk及其有机质组分(非水解性有机质NHC、碳黑BC和腐殖酸HA)对17α-乙炔基雌二醇(EE2)和双酚A(BPA)的吸附行为.所有的吸附等温线都很好地拟合了Freundlich模型,除HA和bulk外,所有的吸附等温线都为显著的非线性(n值为0.46—0.76).对于EE2和BPA的吸附非线性因子n值都存在这样的关系:HA>NHC>BC.EE2以有机碳归一化的Freundlich吸附能力(lgKOC)有BC>NHC>bulk>HA的关系,说明有机质成熟度越高,对EE2或者BPA的吸附能力越高.在土壤和沉积物有机质SOM(NHC、BC和HA)对吸附BPA和EE2的贡献上,NHC、BC和HA对沉积物和土壤对BPA总吸附贡献上要明显弱于它们对EE2的贡献.除了内分泌干扰物(EDCs)的疏水性影响EE2和BPA的吸附能力的差异外,分子大小和带电子苯环数也影响它们的吸附能力差异.     

不同化肥对水稻土中Cu吸附行为的影响

通过等温吸附试验,研究Ca(NO3)2、NH4CI、NH4NO3、CO(NH2)2、KH2PO4和KCI 6种化肥对土壤中Cu吸附行为的影响.结果表明,添加CO(NH2)2使土壤中Cu的吸附率和分配系数增大,NH4NO3、KCI、NH4Cl和Ca(NO3)2则使其明显减小,KH2PO4对土壤Cu吸附的影响作用与Cu离子浓度有关.不同化肥处理土壤中Cu的吸附势E0顺序为:CO(NH2)2>CK>NH4NO3>Ca(NO3)2>KCI>NH4CI>KH2PO4.6种化肥对土壤中Cu吸附行为的影响作用为:KH2PO4>CO(NH2)2>CK>NH4NO3>KCI>NH4CI>Ca(NO3)2.由于不同化肥对土壤中Cu吸附行为的影响不同,因此在Cu含量较高的土壤上种植时应合理选择施用化肥,以避免土壤中Cu的迁移转化,降低其生物有效性.     

胶州湾某水域蛤蜊(Ruditapes philippinarum)、牡蛎(Crassostrea ariakensis)中的雌激素含量

为了探讨海洋贝类对环境中雌激素的富集情况,采用液-液萃取和固相萃取方法提取了胶州湾李村河入海口蛤蜊、牡蛎和底泥中的雌酮(E1)、雌二醇(E2)、雌三醇(E3)和雌炔醇(EE2),并用GC-MS方法测定了上述4种物质的含量,此外还采用暴露实验方法研究了蛤蜊吸收底泥中雌激素物质的影响因素.测定结果显示,该水域中蛤蜊全组织中E1含量为0.45～5.20ng·g-1,E2含量为nd～4.34ng·g-1,E3和EE2未检出;牡蛎体内的E1、E2和E3含量分别为4.64～29.66、2.16～7.20和0.96～7.96ng·g-1,EE2未检出;底泥中E1、E2和E3含量分别为0.43～2.36、nd～0.59、0.52～1.13ng·g-1,EE2未检出.蛤蜊和牡蛎体内的雌激素物质含量高于其栖息的底泥.暴露实验结果显示,随着底泥中雌激素物质含量的增加或暴露时间增加,蛤蜊体内雌激素物质的含量增加,贝类可吸收并富集底泥中的雌激素物质.     

土壤对三氯乙烯的吸附行为及其影响因素

基于静态吸附实验对土壤吸附三氯乙烯的影响因素进行研究,通过利用有机质含量为0.96%的土样及经375℃、600℃、次氯酸钠和联合氧化方法(600℃+次氯酸钠)处理后的土样为吸附剂,考察了各种土样吸附TCE的吸附动力学和吸附热力学,以及土壤中有机质含量、软碳、硬碳、矿物质、TCE初始浓度和钙离子强度对吸附作用的影响.结果表明,土壤对TCE的吸附分为快速吸附、慢速吸附和平衡3个阶段,并在30 h左右达到吸附平衡,且吸附过程符合准二级动力学方程(R~298%);Freundlich模型能较好地拟合TCE在土壤中的吸附等温曲线(R~293%);土壤对TCE的吸附以物理吸附为主,其中吸附贡献主要为硬碳(60%);TCE浓度的升高可以增加矿物质的吸附贡献率;离子强度的增加显著降低了土壤各组分对TCE的吸附.     

生物炭对土壤中阿特拉津吸附特征的影响

为探究生物炭对土壤中阿特拉津的吸附特征及影响因素,采用批处理实验研究了灭菌(T1)、5%秸秆生物炭+灭菌(T2)、未灭菌(T3)和5%秸秆生物炭+未灭菌(T4)条件下对土壤中阿特拉津吸附特征及土壤理化性质的影响.结果表明,在最初0—12 h内,不同处理下阿特拉津吸附量均随时间的延长而快速增加,而在12—96 h内增加较为缓慢并逐渐趋于平衡.在96 h时,T2和T4处理下阿特拉津最大吸附量分别达到46.22 mg·kg^-1和46.43 mg·kg^-1,而未添加生物炭的T1和T3处理则有所降低,分别为44.20 mg·kg^-1和43.09 mg·kg^-1.准二级动力学模型更好地拟合不同处理下土壤对阿特拉津吸附特征,T2和T4处理下吸附速率常数K分别为0.257 kg·mg^-1·h^-1和0.339 kg·mg^-1·h^-1,显著高于未添加生物炭处理的T1和T3处理(K分别为-0.083 kg·mg^-1·h^-1和-0.261 kg·mg^-1·h^-1).内扩散模型显示添加生物炭后,土壤对阿特拉津的吸附是一个由边界扩散、内部孔隙扩散等多因素控制的复杂化学过程.添加生物炭可显著提高土壤pH、有机碳、碱解氮、速效磷和速效钾含量,其中土壤有机碳含量与阿特拉津最大吸附量之间存在显著的正相关关系(P<0.05).由此可见,添加生物炭可以提高土壤对阿特拉津的固持能力,减少其淋溶迁移风险,从而达到修复阿特拉津污染土壤的目的.     

不同生物质炭对土壤中有效态汞的影响及其吸附特征分析

在汞污染土壤中添加不同种类型生物质炭,研究生物质炭对土壤中有效态汞含量的影响.并通过生物炭对汞离子的吸附动力学模型、等温吸附拟合和吸附前后红外光谱图的变化,探讨不同生物质炭对土壤中汞的吸附行为和机理.实验结果表明,土壤中添加生物炭后,土壤中有效态汞含量显著降低,降低比例达到77.5%—87.1%;而通过生物炭吸附汞离子前后的红外光谱图分析可知,生物炭对汞的吸附主要是通过羟基、羧基和酰胺等含氧酸官能团等.此外,吸附动力学结果显示,生物炭对汞离子的吸附时间在150 min内就可以达到平衡.而准二级动力学方程结果表明,这种吸附是以化学吸附为主.     

聚乙烯醇-海藻酸钠固定香菇废弃物吸附Pb和Cd的最佳配方

选用香菇废弃物作为生物吸附剂,用聚乙烯醇(PVA)-海藻酸钠(SA)同定香菇粉制成PVA-SA固定香菇,以吸附溶液中铅(Pb)和镉(Cd)的能力为主要评价指标,结合成球性、机械强度和耐酸性等,通过正交试验确定出吸附Pb的PVA-SA固定香菇最佳配方是8%PVA+1%SA+3%香菇粉+2%CaCl2的饱和H3BO3,对Pb的吸附率为95.4%,吸附Cd的PVA-SA同定香菇的最佳配方是5%PVA+1%SA+3%香菇粉+2%CaCl2的饱和H3BO3,对Cd的吸附率为63.7%.二小球的成球性、机械强度和耐酸性都较好.Langmuir等温吸附模型能最好地拟合香菇吸附Pb的热力学过程,相关系数R2达0.993 9;Freundlich模型能更好地描述香菇吸附Cd的热力学过程,R2为0.999 3.Freundlich等温吸附模型适合描述PVA-SA同定香菇吸附Pb和Cd的热力学过程,R2分别为0.958 7和0.982 3.自由香菇对Cd的理论最大吸附量qm-Langmuir (2.832 1 mg g-1)小于PVA-SA固定香菇的理论最大吸附量qm-Langmuir (6.447 5 mg g-1),自由香菇吸附Pb的Freundlich模型参数k(0.312 7)小于PVA-SA固定香菇吸附Pb的k(0.431 0),香菇固定后吸附Cd和Pb的能力有所提高.PVA-SA固定香菇吸附Pb和Cd的吸附平衡时间分别为3 h和7 h,比自由香菇吸附Pb和Cd的平衡时间(1 h)长.伪二级动力学模型能很好地拟合固定香菇吸附Pb和Cd的动力学过程,R2分别为0.999 9和0.994 6,由该模型计算出的对Pb和Cd的平衡吸附量理论值分别为0.453 6 mg g-1和0.2060 mg Cd g-1.伪二级动力学模型能很好地拟合同定香菇吸附Pb和Cd的动力学过程,由该模型计算出的固定香菇对Pb和Cd的平衡吸附量理论值分别为0.453 6 mg g-1和0.206 0 mg g-1,自由香菇对Pb和Cd的平衡吸附量理论值分别为1.817 2 mg g-1和0.842 5 mg g-1.PVA-SA固定香菇吸附Pb/Cd的伪二级动力学反应速率常数k2为1.324 1/1.253 1,自由香菇吸附Pb/Cd的k2为0.780 510.213 0,自由香菇吸附Pb/Cd的k2大于固定香菇的k2,表明固定香菇吸附Pb/Cd达到平衡所需要的时间比自由香菇所需要的时间长.图3表6参16     

氢氧化镧改良沉积物对水中磷的吸附特征

考察了氢氧化镧改良沉积物对水中磷酸盐的吸附特征,并考察了被改良沉积物所吸附磷酸盐的形态分布特征.结果发现,氢氧化镧改良沉积物对水中低浓度磷酸盐的吸附可以采用线性模型进行描述,而对高浓度磷酸盐的吸附则适合采用Langmuir模型进行描述.准二级动力学比准一级动力学模型更适合用于拟合改良沉积物对水中磷酸盐的吸附动力学过程,膜扩散和颗粒内扩散共同控制了缓慢吸附阶段的速率.强碱性条件不利于改良沉积物对水中磷酸盐的吸附.溶液共存的Cl~-、SO_4~(2-)、HCO~3~-、Na~+、K~+和Mg~(2+)对改良沉积物吸附水中磷酸盐的影响较小,而溶液共存的Ca~(2+)会促进改良沉积物对水中磷酸盐的吸附.改良沉积物对水中磷酸盐的吸附能力明显强于未改良沉积物.改良沉积物的最大磷酸盐单位吸附量明显高于未改良沉积物,并且改良沉积物的最大单位吸附量随着氢氧化镧添加量的增加而增加.改良沉积物的初始吸附速率随着氢氧化镧添加量的增加也随之增加.改良沉积物的磷吸附-解吸平衡浓度(EPC0)明显低于未改良沉积物.被改良沉积物所吸附的磷酸盐中大部分(84%)以较为稳定的NaOH-rP和HCl-P形态存在,仅仅只有16%左右会以容易释放的NH_4Cl-P和BD-P形态存在.以上结果显示,添加氢氧化镧不仅可以增强沉积物对水中磷酸盐的吸附能力,而且可以降低沉积物中磷的释放风险,氢氧化镧是一种有希望的可以用于沉积物内源磷释放的改良剂.     

苄嘧磺隆在两种可变电荷土壤中的吸附

研究了两种典型可变电荷土壤对磺酰脲类除草剂——苄嘧磺隆(bensulfuron-methyl,BSM)的等温吸附和吸附动力学,及pH对土壤吸附苄嘧磺隆的影响。结果表明,土壤吸附苄嘧磺隆的量随着苄嘧磺隆的质量浓度的升高而增加,而随溶液pH的升高逐渐减小;土壤的物理和化学性质也影响其吸附苄嘧磺隆的量。用Langmuir、Freundlich、Dubinin-Redushkerich等方程对供试土样吸附BSM的数据进行了拟合,分析比较发现土壤吸附苄嘧磺隆的等温曲线较好地符合Freundlich方程。动力学研究显示一级动力学方程能很好地拟合供试土壤的动力学特性,苄嘧磺隆在红壤中较早达到吸附平衡。     

砖红壤对Cr(Ⅵ)吸附-解吸反应动力学研究

研究了表面覆盖度、H2PO-4等因素对砖红壤吸附Cr(Ⅵ)反应动力学的影响,以及土壤与Cr(Ⅵ)反应时间对表面吸附态C r(Ⅵ)解吸量的影响,还对土壤吸附Cr(Ⅵ)机理进行了初步探讨.在所研究的pH值范围内,砖红壤对Cr(Ⅵ)的吸附量随离子强度增加而减少,这表明砖红壤吸附Cr(Ⅵ)机理中存在静电吸附.动力学实验表明,当Cr(Ⅵ)初始浓度较高时(0.1 mmo.ll-1),吸附反应速率开始比较快,持续约5m in,随后逐渐减缓.而当Cr(Ⅵ)初始浓度较低时(0.05 mmo.ll-1),土壤对其吸附速率十分迅速,5m in内的吸附量占总吸附量的96%以上.该结果表明,表面覆盖度越低,吸附反应速率越快.H2PO-4的存在将降低吸附反应速率和吸附量.H2PO-4对土壤表面吸附态Cr(Ⅵ)的解吸反应动力学也表现出双速率特征,即开始比较迅速而随后逐渐变缓.当延长土壤对Cr(Ⅵ)的吸附时间后,Cr(Ⅵ)吸附量虽然没有增加,但其解吸量却减少,这说明吸附态Cr(Ⅵ)滞留在土壤表面期间,其结合形态向难解吸态方向发生了转变.     

高岭土界面Fe(Ⅱ)吸附与邻硝基苯酚还原转化的交互反应研究

研究了高岭土界面亚铁吸附与邻硝基苯酚(2-nitrophenol,2-NP)还原转化的交互作用.考察了反应pH值、界面吸附铁密度、反应温度(T)对2-NP的还原动力学的影响.结果表明,吸附态Fe(Ⅱ)为2-NP还原转化的关键物种,高龄土界面Fe(Ⅱ)吸附能明显提高还原反应的反应速率.2-NP的还原转化速率常数(k)随着反应pH值的升高、吸附铁密度的增加、反应温度的升高而增大,ln k与pH、吸附铁密度、1/T都具有明显的线性关系.2-NP还原转化的活化能为87.15 kJ·mol-1,吸附反应的活化能为18.5 kJ·mol-1.该研究可为土壤矿物界面物理化学与氧化还原的交互反应过程研究提供借鉴.     

黄铁矿对水体中腐殖酸的吸附特性

选择富里酸(fulvic acid,FA)和胡敏酸(humilic acid,HA)作为吸附对象,通过铁矿物吸附筛选实验,以黄铁矿(pyrite)为吸附剂研究其对水体中两种典型腐殖酸(humic acid)的吸附特性.利用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、X-射线光电子能谱(XPS)、红外光谱(IR)、纳米粒度及电位(Zeta)分析仪和比表面仪(BET)对黄铁矿进行组成及结构表征.考察了腐殖酸溶液p H、离子强度和温度等条件对黄铁矿吸附的影响.结果表明,黄铁矿是层状结构,吸附腐殖酸后,在黄铁矿表面形成了大小均匀的分子簇,且黄铁矿晶粒尺寸减小了约10 nm;黄铁矿对FA、HA的最大吸附量分别为11.8 mg·g-1和13.1 mg·g-1.随着p H增加,黄铁矿对腐殖酸的吸附量均表现为先增大后减小;离子强度(NaCl)对吸附的影响较小;随着温度升高,其吸附量不断增大.两种腐殖酸吸附数据与Langmuir吸附模型拟合良好且其吸附动力学规律均符合二级动力学模型,热力学研究表明,黄铁矿吸附两种腐殖酸均属于自发进行的吸热反应.     

棉花秸秆生物炭对水中硫酸根离子的吸附特性

以棉花秸秆生物炭(BCS)为吸附剂,研究了BCS的吸附动力学、热力学特性以及制备温度、投加量和溶液p H等因素对BCS吸附SO_4~(2-)的影响.结果表明,制备温度为500℃的BCS(BCS500)比300℃的BCS(BCS300)更有利于SO_4~(2-)的吸附去除;在20 m L溶液中,BCS500的投加量为0.1000 g时,对SO_4~(2-)的吸附去除最为理想,升高溶液p H值会减小BCS500对SO_4~(2-)的吸附量.动力学拟合表明准二级动力学方程比准一级动力学方程和Elovich方程能更好地描述吸附过程,所得吸附平衡时间为6 h.颗粒内扩散模型拟合发现BCS吸附SO_4~(2-)分为表面吸附和颗粒内扩散两个过程.相比于其他等温吸附方程,Langmuir方程能更好地描述BCS500对SO_4~(2-)的吸附行为,由Langmuir方程拟合所得BCS500的理论最大吸附量(52.13 mg·g~(-1))比BCS300的理论最大吸附量(31.46 mg·g~(-1))大.而计算所得热力学参数,如吉布斯自由能变G_m0,焓变H_m0和熵变S_m0,表明BCS500对SO_4~(2-)的吸附是一个自发、吸热且熵增加的过程;在25、35、45℃时,G_m分别为-9.61、-12.50、-13.96 k J·mol~(-1),介于-20─0 k J·mol~(-1)之间,且反应为吸热反应,表明BCS500吸附SO_4~(2-)主要以物理吸附为主.