玉米芯吸附水中Cr(Ⅵ)的特性及SEM-EDS表征分析

Cr是人和动物所必需的微量元素,但工业废水中的高浓度的Cr会对人类健康和生态环境都会造成严重的危害。为探讨玉米芯对废水中Cr(Ⅵ)的吸附特性,以期为应用玉米芯处理含Cr废水提供理论依据,在本研究中设置了3项试验:不同p H条件下的吸附试验、等温吸附试验和热力学试验,并对吸附前后的玉米芯进行扫描与能谱分析,探究玉米芯作为吸附剂对水中Cr(Ⅵ)的吸附机理。结果表明:低p H有利于玉米芯对Cr(Ⅵ)的吸附,在p H为1.0左右时,玉米芯对Cr(Ⅵ)有最佳吸附效果,最高去除率可达94.35%,最大吸附量可达23.944 0 mg·g-1;玉米芯对Cr(Ⅵ)的吸附过程符合Langmuir、Freundlich和Dubinin-Radushkevich等温吸附模型,但以Freundlich模型的拟合效果为最优,1/n为0.887 5,表明玉米芯对Cr(Ⅵ)的吸附强度适中;D-R模型中E=3.152 8 k J·mol-1,表明该吸附主要为物理吸附过程;热力学参数ΔH为-0.272 8 k J·mol-1,ΔS为0.014 3 k J·mol-1·K-1,表示玉米芯对Cr(Ⅵ)的吸附是一个自发的放热过程,且升高温度有利于吸附过程的进行;通过扫描电镜可以看出玉米芯表面产生了较多空洞结构,可能是酸性吸附质溶液可以使纤维素水解,增大了玉米芯的比表面积,形成了更有利于吸附的条件;另外玉米芯质子化的静电作用以及含氧官能团对阳离子的亲和性分别对阴离子形式的Cr(Ⅵ)和被还原成阳离子的Cr(III)有吸附作用。这些原因促进了玉米芯对Cr的吸附。     

外源硅对不同pH水田土壤吸附铅的影响

通过等温吸附实验,研究了加硅对2种不同pH水田土壤吸附铅特性的影响。实验中用硝酸中和硅酸钠的碱性,各处理间钠离子和硝酸根离子的差异以硝酸钠补齐,消除了因硅酸盐的加入改变体系pH及伴随离子对土壤吸附铅可能产生的影响。结果表明,在本实验条件下,Langmuir方程、Freundlich方程和Temkin方程都能较好地描述不同硅浓度条件下两种土壤对铅的吸附特征,但以Freundlich模型为最优;加硅促进了酸性土壤对铅的吸附,抑制了碱性土壤对铅的吸附。     

施用高炉渣对土壤磷吸附-解吸特性的影响

采用振荡平衡法,研究了施用高炉渣对土壤磷的吸附解吸特征的影响。结果表明:Langmuir、Freundlich和Temkin方程都能较好地描述高炉渣对土壤磷的吸附特征,但以Langmuir模型为最优。与对照处理相比,施用高炉渣的土壤吸附平衡常数k值增大,自由能ΔG降低,最大吸附量Xm和最大缓冲容量MBC提高;磷的解吸量增加,总解吸量和总解吸率分别是对照处理的1.05～1.25倍和1.02～1.36倍;施用高炉渣还能减弱吸附-解吸过程中的滞后效应。上述结果说明施用高炉渣可以改善土壤保蓄和供应磷的能力。     

高炉渣吸附废水中的铅

为探讨高炉渣去除水中铅的机理,采取等温吸附实验研究了高炉渣吸附铅的热力学特征,应用傅里叶红外光谱(FTIR)、X射线衍射(XRD)技术相结合的方法比较了吸附前后谱图的变化。实验结果表明,高炉渣吸附铅的平衡时间约为120 min;Freundlich方程可以很好地拟合不同温度下的吸附过程;平衡吸附量随温度升高有所减小,吉布斯自由能变化量为负值,吸附反应为一个自发放热过程。谱图分析显示,红外光谱980~1 100 cm-1和515 cm-1处波峰变化较为明显,X射线衍射谱在衍射角等于25°和35°附近出现了新峰;说明高炉渣内的Si—O—Si是主要吸附位点,参与反应的主要是炉渣内的硅氧键。