光谱法测定十二烷基苯磺酸钠临界胶束浓度

文章分别采用紫外光谱法和荧光光谱法测定了十二烷基苯磺酸钠(SDBS)在水溶液中的临界胶束浓度(CMC),并与表面张力法、电导率法的测定结果进行比较。研究表明,芘荧光探针光谱法测定CMC时样品用量少,检测灵敏度高,具有较高的准确性;测定SDBS的CMC为1.47 mmol/L,与紫外光谱法(1.90 mmol/L)以及传统的表面张力法(2.2 mmol/L)、电导率法(2.3 mmol/L)的测定结果相近。表明芘荧光探针光谱法是测定表面活性剂CMC的一种有效方法。     

臭氧预氧化对芘在天然有机物中分配行为的影响

以疏水性有机物——芘为代表,考察了臭氧预氧化处理对高稳定性有机污染物在天然有机物(NOM)中分配行为的影响.结果表明,芘在不同性质NOM中分配系数(K_oc)的大小与NOM中芳香结构和疏水基团含量有关,芘在液相、吸附相NOM中的分配行为受NOM自身特性、吸附性能及吸附剂表面有机碳覆盖率(f_oc)大小的影响.臭氧预氧化能够破坏NOM中的芳香结构和疏水结构,削弱NOM与芘之间的相互作用,降低芘的Koc,臭氧预氧化对吸附相NOM疏水结构的破坏是造成芘在吸附相NOM中分配能力降低的主要原因.     

模板剂十二胺对胺改性HMS吸附CO2的影响

以正硅酸乙酯为硅源、十二胺为模板剂制备中孔硅HMS-1,采用焙烧和乙醇萃取的方法去除其模板剂,所得材料分别为HMS-2与HMS-3,并将四乙烯五胺（TEPA）与二乙醇胺（DEA）混合负载于3种材料上,采用X射线衍射（XRD）、傅里叶红外（FTIR）与氮气吸附实验对材料进行表征,研究改性前后的HMS对常压下低浓度CO₂的吸附性能及再生能力.XRD与FTIR结果表明,TEPA与DEA已被成功负载到HMS孔道内.氮气吸附实验表明,保留模板剂和胺基改性后,材料的孔容显著降低.20℃下,初始浓度为10%的CO₂在材料上的吸附量顺序为：MA-HMS-1（3.29mmol/g） > MA-HMS-3（2.7mmol/g） > HMS-1（1.88mmol/g） > MA-HMS-2（1.65mmol/g） > HMS-2（1.33mmol/g）,模板剂的存在,不仅增加了CO₂的吸附位点,还对混合胺改性的HMS吸附CO₂起到了协同作用.在20~75℃范围内,MA-HMS-1与MA-HMS-3受温度影响最明显,65℃时吸附量达最大值;随着温度的升高,HMS-1的吸附量随温度升高持续降低;MA-HMS-2的吸附量基本不变.含胺基的4种材料（HMS-1、MA-HMS-1、MA-HMS-2与MA-HMS-3）在80℃下拥有优良的再生性能,经4次循环再生后,MA-HMS-1的再生率为97.5%,高于MA-HMS-2（83%）和MA-HMS-3（84%）,保留HMS的模板剂对材料的再生性能有明显促进作用.     

表面活性剂对极性有机物在沉积物上吸附的影响

研究了苯酚、苯胺和对硝基苯酚在沉积物-十二烷基苯磺酸钠(SDBS)体系中的分配特性.结果表明200mg/L和1200mg/L的SDBS存在下,苯胺和对硝基苯酚的沉积物-水分配系数均增大,分配作用的增大倍数与有机物的K_ow呈正相关;苯酚的分配系数则因表面活性剂存在浓度的不同分别增大和减小.十二烷基硫酸钠(SDS)、Triton X-100(TX100)和Brij30存在下,苯酚等温吸附实验表明:表面活性剂浓度约低于其临界胶束浓度(CMC)时,苯酚的吸附量增大;表面活性剂浓度约高于其CMC时,苯酚的吸附量比纯水中的吸附量小.     

表面活性剂对DDT在胶州湾沉积物上吸附行为的影响

采用批量定时取样法和批量平衡法,研究了低浓度阴离子表面活性剂十二烷基苯磺酸钠（SDBS）和阳离子表面活性剂十六烷基三甲基溴化铵（CTAB）存在下胶州湾沉积物对DDT的吸附特性及机制.结果表明,吸附过程符合伪二级动力学方程,吸附等温线可用Freundlich等温式较好地描述.在实验浓度范围内,SDBS和CTAB均利于DDT在沉积物上的吸附,且吸附速率和吸附能力均随SDBS和CTAB初始浓度的增加而增大,其中CTAB的影响更为显著.以p,p＇-DDT为例,当SDBS的浓度为10mg.L-1时,吸附速率常数k2由1.232×10-2 g.（μg.min）-1提高到4.193×10-2 g.（μg.min）-1,KF由2.866（μg.g-1）（L.μg-1）1/n增加到7.932（μg.g-1）（L.μg-1）1/n.另外本研究还分析了SDBS存在下温度对吸附过程的影响,结果表明,在283～308 K范围内,较低的温度有利于DDT的吸附,该吸附是一个自发的、放热的、熵增加的物理吸附过程,SDBS的存在使DDT在吸附过程中的ΔG0、ΔH0值更负,ΔS0值更小.该研究可为DDT在胶州湾中的迁移转化及其归宿提供一定的理论基础.     

臭氧氧化对天然有机物在氧化铝表面吸附行为的影响

为进一步明确臭氧预氧化对颗粒的脱稳作用,选用氧化铝（α-Al₂O₃）作为悬浮颗粒,考察了臭氧氧化后天然有机物（natural organic matters,NOM）特性及吸附行为的变化.结果表明,臭氧氧化能够破坏NOM的芳香结构,SUVA值降低25%～35%,氧化后酸性官能团含量增多,总酸度增加0.3～1.4 mmol·g^-1,分子量和极性的变化与NOM的性质有关;有机物初始浓度相对于臭氧投量较低时,NOM的溶解性增强,与其酸性官能团增加产生的吸附促进作用相抵消,因而吸附性能出现不变甚至降低的现象;有机物初始浓度较高时,臭氧能够起到强化NOM吸附的作用.采用2.5　mg·L^-1臭氧进行氧化后,以商用腐殖酸为代表的NOM的吸附形貌,由密集分布的球形对称聚集结构向网状结构过渡,分子之间的交联作用十分明显,吸附高度低于其氧化处理前,云母的表面覆盖率较氧化前略有提高.     

用于湿法净化黑烟表面活性剂筛选的数学模型研究

湿法净化燃煤窑炉中的黑烟,关键在于表面活性剂对炭黑的润湿、增溶和降低表面张力作用.根据研究筛选的数学模型,计算AEO-9和SDBS混合表面活性剂溶液的亲水亲油平衡值HLB、临界胶束浓度CMC与胶束形成吉布斯自由能ΔG0mf.通过实验测得不同配比AEO-9和SDBS溶液的CMC和处于该CMC时黑烟的去除效率η,分析混合溶液中HLB、CMC、ΔG0mf与η的关系,建立新的数学模型.结果表明,理论CMC与实测CMC吻合度较好;HLB与ln[CMC]线性相关;ΔG0mf与η存在二次函数关系.降低CMC可以有效增大HLB,增加溶解度,减小形成胶束的吉布斯自由能,降低表面张力,使形成胶束的反应更容易自发进行,有效提高黑烟去除效率.     

原位载铁中孔活性炭吸附As和天然有机物效能

采用配煤、原位浸渍和两步活化法制备了4种原位载铁活性炭（FGL1/2/3/4）,并以空白炭C-GL为基础的表面铁浸渍后改性炭（Fe-GL-2/3/4）为对照,研究了原位载铁炭对水中As和腐植酸（HA）的同步吸附效能.结果表明,炭化料原位载铁促进了比表面积（S_BET）和中孔结构的发育.其中,原位载铁炭FCL4（载铁量6.51%）在45Å~480Å的范围内的中孔容积（V_mes）比C-GL增加了0.1146cm³/g;而后改性载铁则造成S_BET和V_mes的显著降低.原位载铁同时促进了表面碱度的增加,保证了中性条件下更好的As离子吸附能力;FCL4对As（Ⅲ）和As（V）的Langmuir最大吸附量（L-Q_max）分别达到2.566和2.825mg/g.原位载铁炭进一步发育的中孔结构促进了对HA（<10mg DOC/L）的吸附效能,FGL4对HA的Langmuir最大吸附量（Q_HA）达到46.25mg DOC/g.As-HA共存体系内FGL4对各组分的吸附容量有所降低,但As（Ⅲ）和As（V）的吸附容量仍达到2.325和2.675mg/g.     

Cu-ZSM-5对燃气烟气中NO的吸附特性

由于燃气烟气中水含量高,从预处理条件、H₂O含量和O₂含量方面考察Cu-ZSM-5分子筛吸附NO的影响.实验结果表明：在5%O₂,无水条件下,Cu-ZSM-5（Si/Al=25）吸附效果最好,穿透吸附量为0.8371mmol/g;通过FT-IR验证NTP预处理能够有效去除Cu-ZSM-5分子筛中H₂O,并保留-OH吸附位;H₂O的存在能够明显抑制Cu-ZSM-5的吸附能力,在烟气含8%H₂O的条件下,Cu-ZSM-5穿透吸附量下降至0.09566mmol/g,相比之下,混合吸附剂CMS/La-Cu-ZSM-5=1/9穿透吸附量可达0.1889mmol/g;O₂的存在可以有效促进NO吸附,但在10% O₂时出现了氧抑制现象;通过TPD和FT-IR分析,Cu-ZSM-5吸附物种以NO₂,NO,-NO₃为主,而在8% H₂O条件下,-NO₃含量较少.     

膨润土对复合污染中表面活性剂的吸附及机理

选取阳离子表面活性剂氯化十六烷基吡啶(CPC)、阴离子表面活性剂十二烷基苯磺酸钠(SDBS)及非离子表面活性剂Triton X-100(TX-100)为代表,研究了其在膨润土上的吸附行为,探讨了膨润土阳离子交换容量(CEC)、温度、盐度对CPC吸附的影响.结果表明,Na基膨润土对CPC的吸附性能最好,对SDBS基本无吸附,对TX-100的吸附介于两者之间.Na基膨润土对CPC的吸附是阳离子交换和疏水键缔合共同作用的结果,对TX-100的吸附主要是通过其与膨润土硅氧表面间的氢键作用,同时通过疏水键作用形成吸附双分子层;SDBS在Ca基膨润土上的吸附损失量先增大后减小,在1.5倍临界胶束浓度 (CMC)时达到极大值,主要机理是SDBS与膨润土中的Ca²⁺产生沉淀作用,而胶束具有再溶解沉淀的作用.膨润土对CPC的吸附量随着温度升高而降低,随着CEC的增大而增大,一定浓度NaCl的加入有利于其在膨润土上的吸附.     

SDBS/Na+对红壤胶体悬液稳定性的影响

土壤中普遍存在的有机污染物和无机离子与土壤胶体颗粒的相互作用深刻地影响着土壤中一系列物理、化学和生物学过程.选取红壤胶体作为对象,利用动态光散射技术研究了不同浓度十二烷基苯磺酸钠(SDBS)和Na+作用下红壤胶体颗粒的凝聚过程,并结合体系的pH和Zeta电位分析了SDBS/Na+与土壤胶体颗粒相互作用的机制.结果表明:①相同浓度Na+作用下,随着SDBS浓度的升高,土壤胶体悬液稳定性增强.例如120 mmol·L-1Na+作用下,随着SDBS浓度从0 mmol·L-1升高到10 mmol·L-1,凝聚体有效粒径从702 nm下降至193 nm,总体平均凝聚速率从28.6 nm·min-1减小到3.36 nm·min-1;②相同浓度SDBS作用下,随着Na+浓度的升高,体系Zeta电位绝对值显著降低,凝聚体有效粒径逐渐增大,凝聚速率逐渐加快;③仅SDBS作用下,随着SDBS浓度的升高,体系Zeta电位绝对值从47.6 mV增加到62.2 mV,体系pH从6.17升高到6.76,但均小于土壤胶体悬液本身的pH(6.89).因此,SDBS通过疏水作用和静电作用吸附于土壤胶体颗粒表面,增加了颗粒表面的负电荷数量,降低了作用于胶体颗粒表面的有效Na+浓度(SDBS疏水长链的空间阻碍和高浓度SDBS所形成的胶束结构对Na+的吸附),使得胶体悬液稳定性增强,需要添加更多的Na+才能发生凝聚.     

Adsorption of atrazine by natural organic matter and surfactant dispersed carbon nanotubes

The aggregation and dispersion behaviors of carbon nanotubes (CNTs) can regulate the environmental spread and fate of CNTs, as well as the organic pollutants adsorbed onto them. In this study, multi-walled carbon nanotubes (MWNTs) and single-walled carbon nanotubes (SWNTs) were surface modified with humic acids from di erent sources and with surfactants of di erent ionic types. The dispersion stability of surface modified CNTs was observed by UV-Vis spectrophotometry. The e ect of humic acid and surfactant dispersion on the adsorption of atrazine by CNTs was investigated by batch equilibrium experiments. Both humic acid and surfactant could e ectively disperse MWNTs, but not SWNTs, into stable suspensions under the studied conditions. Surface modified CNTs had a greatly reduced capacity for adsorption of atrazine. The inhibitory e ect of peat humic acid was relatively stronger than that of soil humic acid, but the two surfactants had a similar inhibitory e ect on atrazine adsorption by the two CNT types. Increases in surfactant concentration resulted in rapid decreases in the adsorption of atrazine by CNTs when the surfactant concentration was less than 0.5 critical micelle concentration.     

表面活性剂对二嗪磷在不同土壤中吸附迁移的影响

采用批量平衡法和薄层层析法, 分别研究了不同浓度的3种表面活性剂十二烷基苯磺酸钠(SDBS)、Tween80和十六烷基三甲基溴化胺(CTAB) 对二嗪磷在湖南省具有代表性的6大土类、9种不同母质土壤中吸附和迁移性能的影响. 结果表明, SDBS能够明显地降低各种土壤对二嗪磷的吸附, 促进二嗪磷的迁移作用, 并且吸附平衡系数(Kd)、比移值(Rf)分别随SDBS浓度增大而增大、减小.浓度成显著的负相关和正相关关系.Tween-80和CTAB对二嗪磷在土壤中的吸附和迁移表现出一定的相似性, Tween-80浓度在0.1~2倍临界胶束浓度(CMC)范围内(CTAB浓度为0.80~87.43 mg·L-1), 其Kd值、Rf值分别随表面活性剂浓度增大而增大、减小, 而Tween-80浓度在2~5倍临界胶束浓度的范围内(CTAB浓度为87.43~191.60 mg·L-1.), 则出现与之相反的变化趋势.     

Novel Al-doped carbon nanotubes with adsorption and coagulation promotion for organic pollutant removal

Al-doped carbon nanotubes (Al-doped CNTs) were prepared as a multifunctional integrated material of adsorbent and coagulant aid for organic pollutant removal from aqueous solution. It was observed that aluminum species were dispersed homogeneously on the surface of CNTs, and mainly anchored onto defect structures of the CNTs. The introduction of aluminium efficiently improved adsorption ability for methyl orange (MO) onto the CNTs, and maximum adsorption capacity calculated from the Langmuir isotherm model can reach 69.7 mg/g. The MO adsorption kinetics can be better described by the pseudo-second-order and pore diffusion kinetic models, and the diffusion of MO anions into pores of the Al-doped CNT adsorbent should be the rate-determining step. Thermodynamic analyses indicated that the adsorption of MO onto Al-CNTs-2.0 was endothermic and spontaneous. Moreover, adsorption capacity for MO on the Al-doped CNTs was evidently dependent on the CNT dose, solution pH and adsorbent dose. From the perspective of low-cost and multifunctional, suspension obtained during the Al-doped CNT adsorbent preparation, was tested as coagulant to remove humic acid (HA). A significant observation is that the suspension exhibited an excellent coagulation performance for HA, because abundant aluminous polymer and Al-doped CNTs existed in the suspension.     

SDBS胶束体系热力学性质的研究

文章选用十二烷基苯磺酸钠为研究对象,在(25±0.02)℃下,用Na+选择性电极法测量不同浓度的电动势(EMF),求出其临界胶束浓度(cmc)及反离子结合度,得出反离子与胶束结合的经验平衡常数Kass。在25～50℃范围内,每隔5℃电导率随温度的变化,求出对应温度下的cmc及其相应的一系列热力学参数。在实验温度范围内,吉布斯自由能均为负值,胶束化可以自发进行;焓变为正值,胶束化过程吸热,且属于熵驱动过程,有18.67%的T△micS0增加对胶束稳定性增加有贡献,以上特征参数的确定,可为研究表面活性剂溶液的各种应用以及处理技术提供重要参考。     

北京土壤对甲苯和萘的吸附及影响因素分析

通过静态吸附实验,研究了北京地区土壤对甲苯和萘的吸附行为,考察了温度和表面活性剂对甲苯和萘吸附的影响.结果表明,尽管7种土壤对甲苯和萘的吸附能力差别较大,但其吸附等温线均很好的符合Freundlich吸附模式;同一土壤中,萘的吸附量大于甲苯的吸附量.温度升高不利于甲苯和萘在土壤中的吸附.十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)和十二烷基苯磺酸钠(SDBS)均利于甲苯和萘在土壤表面的解吸,CTAB和SDBS对甲苯和萘的解吸率最高分别可达27.5%、12.1%和64.3%、48.8%,说明SDBS的解吸效果更好.甲苯     

表面活性剂溶液中多氯联苯溶解的特性

对表面活性剂溶液中多氯联苯的溶解特性进行了研究.发现非离子型表面活性剂对多氯联苯增溶效果优于阴离子型表面活性剂;在浓度大于临界胶束浓度(CMC)范畴,不但表面活性剂的增溶效果远较其浓度低于CMC时为佳,而且表面活性剂浓度与多氯联苯的溶解度成正比地线性相关,此结果说明,表面活性剂主要通过形成胶束来增加多氯联苯的溶解度.多氯联苯在非离子型表面活性剂胶束溶液中与在正己烷中的紫外-可见光谱相似,进一步说明胶束内的多氯联苯分子主要分布于类似正己烷的疏水胶核区域.在十二烷基醇聚氧乙烯(10)醚溶液中,所试多氯联苯的辛醇-水分配系数(K_ow)与其胶束-水分配系数(K_m)存在很好的线性相关关系.     

载铁活性炭对水中草甘膦吸附性能研究

通过浸渍-焙烧法制备载铁活性炭,并用SEM电镜分析了载铁活性炭表面形态,研究了载铁活性炭(Fe-AC)对草甘膦溶液的吸附等温线和吸附动力学,并分析了各种影响因素对载铁活性炭吸附性能的影响.实验表明,Freundlich方程可以对Fe-AC草甘膦吸附等温线进行很好拟合,最大吸附量约为5.8mmol/g;其吸附动力学过程用Lagergren方程拟合,吸附速率常数在0.088min-1左右,且随着温度的升高逐渐减小.根据Kannan & Sundaram颗粒内扩散模型拟合,颗粒内扩散速率常数kp大于10mg·min-1/2/g,并随着起始温度的升高而减小.由于草甘膦的存在形态和Fe-AC材料表面性质的变化,AC-Fe对草甘膦的吸附能力随水溶液的pH升高而降低.NaCl的存在产生拮抗效应使得Fe-AC对草甘膦的吸附容量大大下降,随着NaCl浓度增加至4g/L后,盐析效应开始占主导地位,使得Fe-AC的吸附容量略有增加;由于草甘膦分子的空间位阻效应和亚磷酸根与载铁活性炭表面形成较强的络合物,使得随亚磷酸根浓度的升高Fe-AC对草甘膦的吸附量持续下降.     

复配表面活性剂水溶液处理甲苯气体的研究

以非离子表面活性剂吐温-20(Tween-20)为主表面活性剂,添加助表面活性剂十二烷基苯磺酸钠(SDBS)以及助剂氯化钠,形成复配水溶液吸收剂处理VOCs废气.以甲苯为VOCs的典型代表,研究了Tween-20,Tween-20/SDBS和Tween-20/SDBS/氯化钠3种水溶液吸收剂的临界胶束浓度(CMC)及其对甲苯去除率的影响.结果表明,当表面活性剂浓度达到CMC时,水溶液对甲苯的吸收效果开始明显增强,加入助表面活性剂SDBS和助剂氯化钠有利于甲苯的去除,同时可降低溶液的CMC,减少表面活性剂的用量,降低水溶液吸收法处理VOCs成本.当空气流量G为300mL/min、液体喷淋量L为75mL/min、进口甲苯浓度800mg/m3、温度T为30℃时,分别以Tween-20、Tween-20/SDBS(摩尔比1/4)和Tween-20/SDBS/氯化钠(摩尔比1/4/0.1)的水溶液为吸收剂,且浓度均为1CMC时,甲苯去除率分别为56%、70%和77%,三元复配表面活性剂水溶液的吸收效果最佳.     

十二烷基苯磺酸钠对异丙草胺光解体系的影响

研究了不同浓度的阴离子表面活性剂十二烷基苯磺酸钠(SDBS)对除草剂异丙草胺在水溶液中光解的影响。结果表明,表面活性剂不直接参与异丙草胺的光反应;在ρ(SDBS)小于其临界胶束浓度(CMC)时,SDBS对异丙草胺的光反应有微弱抑制作用,而ρ(SDBS)大于其CMC时,SDBS胶束的形成对异丙草胺的光反应有加速的趋势。推测是由于ρ(SDBS)在达到CMC之前,对光解的影响以光吸收作用为主,对异丙草胺光解有一定的抑制;而达到CMC后,胶束对异丙草胺有富集作用,胶束内部类似有机相的环境,利于异丙草胺光反应,此时SDBS对光解的作用就以加速光解为主。