碳纳米管对水中低浓度红霉素的吸附特性研究

采用多壁碳纳米管对自然水体中低浓度红霉素进行吸附试验,测定了其动力学曲线和吸附等温线,并计算了热力学参数,考察了p H值、离子强度和腐殖酸对吸附过程的影响。结果表明:碳纳米管对红霉素的吸附在前40 min为快速吸附阶段,200 min时基本达到吸附平衡,动力学曲线符合准二级动力学模型;Freundlich模型能够更好地拟合吸附试验数据,热力学参数表明多壁碳纳米管对红霉素的吸附为自发吸热过程;吸附活化能Ea表明多壁碳纳米管与红霉素之间的强吸附作用是以化学吸附为主的过程,碳纳米管表面含氧官能团含量决定平衡吸附量;离子强度对吸附有明显的影响;p H值在5~9时,提高溶液p H值有利于提高对红霉素的吸附量;适量的腐殖酸使碳纳米管对红霉素的吸附量显著增加。     

油污土壤修复过程水溶性有机物光谱特性研究

利用石油污染土壤中筛选出的2株石油降解菌(铜绿假单胞菌和凝结芽孢杆菌)修复油污土壤,采用紫外光谱法和三维荧光光谱法对油污土壤修复过程中的水溶性有机物(DOM)变化进行了半定量分析.结果表明:1)紫外光谱分析中接种外源微生物前后油污土壤DOM的SUVA254值和ABS285值均有不同程度的减少,说明DOM相对分子质量降低,含有的芳香族和不饱和共轭双键结构减少,其芳构化程度降低;2)随着油污土壤生物修复的进行,与未接种石油降解菌的土壤相比,投加降解菌的油污土壤中水溶性有机物芳香族类蛋白质含量呈降低趋势,紫外区类富里酸呈增加趋势.荧光光谱半定量分析结果表明,接种外源微生物可明显减小石油污染土壤中水溶性有机物的芳构化程度.     

固定化微生物吸附剂对Cr3+的吸附特性研究

从皮革铬鞣、复鞣污泥等处分离、纯化出4株菌株TP、XB、MY和TQ,采用海藻酸钠悬滴法并添加膨润土制成微生物固定化吸附剂,研究该吸附剂对低质量浓度Cr3+的吸附特性。结果表明,4种固定化颗粒对低质量浓度Cr3+有较好的吸附作用。实验室条件下,当吸附温度为30℃时,6 h后固定化吸附剂进入缓慢吸附和平衡吸附阶段。吸附等温曲线拟合研究表明,不同温度下吸附剂适合不同的等温模型。4种微生物吸附剂均与Lagrange拟二级动力学模型拟合最佳,且吸附量从高到低为TQ、TP、XB、MY。颗粒内扩散模型研究表明,20℃下XB和MY对Cr3+的吸附分为快速吸附和缓慢吸附阶段;30℃和40℃下固定化颗粒均呈现表面吸附—缓慢吸附—平衡吸附过程。热力学研究表明,吸附反应均属于自发进行的吸热过程,并且均是化学吸附。     

西北黄土对五氯酚钠的吸附及影响因素研究

以西北地区天然黄土为供试土样,通过吸附热力学和动力学试验研究了五氯酚钠(PCP-Na)在黄土上的吸附行为,并对可能的影响因素如溶液pH值、初始质量浓度及土壤粒径对PCP-Na在供试土样上吸附的影响进行了探讨。结果表明:PCP-Na在西北黄土上的动力学吸附过程符合准二级吸附动力学模型,其平衡吸附时间为16 h;西北地区黄土对PCP-Na的等温吸附较好地符合Freundlich吸附模型;黄土对PCP-Na的吸附自由能变(ΔG)、吸附焓变(ΔH)及吸附熵变(ΔS)均为负值,表明吸附是一个自发的放热过程,并且吸附过程中体系混乱度减小。溶液pH值和初始质量浓度对PCP-Na在黄土上的吸附影响较大。溶液pH值在4~10之间升高,PCP Na平衡吸附容量呈先减小后增大的趋势,当溶液pH值为6时吸附容量最小;PCP-Na初始质量浓度从6 mg/L增至40 mg/L,其在黄土上的吸附容量从33.43 mg/kg增至100.93 mg/kg。黄土颗粒粒径越小,PCP-Na在土样上的吸附容量越大,黄土粒径由0.075 mm增至0.425 mm,吸附容量由134.26 mg/kg降至28.71 mg/kg。     

改性钢渣颗粒吸附去除废水中磷的研究

利用酸、碱、盐、水及煅烧等对钢渣颗粒进行改性,研究改性方法、煅烧温度和煅烧时间对钢渣吸附除磷的影响,并通过表面特征分析、吸附动力学试验和吸附等温试验研究优选改性钢渣和未改性钢渣吸附除磷的特征.结果表明,粒径为0.9～2 mm的钢渣经过3mol/L NaOH浸泡24h和800℃煅烧1h改性后对磷的吸附效果最佳,最大吸附量可达13.39 mg/g,比未改性钢渣提高了60.75％.扫描电镜和比表面积分析可知,钢渣经碱改性后表面变粗糙,吸附孔径变小,比表面积和孔容变大.准一级动力学模型能较好地描述未改性钢渣对磷的吸附过程,碱改性钢渣的吸附动力学过程则符合Elovich模型.未改性和碱改性钢渣对磷的吸附过程均可用Langmuir吸附等温方程较好地拟合.     

碳纳米管对亚甲基蓝的吸附性能研究

碳纳米管的一维管状中空结构,对有机物具有吸附能力,有望用于废水处理.本文通过理论分析和试验验证,探讨了采用碳纳米管时亚甲基蓝溶液浓度、溶液pH值、吸附时间和吸附温度等对吸附过程的影响,分析了碳纳米管对亚甲基蓝的吸附机理.结果表明,碳纳米管对亚甲基蓝的吸附在3 h达到平衡,吸附速率常数为384.49 h-1;吸附过程遵循Langmiur方程;碱性条件有利于吸附的进行;随着温度的升高,碳纳米管对亚甲基蓝的吸附量增加.吸附机理为,碳纳米管对亚甲基蓝的吸附是一个吸热过程,第一层吸附包含物理吸附和化学吸附,而多层吸附则是物理吸附.     

花生壳吸附Cr(Ⅵ)动力学方程研究

通过试验对粒径介于0.25～0.50mm的花生壳颗粒吸附Cr(Ⅵ)的动力学行为进行探讨,从吸附时间、pH值、吸附剂投加量、温度、Cr(Ⅵ)的初始质量浓度方面对吸附性能的影响进行研究.结果表明,最佳吸附条件为:Cr(Ⅵ)初始质量浓度100 mg/L,pH=2.0,振荡速度140 r/min,温度30℃.此时Cr(Ⅵ)的吸附率可达到90%以上.用Lagergren一级吸附速率方程、二级吸附速率方程及平均绝对偏离率对以上因素对吸附件能的影响数据进行处理,发现二级吸附动力学模型可以更好地描述各种影响因素条件下的吸附过程.二级吸附速率常数随着溶液pH值和Cr(Ⅵ)初始质量浓度的减小而增大.在低浓度和低pH值的条件下,Cr(Ⅵ)主要以HCrO4-形式存在,并且HCrO4-是花生壳主要吸附的Cr(Ⅵ).二级吸附速率常数随着溶液温度的升高而快速的增加.温度对反应速率的影响可以通过Arrhenius方程来描述,所得曲线近似为直线方程,决定系数R2=0.986 2,反应的活化能Ea为8.67kJ/mol,该反应活化能在物理吸附反应活化能范围(0～40 kJ/mol)内.     

天然腐殖酸对柴油在寒旱区黄土上吸附特性的影响

选用西北寒旱区黄土为供试土样,通过热力学和动力学吸附试验研究了干旱区低有机质黄土对柴油的吸附行为,以及提取的天然腐殖酸对柴油在黄土上吸附行为的影响。结果表明,无论是否加入腐殖酸,柴油在黄土颗粒上的吸附都符合Freundlich方程,且腐殖酸质量浓度对柴油的吸附量有显著影响。在27℃时,加入10 mL质量浓度为40 mg/L的腐殖酸溶液后,柴油在黄土上的饱和吸附量由12.034mg/g减小为7.407 mg/g,且吸附量随温度的升高而降低,表明吸附为自发的放热过程。描述柴油在黄土上吸附动力学的最优方程为Elovich方程,其次为双常数方程。无论是否加入腐殖酸,黄土对柴油的吸附都在短时间内达到平衡。对吸附影响因素的分析结果表明,柴油在黄土上的吸附随溶液pH值的增大而降低;黄土颗粒粒径越小,柴油在土样上的吸附量越大。     

改性活性炭对废水中甲醛的吸附研究

通过浸渍-焙烧的方法制得铁改性活性炭,并将之应用于废水中甲醛的吸附.分别考察了吸附时间、初始溶液质量浓度、吸附剂投加量对改性活性炭吸附甲醛效果的影响,并研究了铁改性活性炭对甲醛水溶液的等温吸附及动力学.结果表明:在25℃、活性炭投加量为10 g/L、吸附时间为360 min时,铁改性活性炭对甲醛的去除率为91.8％;用准一级、准二级及内扩散动力学模型拟合吸附过程,准二级动力学模型符合该吸附过程;用Langmuir和Freundlich模型描述等温吸附过程,该吸附过程服从Langmuir模型,饱和吸附量为3.396 7mg/g.     

环境有机质对FeS-水体系中林丹脱氯转化的影响

采用批处理方法,评价几种典型的环境有机质对缺氧或无氧FeS-水体系中,林丹非生物脱氯转化动力学的影响.测定了不同反应介质条件下,林丹的非生物脱氯转化速率和产物的分布.结果表明,反应体系中高浓度的表面活性剂对林丹的转化有明显的抑制作用,转化速率为对照体系的18%;萘醌对林丹转化的速率及其产物分布均没有明显的影响;加入25 mg/L胡敏酸可使林丹的转化速率提高1.29倍;加入2 mmol/L 2,2'-联吡啶明使林丹的转化速率提高2.2倍.研究表明,水生态环境中与FeS共存的有机物可能对有机氯污染物的自然衰减产生较大影响.     

改性铁锰结核对水中氟离子的吸附作用研究

我国高氟地下水分布广泛,经济、高效的饮用水除氟技术受到广泛关注.而海底铁锰结核具有很大的比表面积和很好的吸附性能,可作为潜在的除氟材料.本文利用不同剂量的改性剂三氯化铁溶液对铁锰结核进行改性.结果表明,当改性剂剂量大于0.5 mmol/g后,吸附剂的除氟效率达到最大且较稳定,约为91%,因此,确定改性剂的最佳剂量为0.5 mmol/g.研究了吸附反应时间、氟离子初始浓度、PH值对改性吸附剂除氟性能的影响,并探讨了改性材料的除氟机理.结果表明,改性吸附荆对氟离子的吸附符合Lagergren二级吸附动力学方程.Langmuir吸附等温模型可以很好地描述氟离子的吸附特性,溶液中氟离子是通过单层模式吸附到改性材料表面的.改性材料在pH值3.5～6时具有较好的吸附稳定性.三氯化铁改性的铁锰结核是一种较为理想的除氟材料.     

两种不同极性有机物在离子饱和黏土矿物上的吸附行为

探讨非极性的菲和极性的1,3-二硝基苯在不同阳离子饱和高岭石和蒙脱石上的吸附机制。结果表明,不同阳离子饱和矿物对1,3-二硝基苯的吸附量均高于菲。1∶1型高岭石阳离子交换量和比表面积均低于2∶1型蒙脱石,对菲和1,3-二硝基苯的吸附量也较弱。Zeta电位按照K+、Ca2+和Al3+饱和矿物的顺序从负电荷方向逐渐趋于0,表明矿物表面疏水性逐渐加强,与菲的疏水性作用更强。X射线衍射分析显示,离子饱和矿物吸附菲后层间距增大,表明菲进入层间。Al3+饱和蒙脱石吸附菲前后层间距均为最大,对菲的层间容纳能力最强,因此,Al3+饱和矿物对菲的吸附量均高于K+和Ca2+饱和矿物。K+较弱的水分子竞争及空间位阻作用使得K+饱和矿物对1,3-二硝基苯的吸附量更高,3价的Al3+相对2价的Ca2+具有更强的阳离子架桥能力,提高了1,3-二硝基苯在Al3+饱和矿物上的吸附量。     

不同环境条件下黑土对四溴双酚A的吸附动力学特征

采集吉林省松源农田的黑土样品,研究四溴双酚A在黑土中的吸附动力学特征,并探讨了pH值、离子强度(CaCl_2)、温度等不同环境条件对吸附动力学的影响。结果表明,四溴双酚A在黑土中的吸附过程可以分为快速吸附阶段(0~4 h)和慢速吸附阶段(4~48h),并于48 h达到吸附平衡。黑土对四溴双酚A的吸附符合拉格朗日准二级动力学方程和内扩散模型,表明该吸附过程以化学吸附为主,而吸附过程的限速步骤为颗粒间扩散。pH值等环境条件对吸附有明显影响,当pH值在6~9时,随pH值降低,黑土对四溴双酚A的吸附速率加快且平衡吸附量增加;离子强度(CaCl_2)为0.001 mol/L、0.01 mol/L、0.1 mol/L时,离子强度增大,黑土对四溴双酚A的吸附速率加快但平衡吸附量减小;温度为15℃、25℃、35℃时,随着温度升高,黑土对四溴双酚A的吸附速率加快且平衡吸附量增加。     

水溶性有机物和非离子表面活性剂对土壤中芘生态毒性的影响

采用生物培养和物理化学试验研究了水溶性有机物(DOM)和非离子表面活性剂对土壤中芘生态毒性的影响.结果表明,水溶性有机物具有表面活性.水稻根的芘毒害敏感区间为0～200 mg/kg,100 mg/kg是土壤中芘对水稻根伸长最大抑制率质量比.DOM的存在会降低芘的生态毒性,且芘生态毒性的降低程度随DOM质量浓度的增大而增大.在试验条件下,DOM和表面活性剂单一作用对芘生态毒性均有减轻的趋势;当DOM和表面活性剂共存时,芘的生态毒性则比DOM单独作用时的结果弱,而强于表面活性剂单独作用的结果.     

不同质地土壤中四环素类抗生素的吸附解吸特性研究

抗生素滥用导致的低浓度抗生素环境暴露诱导产生抗生素耐药基因,对人类健康构成潜在威胁。土壤是抗生素类污染物的主要容纳库,也是其迁移进入水环境的必经路径。采用批平衡吸附试验法,研究了四环素和土霉素在不同质地土壤(黏土、壤土和砂土)中的吸附和解吸行为。结果表明,黏土、壤土和砂土对四环素和土霉素的吸附过程可分为快速吸附阶段和慢速平衡阶段。吸附行为均可用Freundlich模型描述,平均拟合决定系数为0.996,其中壤土对四环素和土霉素的吸附能力最强,砂土的吸附能力最弱。四环素和土霉索在黏土和砂土中属于"S型"等温吸附,在壤土中的吸附属于"L型"等温吸附。研究表明,四环素在土壤中的吸附以物理吸附为主,且在黏土、壤土和砂土中解吸过程的滞后系数明显高于土霉素。