改性蒙脱土颗粒吸附直接染料的分形特征

研究了改性蒙脱土颗粒(050823和MMT35)吸附2种直接染料(直接耐晒黑G和直接大红4BE)的吸附特性,并从类分形动力学规律、颗粒吸附染料前后的表面分形特征变化等方面对上述吸附过程进行了探讨.结果表明,颗粒对染料的吸附可分为快速的边缘覆盖和缓慢的晶层吸附2个过程.整个吸附过程符合准-二级反应动力学方程,并且染料进入晶层的吸附阶段具有类分形特征.除MMT35-直接大红4BE染料吸附体系外,Freundlich、Langmuir吸附等温模型的非线性方程、不同形式的线性方程及分形Langmuir模型对其余3个吸附体系(050823-直接耐晒黑G、050823-直接大红4BE、MMT35-直接耐晒黑G)等温线数据的模拟均取得了较好的效果,其中,非线性方程是获得统一模型参数较好的方法.此外,染料分子主要通过静电引力/斥力和范德华引力的综合作用吸附在颗粒上,并通过晶层膨胀和开孔作用,使颗粒表面粗糙度增加,相应的表面分形维数Ds升高.     

颗粒活性炭吸附染料的类分形动力学特征的研究

建立了复杂分子吸附反应时指数h与分形子谱维数ds、分形介质的表面分形维数Ds 的关系式.对吸附动力学数据的模拟表明,不同温度下6种染料在颗粒活性炭表面的吸附过程符合非线性动力学.吸附速率一般随着温度的升高而增加,反应活化能在0 2 0～1 75kJ·mol- 1 之间.上述反应为快速反应.进一步分析表明,该吸附过程具有类分形动力学特征,吸附反应的逐时速率系数k与反应时间t呈指数关系;相应的分形子谱维数ds<2 .随着染料的初始浓度的增加,ds 也随之增加,而h和k0 值通常会随之降低.吸附3种酸性染料时,h和k0 值在本实验的温度范围内均随着温度的升高而增加;其它3种直接性染料也大都呈现h随着温度的升高而增加的趋势.上述吸附反应中有效反应级数x也与ds、Ds 有关,呈现分数反应级数     

粘土吸附水中氟离子的研究

研究了粘土和明矾去除饮用水中氟离子的机理,探讨了pH值、溶液温度、氟离子浓度和吸附时间对粘土吸附饮用水中氟离子的影响。结果表明,粘土对饮用水中氟离子具有较好的吸附效果,是较为理想的饮水除氟材料。     

沉积物颗粒表面分形特征的研究

通过一阶分子连接性指数^1X与分子表面积TSA之间的相关性计算出吸附分子的尺度，采用分形吸附等温线法计算出妫河沉积物的Ds为2．379，官厅沉积物的Ds为2．836．基于沉积物对N2的吸附．脱附等温线数据，采用FHH(Frenkel-Halsey-Hill)方程计算出两种沉积物的表面分形维数Ds，发现官厅沉积物与妫河沉积物的Ds相差不大；温度影响Ds主要是由于升温改变了沉积物的组成与结构．在本实验中采用热力学模型(thenmodynamic model)计算出的Ds值大都超过3．此外，沉积物的Ds与其比表面积、矿物含量、CEC、有机质的相关性差．以萘、菲、芘作为码尺计算出的Ds并不完全是表面空间填充能力的客观表现，而是表面吸附过程的一个重要的综合性特征参数．     

黄粘土对氰化物的吸附试验

制备了１００ｍｇ．ｋｇ＾－１、１０ｍｇ．ｋｇ＾－１、０．５ｍｇ．ｋｇ＾－１三种不同含ＣＮ量的泥土样，测定其深度随时间的变化情况，结果表明，含ＣＮ标液与土壤混合的肯间吸附作用较强，其降解率分别为３５．４％、５１．４％和６８．０％，之后，含ＣＮ浓度随时间的变化符合Ｃ＝Ｃ０ｅ＾ｋｔ之模式，制备样中ＣＮ的的浓度愈大，Ｋ值愈小，初愈小，Ｋ值愈大。     

ABR成熟颗粒污泥的分形特征与尺度效应

建立了基于SEM照片研究ABR成熟颗粒污泥分形特征的操作程序,采用Photoshop、Newscan和Fips程序对该图形进行处理和分形维数计算.颗粒污泥的计盒维数值处于1.85以上,第3格室和第5格室形成的颗粒污泥较为致密.不同格室颗粒污泥边界的计盒维数的值在1.10左右,表明它们的边界或表面是不规则的,而且第1格室和第5格室形成的颗粒污泥的表面不规则程度高一些.颗粒污泥边界的圆规维数计算结果也表明其表面是不规则的,而且每一个颗粒污泥都存在2个分形维数的尺度区间,有的区间跨度达一个数量级.另外,不同的计算维数的方法会导致结果的差异.建立不同尺度域下的分形维数与颗粒污泥的组成、结构及物化特征的关系将具有重要意义.     

阴离子粘土(LDH)对DNA吸附行为的研究

以4种阴离子粘土做吸附剂,研究了阴离子粘土对DNA的吸附行为.同时,采用XRD、FTIR、UV-vis等表征手段对吸附前后的材料进行研究.吸附结果显示,二元阴离子粘土对DNA的吸附量高于三元阴离子粘土;3:1型阴离子粘土对DNA吸附力强于2:1型阴离子粘土.4种材料对DNA的吸附均符合Langmuir、Freundlich两种吸附等温模型,且Langmuir吸附等温模型拟合度更高,说明阴离子粘土对DNA的吸附为单层吸附.XRD结果显示,吸附前后阴离子粘土基本结构并未发生改变,晶形完好,层间距未有明显变化,表明阴离子粘土对DNA的吸附仅发生在表面,DNA并未进入阴离子粘土层间结构中.UV-vis及电泳结果显示,吸附前后DNA的构型并未发生改变,阴离子粘土的吸附并未对DNA产生较大的影响.     

聚电解质溶液中粘土颗粒的ξ电位

分别测定了5种不同分子量和5种不同分子链电荷密度的阴离子聚电解质高分子在钠蒙脱石粘土颗粒表面吸附前后粘粒的ξ电位；讨论分析了分子结构和体系环境对粘粒ξ电位的影响以及聚电解质对粘土－水分散体系的稳定作用。     

水环境中典型纳米颗粒对菲的吸附特征

以典型三环多环芳烃菲为代表,选取11种典型纳米颗粒对水中不同浓度的菲进行吸附实验,探究水体中的纳米颗粒对菲的吸附特征.结果表明,Freundlich模型对所有样品的拟合结果最好.logKFr值显示,有机膨润土及3种炭黑对菲的吸附作用最强,且远远大于其他纳米颗粒.有机膨润土对菲的吸附表现为线性吸附(n=1.08),而3种炭黑均表现出显著的非线性特征(n＜0.5),且非线性特征随吸附能力的增强而增强,其他几种纳米颗粒均表现出非线性吸附特征(n＜0.9).水中所有的纳米颗粒在与菲作用的过程中,吸附的强弱与颗粒表面电位、粒径及比表面积均无显著相关性,即对于所有纳米颗粒来说,这几种性质并不是决定吸附作用的最主要因素,而吸附剂的化学组成及结构特性可能是引起吸附作用差异的主要原因.     

有机物对重金属在粘土中吸附行为的影响

实验选用填埋场垃圾降解过程中“产酸阶段”和“产甲烷阶段”产生的己酸和腐殖酸及重金属 Cd、Pb、Ni、Zn和 Mn为研究对象 ,研究有机物存在对粘土吸附重金属的影响 .结果表明 :粘土对纯重金属的吸附随着溶液 p H值升高而增强 ;对己酸的吸附随着溶液 p H值升高而增强 ,对腐殖酸的吸附随着溶液 p H值升高而减弱 .当溶液中己酸和重金属共存时 ,由于竞争吸附使得粘土对重金属的吸附能力普遍有较小幅度的下降 ;当溶液中存在腐殖酸和重金属共存时 ,粘土对重金属的吸附能力增强 ,主要是由于酸性条件下富里酸发生解离后与重金属络合 ,其络合物与粘土颗粒有一定的结合能力 ,增强了粘土对重金属的吸附能力 .     

坡缕石黏土污泥对水相中亚甲基蓝吸附研究

利用坡缕石黏土污泥(从木质素磺酸钠废水中得到)和酸化的坡缕石黏土(1mol/L盐酸)作为吸附剂对水相中的亚甲基蓝进行吸附研究,并利用透射电镜(TEM)、红外光谱(FT-IR)、X-射线衍射(XRD)及Zeta电位分析对两种吸附剂的结构及表面电性进行了表征.结果表明:当吸附剂用量为10mg,温度为30℃时,1mol/L盐酸酸化的坡缕石黏土最大吸附量为97.50mg/g,坡缕石黏土污泥最大吸附量为98.7mg/g.选取坡缕石黏土污泥作为最佳吸附剂,对污泥吸附亚甲基蓝的吸附等温线、吸附热力学及吸附动力学模型进行了研究,结果显示:此吸附过程为自发吸热过程,吸附等温线更符合Langmuir模型,吸附动力学符合准二级动力学模型.     

Description of adsorption of hydrophobic organic compounds on sediment using multi-component adsorption model

ＩｎｔｒｏｄｕｃｔｉｏｎＴｈｅｔｒａｎｓｐｏｒｔａｎｄｆａｔｅｏｆＨＯＣｓｉｎｔｈｅｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔｉｓｈｉｇｈｌｙｄｅｐｅｎｄｅｎｔｕｐｏｎｔｈｅｉｒｓｏｒｐｔｉｖｅｂｅｈａｖｉｏｒｏｎｓｏｉｌａｎｄｓｅｄｉｍｅｎｔ.ＭａｎｙｓｔｕｄｉｅｓｈａｖｅｂｅｅｎｒｅｐｏｒｔｅｄｔｈａｔｔｈｅｐｒｅｄｏｍｉｎａｎｔｓｏｒｂｅｎｔｏｆＨＯＣｓｉｎｓｏｉｌ ｓｅｄｉｍｅｎｔｉｓｎｏｒｍａｌｌｙｔｈｅｓｏｉｌ ｓｅｄｉｍｅｎｔｏｒｇａｎｉｃｍａｔｔｅｒ (ＳＯＭ)ｆｒａｃｔｉｏｎ ,ａｎｄｔｈｅｓｏｒｐｔｉｏ…     

纳米硒化银的生物合成及其对染料的吸附去除

利用菌株Pantoea sp.IMH实现了硒化银纳米颗粒的生物合成,同时,结合高分辨透射电镜(HRTEM)、能谱成像(EDX-mapping)、X射线粉末衍射(XRD)等多种表征手段对硒化银纳米颗粒进行了表征分析.结果表明,所合成的硒化银纳米颗粒的粒径为10~20 nm,其纳米颗粒的晶面间距为0.225 nm,对应于Ag2Se的(031)晶面.所合成的纳米颗粒的衍射环对应的标准Ag2Se晶面为(013)、(031)和(113)面.XRD结果表明,纳米颗粒的晶面为(111)、(112)和(004)晶面,说明菌株IMH能够合成纳米硒化银晶体.通过以不同电性的染料分子亚甲基蓝(阳性)、日落黄(阴性)、靛蓝(中性)作为目标分子进行吸附去除应用探索,发现硒化银纳米颗粒对阳性和中性染料分子有良好的吸附去除效果.这是由于硒化银纳米颗粒表面带有负电荷(Zeta电位分别为-11.8 m V(p H=5)、-13.0 m V(p H=7)、-13.0 m V(p H=9)).本研究为硒化银纳米颗粒的生物合成提供了新思路,拓展了硒化银纳米颗粒的合成方法.     

改性粘土矿物的制备及其对水体中二氯喹啉酸的吸附研究

采用固-液吸附法,以天然钙基蒙脱石为原料,硫酸和十六烷基三甲基溴化铵(HDTMAB)为改性剂,制备了3种改性蒙脱石,并借助X-射线衍射、比表面积全分析及有机碳含量测定对所得的改性蒙脱石进行表征.结果表明,先酸化后再进行有机改性所得的改性蒙脱石(AHM)不仅具有较大的比表面积、层间距,而且有机碳含量是最高的.同时,采用批量平衡实验比较了这3种改性蒙脱石和天然蒙脱石对二氯喹啉酸的吸附能力.结果表明,天然蒙脱石对二氯喹啉酸的吸附率最小,不足5%,而先酸化再进行HDTMAB改性所得的改性蒙脱石对二氯喹啉酸的吸附率最高,其对二氯喹啉酸的吸附容量约为天然蒙脱石的20倍.二氯喹啉酸在这种改性蒙脱石上吸附速率很快,吸附平衡时间为2 h,吸附动力学满足准二级动力学方程,吸附等温线可用Linear和Freundlich模型较好地拟合.     

饮用水源中不同粒径颗粒物吸附抗生素特征研究

天然水体中存在大量的细小颗粒,它们往往与污染物相互作用并成为其载体,在饮用水传统处理工艺中亦不能被很好去除,进而随水厂出水进入人体,对人体健康造成潜在威胁.抗生素在饮用水源中的固、液相分配规律以及不同粒径颗粒对抗生素的吸附能力及影响因素亟待研究.实验利用微波萃取(MAE)和高效液相色谱与质谱联用(HPLC-MS/MS)的方法分别对颗粒物上吸附的抗生素进行了前处理和测定,进而分析了饮用水源颗粒物对4种典型抗生素的吸附特征.连续吸附平衡实验在360 min达到平衡,平衡时抗生素有32%~44%分布在颗粒上;除青霉素外,粒径0.05~1μm小颗粒的吸附量又占颗粒总吸附量的56%~70%.同时p H是影响饮用水源中颗粒吸附抗生素的重要因素,无论对于所有颗粒还是0.05~1μm的小颗粒,其吸附能力的最大值均出现在中性条件(p H=7)下.     

Photodegradation mechanism of two dyes: the influence of adsorption behavior on the novel TiO2 particles

The relationship between adsorption behavior and photocatalytic mechanism of the two dyes was investigated. Adsorption isotherms showed that the adsorption of cationic pink FG was Langmuir type behavior, while the reactive brilliant red k-2G was Freundlich type behavior. The increasing pH favored the adsorption of FG but have little effect on the photodegradation. The increasing pH favored the adsorption and the photodegradation of k-2G. The presence of scavenger of hvb^ and OH. radical potassium iodide inhibited the degradation of k-2G, free radicals scavenger tetranitromethane inhibited the photodegradation of FG. These results indicated that the photodegradation of FG mainly via free radicals in solution, and the photodegradation of k-2G was mainly on the catalysts surface or near the interface of solid and solution by react with hvb^ and surface-bound OH.. The different effect of SO4^2- , HCO3^- on the adsorption and photodegradation of two dyes confirmed these results.     

纤维束直接过滤积泥结构的分形分析及其应用

用阳离子型聚丙烯酰（PAM）和聚合铝（PAC）作混凝剂进行了纤维束直接过滤实验，对纤维束上积泥进行了扫描电镜照像及图象分析，得出了积泥孔隙周界曲线的分维数，探讨了分维数与过滤过程的关系，指出了在直接过滤中阳离子型PAM较PAC效果好的原因所在。