氧化铝表面处理对吸附腐殖酸的影响

采用酸、碱和金属盐表面修饰处理,影响氧化铝表面结构和成份分布,以达到提高吸附性能的目的。研究表明,经酸处理和酸性条件下的钙镁修饰处理的氧化铝,其对腐殖酸的吸附能力比Al-500分别提高32.3％和23.8％。同时,就改性氧化铝去除腐殖酸的影响条件、动力学、热力学性能进行了讨论。     

腐殖酸与镉离子在水合二氧化锰表面的分配系数研究

水体中腐殖酸(HA)和金属离子广泛存在,二者的相互作用对其在水中天然矿物颗粒表面的吸附、降解等环境行为具有重要影响.本文采用离子交换平衡法测定了HA和镉离子(Cd(Ⅱ))的配位数(co-ordination number,x)和络合稳定常数(complex stability constant,K),系统考察了pH值和离子强度对x和K的影响,并研究了HA和Cd(Ⅱ)在水合二氧化锰(HMO)表面的分配关系.结果表明:pH值对HA和Cd(Ⅱ)的配位数影响较小(x=1.651~1.752),而对络合稳定常数影响显著(log K=1.652~3.548);在不同pH值条件下,离子强度对HA和Cd(Ⅱ)的络合稳定常数影响均较小,而其配位数均随溶液离子强度的增加而提高;不同温度条件下,HA-Cd(Ⅱ)络合物在HMO表面的分配系数(Kd)均低于HA和Cd(Ⅱ)在HMO表面的分配系数,表明HA-Cd(Ⅱ)络合体系的存在抑制了HMO对Cd(Ⅱ)和HA的去除作用.     

多环芳烃类有机物在腐殖酸上的吸附行为研究

利用CPMAS13CNMR与元素分析相结合的方法测定了3种固体腐殖酸颗粒的化学组成,利用1H-NMR测定了3种腐殖酸溶解部分的化学性质,研究了不同接触时间3种腐殖酸颗粒吸附3种典型多环芳烃类有机物(PAHs)——萘、菲、芘的环境行为.实验结果发现,在吸附的不同阶段,3种腐殖酸吸附PAHs的规律和模式有很大差别:开始阶段,分配作用可能是吸附的主要模式,吸附参数与腐殖酸溶解部分化学性质有一定的相关性;随着接触时间的延长,吸附参数发生突跃性变化,意味着吸附模式发生了转变,此时固体腐殖酸化学组成可能是影响吸附的主要因素.     

灭草松在腐殖酸上的吸附及其机理

通过吸附动力学、吸附等温线和IR，ESR技术，研究了腐殖酸对灭草松的吸附及吸附机理，并且对pH、离子强度对吸附过程的影响进行了探讨。结果表明灭草松在腐殖酸上经过大约4h的初始快速阶段，此后进入慢速吸附过程。溶液pH可能会影响腐殖酸的构型。高pH时，吸附量随溶液离子强度增加稍有增加。灭草松在腐殖酸上的吸附过程中存在氢键、电荷转移作用，疏水分配也是可能存在的机理。     

土壤腐殖酸对毒死蜱的吸附

采用平衡振荡法进行农药毒死蜱在5种土壤腐殖酸上的吸附试验.结果表明,毒死蜱在不同土壤腐殖酸上的吸附行为表现出一定的差异,并均可Linear方程和Freundlich方程来描述;5种土壤腐殖酸对毒死蜱吸附能力都很强,吸附率均较高(平均值在72.57%～88.21%之间),大小顺序为:紫色潮土HA＞黄壤HA＞中性紫色土HA＞酸性紫色土HA＞腐殖土HA,此顺序与腐殖酸腐殖化程度一致;pH=2时,腐殖酸对毒死蜱的吸附能力显著增大;离子强度对毒死蜱的吸附影响不明显;腐殖酸添加量越大,单位质量的腐殖酸吸附量越小.     

纳米二氧化锰的制备及其对Cd~(2+)的吸附研究

采用微乳液还原法,用甲苯还原KMnO4制备了纳米MnO2。采用傅立叶红外光谱(FTIR)、X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)等方法对所制纳米MnO2进行了表征。研究表明:所得纳米MnO2为球型颗粒,其粒径范围为50～70 nm,比表面积大,表面存在大量活性-OH基团,高温煅烧使纳米MnO2从无定型向α晶型转变。以水体中Cd2+为目标污染物,通过吸附实验,研究表明溶液pH、煅烧温度、初始浓度对吸附效果有显著影响。pH=6时,300℃煅烧的MnO2吸附Cd2+效果较好,去除率达99.36%。,符合Langmuir模型。     

氧化铝吸附水中腐殖酸的研究

讨论了氧化铝对腐殖酸的吸附性能,以及吸附操作条件的影响。结果表明,500℃以上的热处理,可有效地提高氧化铝水合物对腐殖酸的吸附效果;中性偏酸的溶液和吸附质溶液中铝离子的存在,可明显提高腐殖酸的去除率;氧化铝对腐殖酸有较快的去除速度,在22.3mgTOC/l的浓度范围内,腐殖酸去除量与其浓度呈线性相关。     

腐殖酸极性与有机农药吸附行为的关系

用不同的方法对腐殖酸(HA)进行了结构改性处理,并用元素分析仪、红外光谱仪和电位滴定仪对改性前后的HA进行了表征;通过振荡平衡法,研究了HA改性前后对有机农药甲基对硫磷、西维因、克百威的吸附行为.结果表明,水解处理使得HA的碳水化合物结构减少,肟化处理使得HA的C=N结构增加,氧化处理使HA的芳香环发生开环反应、-COOH基团增加,肟化和氧化处理均使得HA极性增强;有机农药甲基对硫磷、西维因、克百威通过分配作用吸附于HA,分配系数Kd与HA有的机碳含量成正比,HA的极性越强,吸附量越小.     

毒死蜱农药在中性紫色土腐殖酸上的吸附

通过平衡振荡法研究毒死蜱在中性紫色土腐殖酸(HA)上的吸附.结果表明,毒死蜱在腐殖酸上的吸附行为均可用Linear方程和Freundlich方程来描述,拟合效果均达到极显著水平.毒死蜱在腐殖酸上的吸附量随着环境温度的升高而降低,随着腐殖酸含量的增加而增大,溶液pH值对毒死蜱吸附的影响主要与氢键吸附有关;离子强度对毒死蜱的吸附影响很小.通过计算毒死蜱在HA上的吸附自由能变化量(△G的绝对值均<40kJ/mol),可以推测毒死蜱在HA上的吸附属于物理吸附,其吸附机理可能有氢键、疏水分配、偶极作用力和范德华力等作用,而不存在化学键作用.     

污泥腐殖酸对Cd2+的吸附特性

为了促进污水处理厂剩余污泥的资源化利用,探索S-HA（sludge-based humic acid, 污泥腐殖酸）对溶液中重金属Cd2+的吸附特性.采用国际腐殖酸协会（IHSS）推荐的方法提取S-HA,通过元素分析、FT-IR（傅里叶红外光谱分析）和SEM-EDS（外观形态分析）等方法,考察溶液pH和共存阳离子对吸附过程的影响,并对吸附过程分别进行了吸附动力学模型、等温吸附模型和吸附热力学模型拟合,同时通过对比S-HA吸附前后的红外光谱和扫描电镜-能谱图片,探索S-HA对Cd2+的吸附机制.结果表明:①S-HA表面呈松散的簇团状,含有大量的羧基、醇羟基和酚羟基等含氧官能团,芳香度较高,含有较多的脂肪链结构;S-HA在吸附水中Cd2+的过程中,Cd2+与S-HA表面上的酚羟基、羧基等官能团发生了络合作用.②S-HA对Cd2+的吸附量随溶液pH升高而增加,溶液中Na+、NH₄+和Ca2+等共存阳离子的存在不利于S-HA对Cd2+的吸附,其中Ca2+的存在对S-HA吸附Cd2+影响最大.③S-HA对Cd2+的吸附由快吸附、慢吸附和吸附平衡3个阶段组成,吸附平衡时间为12 h;吸附过程符合准二级动力学模型,其整体吸附速度由液膜扩散和颗粒内扩散共同控制;吸附等温线符合Freundlich等温吸附模型,25℃下的最大吸附量为19.29 mg/g,Cd2+在S-HA上的吸附是自发吸热反应.研究显示:污水处理厂剩余污泥提取的S-HA对Cd2+具有较好的吸附效果;S-HA对Cd2+的吸附过程同时存在着物理吸附和化学吸附;高pH对S-HA吸附Cd2+有促进作用,而高离子强度对S-HA吸附Cd2+有抑制作用.      

Adsorptive behaviors of humic acid onto freshly prepared hydrous manganese dioxides

This study focused on the adsorptive behaviors of humic acid onto freshly prepared hydrous MnO₂(s) (δMnO₂), and investigated the feasibility of employing δMnO₂ for humic acid removal from drinking water. Effects of such parameters as molecular mass of humic acid, kinds of divalent cations on adsorptive behaviors and possible mechanisms involved were investigated. This study indicated that humic acid with higher molecular mass exhibited more tendency of adsorbing onto δMnO₂ than that with lower molecular mass. Ca²⁺ facilitated more humic acid adsorption than Mg²⁺; UV-Vis spectra analysis indicated higher capabilities of Ca²⁺ coordinating with acidic functional groups of humic acid than that of Mg²⁺. Additionally, ζ potential characterization indicated that Ca²⁺ showed higher potential of increasing gz potential of δMnO₂ than Mg²⁺. Ca²⁺ of 1.0 mmol/L increased ζ potential of δMnO₂ from −37 mV (pH 7.9) to +7 mV (pH 7.2), while 1.0 mmol/L Mg²⁺ increased to lower value as −9 mV (pH 6.5), correspondingly. Fourier transform infrared (FTIR) spectra demonstrated the adsorption of humic acid onto δMnO₂, showing the important roles of-COO⁻ functional groups and surface Mn-OH in the adsorption of humic acid onto δMnO₂. Translated from Acta Scientiae Circumstantiae, 2005, 25(3): 351–355 [译自: 环境科学学报]     

Removal of Pb(II) from aqueous solution by hydrous manganese dioxide: Adsorption behavior and mechanism

Hydrous manganese dioxide (HMO) synthesized by redox of potassium permanganate and hydrogen peroxide was used as an adsorbent for Pb(Ⅱ) removal.The specific surface area,pore volume and BJH pore diameter of the HMO were 79.31m2/g,0.07cm3/g and 3.38 nm,respectively.The adsorption equilibrium at 298K could be well described by the Langmuir isotherm equation with q max value of 352.55mg/g.The negative values of G and the positive values of H and S indicated the adsorption process was spontaneous and endothermic.The pseudo second-order equation could best fit the adsorption data.The value of the calculated activation energy for Pb(Ⅱ) adsorption onto the HMO was 38.23 kJ/mol.The uptake of Pb(Ⅱ) by HMO was correlated with increasing surface hydroxyl group content and the main adsorbed speciation was PbOH+.The final chemical state of Pb(Ⅱ) on the surface of HMO was similar to PbO.HMO was a promising candidate for Pb(Ⅱ) removal from aqueous solution.     

腐植酸对重金属铅镉的吸附特征

为了揭示腐植酸对单一Pb、单一Cd和Pb、Cd复合污染物的吸附特征,笔者通过吸附模拟实验分析了pH、温度、反应时间和初始浓度等因素变化对风化煤腐植酸吸附重金属离子Pb~(2+)和Cd~(2+)的影响.结果表明,腐植酸对Pb~(2+)的吸附受pH值变化的影响很小,但对Cd~(2+)的吸附随着pH增加而增加;腐植酸对Pb~(2+)和Cd~(2+)吸附饱和的时间均为240 min;对Pb~(2+)和Cd~(2+)的吸附量均随温度的增加而增加;Langmuir吸附模型对腐植酸吸附单一Pb~(2+)、单一Cd~(2+)和铅镉复合态中Pb~(2+)的拟合较好,Freundlich吸附模型则对腐植酸吸附铅镉复合态中Cd~(2+)的拟合较好;准二级动力学模型能较好地拟合腐植酸吸附Pb~(2+)和Cd~(2+)的过程,说明腐植酸对铅镉的吸附为物理吸附和化学吸附的复合吸附过程;铅镉复合态下Pb~(2+)和Cd~(2+)存在竞争吸附,单一Pb~(2+)溶液中加入Cd~(2+)对腐植酸吸附Pb~(2+)基本无影响,但单一Cd~(2+)溶液中加入Pb~(2+)时,Pb~(2+)会与Cd~(2+)产生竞争吸附,从而降低Cd~(2+)的吸附量.本研究结果可为利用腐植酸稳定土壤中Pb~(2+)、Cd~(2+)等重金属离子的技术开发提供参考.     

水溶液中二氧化锰对铀的吸附

用流动色谱法测定了二氧化锰的比表面积及其对铀的吸附等温线，考察了吸附温度、溶液ｐＨ值等因素对二氧化锰吸附铀的影响．结果表明，二氧化锰对铀（Ⅵ）的平衡吸附量随吸附温度的升高而增加．在本文条件下，２５ｍｉｎ可达到吸附平衡，ｐＨ＝６左右平衡吸附量达最大值，吸附模型符合Ｆｒｅｕｎｄｌｉｃｈ吸附等温式．对其吸附机理进行了讨论．     

水铁矿及其腐殖酸复合体对Sb(Ⅴ)的吸附行为研究

在实验室条件下制备了水铁矿和水铁矿与腐殖酸复合物,通过X射线衍射、傅里叶红外光谱、Zeta电位及比表面积的测定对其基本性质进行了表征,并采用静态批处理吸附试验研究了水铁矿及其腐殖酸复合物对Sb（V）的吸附行为特征,探讨了吸附时间、初始pH值、初始浓度、不同干扰离子（PO₄^3-、CO₃^2-、NO₃^-和Cl^-）对水铁矿及其复合物吸附Sb（V）的影响.结果表明：腐殖酸与水铁矿结合后未改变水铁矿的晶型结构,但降低了水铁矿的零电点与比表面积.水铁矿及其复合物对Sb（V）的吸附过程符合Langmuir和伪二级动力学模型,腐殖酸的加入抑制了水铁矿对Sb（V）的吸附.随着pH的上升,水铁矿与复合物的去质子化能力增强,对Sb（V）的吸附量减小;溶液中共存离子PO₄^3-、CO₃^2-对水铁矿及其腐殖酸复合物吸附Sb（V）有较强的抑制作用.     

δ-MnO2氧化降解苯酚的机理研究

δ-MnO2以水羟锰矿和水钠锰矿的形式普遍存在于陆地和海洋环境中,是酚类等有机污染物发生非生物转化的重要氧化剂.本文研究了实验室制备的δ-MnO2悬浮液对苯酚的去除作用,同时讨论了pH、二氧化锰投加量、离子强度、共存金属离子和腐殖酸等不同影响因素对苯酚去除效率的影响.结果表明,苯酚氧化降解的最佳pH和δ-MnO2投加量分别为3.62和0.13 mg·L-1.溶液中共存的Na+和Mn2+会对苯酚氧化降解产生抑制作用,而Mg2+和Ca2+对反应过程没有明显的影响.溶液中共存的腐殖酸也对苯酚的降解过程产生了抑制作用,随着腐殖酸的浓度由1 mg·L-1增加到5 mg·L-1,苯酚的去除率从96.9％降为78.9％.GC-MS分析发现,对苯二酚为该过程的主要中间产物,同时给出了苯酚在δ-MnO2存在时的可能降解机制.