表面活性剂对2,4-二氯苯酚在黄土中吸附行为的影响

 研究了用阳离子表面活性剂单独改性和用阴、阳离子表面活性剂共同改性的黄土对水中2,4-二氯苯酚的吸附行为以及环境pH值和离子强度的影响.结果表明,天然黄土对2,4-二氯苯酚的等温吸附曲线满足Freundlich方程;改性后的黄土对2,4-二氯苯酚的吸附能力明显增强,吸附率提高2～9倍,且随着阳离子表面活性剂加入量的增多而增大,等温吸附曲线与天然黄土有所不同,并且阴离子表面活性剂的存在会减小相应阳离子表面活性剂改性黄土对2,4-二氯苯酚的吸附;随着pH值的逐渐增大,2,4-二氯苯酚的离子形态逐渐增多不利于改性黄土对2,4-二氯苯酚的吸附,而离子强度对吸附的影响程度却随着pH值的逐渐增大而增强.     

改性树脂吸附硼的动力学和热力学研究

通过接枝法成功制备了酚羟基型改性树脂,选用典型的动力学方程、热力学方程以及非线性两参数的4种等温吸附模式对改性树脂吸附硼的试验数据进行拟合,从动力学和热力学角度分析并揭示改性树脂对硼的吸附特征和吸附机理。结果表明:伪二级动力学吸附模式可较好地描述改性树脂对硼的动力学吸附过程;在3种不同温度下的自由能变(ΔG)分别为-5.44 kJ/mol、-6.32 kJ/mol、-4.01 kJ/mol,焓变(ΔH)为-6.43kJ/mol,均小于零,活化能(E)为11.06 kJ/mol,说明该吸附过程为可自发进行的放热反应,是基于树脂表面试钛灵的邻羟基与硼酸分子发生配位反应的、以化学吸附为主的物理化学吸附过程;非线性两参数的4种等温吸附模式对改性树脂吸附硼的吸附试验数据拟合结果显示该吸附过程最符合Langmuir等温吸附模式,且在25℃条件下改性树脂对硼的吸附量最高达20.87 mg/g。     

改性锯末对铀的吸附机理研究

基于锯末的吸附类型对锯末进行改性,通过静态吸附试验,研究改性锯末对模拟废水中铀的吸附影响因素以及吸附过程中的动力学和热力学行为,并分析改性锯末对铀的吸附机理。结果表明:氯化锌改性的锯末对铀的吸附效果最好;在溶液pH=4.5时,改性锯末对铀的去除率最高;改性锯末对铀的吸附平衡时间约为30min;改性锯末对铀的吸附遵循Langmuir吸附等温线,符合准二级动力学方程;改性锯末对铀的吸附热力学参数△H=-25.792kJ/mol、△G=-16.327~-15.851kJ/mol、△S=-31.760J/(mol·K)均小于零,说明吸附反应是一个放热自发的过程。SEM和FTIR分析表明:改性锯末对铀的吸附主要是表面络合吸附,吸附后改性锯末的表面变得相对平整;参与吸附活动的官能团主要为改性锯末表面的酰胺基、羟基、酮基和芳烃C—H键等基团。     

添加小麦秸秆生物炭对黄土吸附苯甲腈的影响

选择苯甲腈为目标污染物,研究添加不同热解温度制备小麦秸秆生物碳对黄土吸附苯甲腈的影响. 研究表明:不加生物炭黄土对苯甲腈的吸附约8h达到平衡,而加入生物炭后,黄土对苯甲腈的吸附时间缩短,并随着加入生物炭热解温度的升高,吸附平衡时间缩短越明显,同时,黄土对苯甲腈的饱和吸附量也显著增加;添加生物炭黄土对苯甲腈的动力学吸附数据显示较好的符合了准二级动力学方程;无论是否添加生物炭,苯甲腈在黄土上的吸附都符合Freundlich吸附的等温模型,随系统温度升高,添加生物炭黄土对苯甲腈的饱和吸附量也显著增加,表明该吸附过程为吸热反应;苯甲腈在黄土上的吸附等温线符合C-型吸附等温模式. 计算结果显示,平均吸附自由能E介于1.865~3.171kJ/mol,表明苯甲腈在黄土上的吸附,无论是否添加生物炭,都以物理吸附为主;热力学参数计算结果显示,无论是否添加生物炭,黄土对苯甲腈的吸附过程中吉布斯自由能ΔG^θ均小于0、熵变ΔS^θ和焓变ΔH^θ均大于0,表明土壤对苯甲腈的吸附为自发进行的吸热过程. 研究结果说明,添加生物炭黄土对苯甲腈的吸附过程包含表面吸附和颗粒内部扩散、外部液膜扩散等机制.     

表面活性剂和有机粘土矿物对底泥吸附菲的影响

根据底泥原地处理技术原理,基于有机粘土矿物的环保性能,以菲为目标污染物,开展向底泥中加入表面活性剂(十六烷基三甲基溴化铵,HDTMA-Br)和有机粘土矿物(十六烷基三甲基溴化铵改性膨润土,HDTMA改性土)后对其吸附菲的性能影响研究。结果表明,底泥对菲的吸附作用主要表现为表面物理吸附特征,吸附等温线符合Freundlich方程;底泥中加入HDTMA+或HDTMA改性粘土后菲在两相间的表观分配系数增大,吸附分别为表面作用和分配作用;菲在底泥上的解吸曲线呈较好线性,吸附不存在滞后效应,而在加入表面活性剂和有机粘土矿物的底泥上线性变差,对菲的吸附出现不可逆吸附现象,吸附变得稳定;在污染物浓度很低的情况下,pH、盐度和温度的改变对吸附量的影响不大。     

黄河兰州段沉积物对水体中萘的吸附行为及影响

为研究典型有机污染物在黄河兰州段沉积物的吸附规律及影响,以黄河兰州段的沉积物为供试样品,选择萘（naphthalene）为代表性有机污染物,采用批量试验法研究了污染物萘在黄河沉积物上的吸附动力学、吸附热力学、初始质量浓度、pH、离子强度、粒径等影响因素以及解吸动力学.结果表明:黄河沉积物对萘的吸附动力学更符合准二级动力学模型,且吸附过程主要分为快吸附（0~4 h）和慢吸附（4~8 h）两个阶段,在8 h左右达到平衡;Freundlich模型能较好地拟合热力学吸附特征.在25~45℃的温度范围内,E（吸附平均自由能）为0.288~0.316 kJ/mol（< 8 kJ/mol）,吸附过程中,ΔGθ（吉布斯自由能）小于0,ΔSθ（熵变）与ΔHθ（焓变）均大于0,说明萘在黄河沉积物上的吸附是一个自发的混乱度增大的吸热过程,且以物理吸附为主.影响因素分析结果显示,随着沉积物粒径的增大,萘在其上的吸附量逐渐减小;增大吸附体系中的离子强度时,萘在沉积物上的吸附过程受到抑制;当萘初始浓度增大时,吸附量增加;酸性条件抑制吸附过程,碱性环境促进吸附过程;黄河沉积物对萘的解吸量远小于吸附量,存在解吸滞后现象.研究显示,萘在黄河沉积物中的吸附速率受内部扩散、表面吸附和液膜扩散的共同影响,并且吸附过程同时受到沉积物粒径和溶液的pH和离子强度的影响.      

改性粉煤灰去除水中磺胺抗生素吸附条件优化及热力学研究

采用Box-Behnken响应面分析法对改性粉煤灰去除水中磺胺的影响因素(初始pH值、温度、吸附剂用量)进行优化,建立影响因素与磺胺去除率之间的二次多项式预测模型,并进行热力学分析。结果表明,改性粉煤灰吸附磺胺的最佳条件为:初始pH值2.53、温度35.1℃及吸附剂用量1.76 g/L,在此优化条件下,磺胺的去除率可达78.63%,模型预测值为80.26%,实际值与模型预测值仅偏差1.63%;用Langmuir和Freundlich方程对吸附等温线进行拟合,Langmuir方程拟合结果更好,其最大吸附量为4.1 mg/g,表明改性粉煤灰对磺胺的吸附属于单分子层吸附;改性粉煤灰吸附水中磺胺抗生素的热力学状态函数ΔG、ΔH及ΔS分别为-22.38~-23.89 kJ/mol、7.89 kJ/mol和0.105 kJ/(mol·K),即吸附过程是一个自发、吸热的反应,是熵增加的过程。     

改性玉米秸秆对水中磷酸根的吸附动力学研究

将化学改性后的玉米秸秆制备阴离子交换剂,重点研究了改性玉米秸秆对磷酸根的吸附动力学特性.通过静态实验,考察了在不同pH、温度、磷酸根初始浓度条件下,改性玉米秸秆对磷酸根吸附效果的影响,并分别用伪一级动力学方程、伪二级动力学方程、修正伪一级动力学方程和颗粒内扩散方程进行拟合,计算出相应的速率常数.结果表明,Langmuir等温模式能更好地描述改性玉米秸秆对磷酸根的吸附效果,并且随着温度的升高,改性玉米秸秆对磷酸根的最大吸附量逐渐减小.改性玉米秸秆对磷酸根的吸附是一个快速吸附过程,30 min内即可达到吸附平衡,该吸附过程符合伪二级动力学方程和颗粒内扩散方程,吸附速率主要受颗粒内扩散控制.随着初始浓度的增大,伪二级吸附速率常数逐渐减小,颗粒内扩散速率常数逐渐增大.通过改性玉米秸秆对磷酸根的吸附动力学研究,可以为反应器的设计和污水处理装置的运行提供基础信息,对于去除水溶液中磷酸根的技术应用具有重要实际意义.     

改性泥炭-树脂颗粒对水溶液中酸性橙Ⅱ的吸附

通过批量实验研究了改性泥炭-树脂颗粒对水溶液中酸性橙Ⅱ的吸附特性.Langmuir和Freundlich吸附等温方程被用于分析吸附等温数据,准一级动力学模型、准二级动力学模型和颗粒扩散模型被用于吸附动力学实验数据分析.结果表明,改性泥炭-树脂颗粒对水溶液中酸性橙Ⅱ的吸附过程符合Langmuir和Freundlich吸附等温方程,最大吸附量达到71.43 mg·g^-1;颗粒扩散模型能够很好地描述改性泥炭-树脂颗粒对水溶液中酸性橙Ⅱ的吸附动力学过程,水溶液中染料的初始浓度、颗粒直径、颗粒量及搅拌速度对吸附速率均产生一定的影响.改性泥炭-树脂颗粒对水溶液中酸性橙Ⅱ的吸附作用主要发生在颗粒的外表面.     

改性颗粒活性炭对水中溴酸根的吸附特性研究

采用阳离子表面活性剂氯化十六烷基吡啶(CPC)改性颗粒活性炭以提高活性炭对溴酸根的吸附能力.通过小试研究了改性颗粒活性炭(GAC-CPC)对溴酸根的吸附特性,考察了BrO-3初始浓度、pH、共存阴离子等因素对吸附过程的影响.结果表明,CPC改性能显著提高GAC对BrO-3的吸附能力,吸附量随着初始浓度升高而增大;在碱性条件下GAC-CPC对BrO-3的吸附量减小;共存阴离子与BrO-3在GAC-CPC上存在竞争吸附,其影响顺序为:NO-3SO2-4PO3-4CO2-3.用准一级、准二级和颗粒内扩散动力学模型拟合GAC-CPC吸附BrO-3的动力学过程,结果表明,准二级动力学能更好的描述吸附过程,且孔扩散可能是改性GAC吸附BrO-3初始阶段的主要速率控制因素.用Langmuir和Freundlich等温吸附模型拟合不同温度下BrO-3的吸附平衡过程,结果表明,Langmuir等温吸附模型能很好的描述吸附平衡过程,GAC-CPC吸附BrO-3的过程是自发且放热的,温度升高不利于吸附.     

同步荧光法同时测定黄土中的菲和萘

建立了同时测定菲和萘混合液中二组分的固定波长同步荧光光谱法.菲和萘的线性范围分别为0.001～0.101mg/L和0.0025～0.25mg/L,检出限分别为0.47ng/mL和0.14ng/mL,相对标准偏差分别为0.48%和0.89%(n=12).此方法可用于研究黄土对菲、萘混合液吸附平衡后上清液中的菲和萘的同时测定.结果表明,黄土对菲和萘的吸附曲线满足Freundlich方程,为预测和治理土壤污染提供了一种快速简便的测试手段.     

Partition of polycyclic aromatic hydrocarbons on organobentonites from water

ＩｎｔｒｏｄｕｃｔｉｏｎＴｈｅａｌｕｍｉｎｏｓｉｌｉｃａｔｅｓｈｅｅｔｓｏｆｂｅｎｔｏｎｉｔｅｐｏｓｓｅｓｓａｎｅｔｎｅｇａｔｉｖｅｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｃｈａｒｇｅｃｏｍｐｅｎｓａｔｅｄｆｏｒｂｙｉｎｏｒｇａｎｉｃｅｘｃｈａｎｇｅａｂｌｅｃａｔｉｏｎｓ(ｅ.ｇ.,Ｎａ+ａｎｄＣａ2+),ｗｈｉｃｈｓｔｒｏｎｇｌｙｈｙｄｒａｔｅｄｉｎｔｈｅｐｒｅｓｅｎｃｅｏｆｗａｔｅｒ.Ｓｕｒｆａｃｅｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓｏｆｎａｔｕｒａｌｂｅｎｔｏｎｉｔｅｃａｎｂｅｍｏｄｉｆｉｅｄｂｙｓｉｍｐｌｅｉｏｎｅｘｃｈａｎｇｅｗｉ…     

四环素在黄土中的吸附行为

采用批吸附实验方法讨论了不同pH和离子强度条件下四环素在黄土中的吸附行为.实验结果显示,黄土对四环素有较强的吸附能力,添加可溶性腐殖酸可减少土壤对四环素的吸附量,吸附行为可以用Freundlieh等温方程描述.随着土壤溶液中离子强度的增加,四环素在黄土表面的吸附逐渐减少,表明四环索在黄土表面的吸附是以阳离子交换作用为主.在pH=4.0～9.0的范围内,黄土对四环素的吸附系数随着pH的增大而减小.     

溴化十四烷基吡啶增强固定土壤中萘及其机理

用吸附平衡法,研究了溴化十四烷基吡啶(MPB)存在下,萘在4种土壤上的吸附行为及其机理,为表面活性剂在污染土壤修复中的应用提供理论参考.结果表明,当MPB的平衡浓度(X)小于1倍临界胶束浓度(CMC)时,萘的表观分配系数(K_d*)随MPB加入量的增大而急剧增大;当X>1CMC时,增加的MPB对萘主要起胶束增溶作用,K_d*值则随MPB浓度增加而急剧下降,而后趋于缓和,1/K_d*与X呈线性关系;当X约为1CMC时,K_d*在4种土壤上达到最大值(K_d*max),分别为112.5,170.8,406.8,190.5mL/g,与MPB的饱和吸附量(Qo)成正比;K_d*max/K_d比值则分别为20.49,16.86,20.60,5.30,与土壤的foc成反比.     

微波增强有机膨润土合成-废水处理一体化吸附染料的效率与机理

提出了利用微波增强有机膨润土合成-废水处理一体化技术吸附处理染料的方法.探讨了微波增强一体化技术吸附处理中性红的适宜条件、饱和吸附量、吸附反应动力学和作用机理.结果表明,影响吸附处理效果因素的主次顺序为表面活性剂用量、土量和处理时间,微波增强一体化吸附处理中性红的适宜条件为土/水=1/1 000(质量比),CPC浓度120 mg/L(相当于原土的阳离子交换容量28%),微波处理时间60s.与传统的有机膨润土吸附处理方法相比,微波增强一体化技术处理较高浓度染料废水的效果较好,饱和吸附量提高,表面活性剂用量大幅减少,吸附处理染料的速度大幅增加.     

阳离子型可逆表面活性剂在膨润土上的吸附行为

研究可逆表面活性剂十一烷基二茂铁三甲基溴化铵(FTMA)在膨润土上的吸附机理,并与CTAB进行对比;同时考察土壤关键因子对FTMA吸附的影响.结果表明,FTMA与CTAB在膨润土上的吸附变化规律一致,饱和吸附量为66cmol/kg,约为膨润土1倍CEC,吸附机制主要为阳离子交换作用.不同温度下FTMA吸附等温线均可用Langmuir模型描述,吸附量随温度升高(298→318K),由280.6mg/g增大至350.8mg/g.吸附在8h达到平衡,吸附速率较CTAB慢,并符合准二级动力学方程,化学吸附是主要控制速率步骤.热力学参数计算得出,该吸附是自发吸热过程.随体系离子强度的增大,吸附量下降;共存阳离子对吸附有抑制作用,且影响程度大小为: Ca2+>K+>Na+; pH值对吸附影响较小;腐植酸(HA)的加入促进了FTMA的吸附.     

多环芳烃在中国两种典型土壤中的吸附和解吸行为研究

采用批量实验的方法,研究了多环芳烃类有机化合物萘和菲在两种中国典型土壤样品(草甸土和黑土)中的吸附和解吸行为,并用一种新型解吸模型--"双元平衡解吸(DED)模型"对解吸行为进行了预测.结果表明,萘和菲在两种土壤中的吸附符合传统的线性模型,解吸行为则表现出明显的滞后现象,且DED模型的预测值与实验结果相吻合.DED模型能够利用简单的理化参数更加准确地定量描述憎水性有机污染物的解吸行为,该模型可为我国的土壤风险评价和土壤环境质量标准的制定等工作提供量化手段.     

Characteristics of the natural organic matter sorption affects of organic contaminants

ＩｎｔｒｏｄｕｃｔｉｏｎＲｅｃｅｎｔｒｅｓｅａｒｃｈｈａｓｄｅｍｏｎｓｔｒａｔｅｄｔｈａｔｓｏｒｐｔｉｏｎｏｆｈｙｄｒｏｐｈｏｂｉｃｏｒｇａｎｉｃｃｏｍｐｏｕｎｄｓ(ＨＯＣ)ｉｎｓｏｉｌｓａｎｄｓｅｄｉｍｅｎｔｓｉｓｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄｂｙｏｒｇａｎｉｃｍａｔｔｅｒｕｎｌｅｓｓｉｔｓｃｏｎｔｅｎｔｉｓｖｅｒｙｌｏｗ(Ｃｈｉｏｕ ,1 989) .Ｔｈｉｓｉｓｐａｒｔｉｃｕｌａｒｌｙｔｒｕｅｉｎｗａｔｅｒ ｓｏｉｌｓｙｓｔｅｍｓｂｅｃａｕｓｅｗａｔｅｒｍｏｌｅｃｕｌｅｓａｒｅｐｒｅｆｅｒａｂｌｙａｄｓｏｒｂｅｄ…     

Characteristics of natural organic matter affect sorption of organic contaminants

Several soil samples were used to study how the characteristics of natural organic matter (NOM) affect sorption of organic compounds. These soils contains different amounts and types of NOM. Aromaticity of NOM (percentage of aromatic carbons) was determined from solid-state CPMAS 13C NMR spectra and the soil effective polarity was computed from the equation developed by Xing et al. Naphthalene was used to examine the sorption characteristics of NOM. Both aromaticity and polarity of NOM strongly affected sorption of naphthalene. Old NOM showed higher affinity than that in the surface, young soils. Sorption increased with increasing aromaticity and decreasing polarity. Thus, the sorption coefficients of organic contaminants cannot be accurately predicted without some consideration of NOM characteristics.