Adsorption of Direct Green B on mixed hydroxy-Fe-Al pillared montmorillonite with large basal spacing

Through cation-exchanging of montmorillonite, mixed hydroxy Fe-Al-pillared montmorillonites with large basal spacing were synthesized. The application of these mixed hydroxy Fe-Al-pillared montmorillonites as adsorbents in the areas of environmental protection and pollution control was investigated. Adsorption of Direct Green B, an organic dye, on OH-Fe-, OH-Al-, OH-Fe-Al- pillared montmorillonites was studied. Results showed that these pillared montmorillonites had much better adsorption properties than traditional Na-organo-montmorillonite. It was also found that pH of the solutions had great effect on the performance of these hydroxy-metal pillared montmorillonites in treating the wastewater containing Direct Green B.     

铝钛柱撑系列改性膨润土处理含铬废水的应用研究

以钠基膨润土为原料,制备了铝钛无机柱撑、铝钛有机柱撑系列改性膨润土,比较了膨润土原土及铝钛无机有机柱撑改性膨润土处理含铬废水的性能,探讨了改性膨润土用量、pH值、搅拌时间等因素对膨润土吸附Cr(Ⅵ)实验的影响。结果表明:有机柱撑改性膨润土、无机柱撑改性膨润土对废水的处理效果明显好于原土;膨润土用量、废水的pH对Cr(Ⅵ)的吸附效率影响很大;在无机柱撑改性中,当pH为4,投加量为6g L,搅拌时间为30min,Cr(Ⅵ)质量浓度为30mg L时,Cr(Ⅵ)去除率达到66 5%;在有机柱撑改性中,当pH为5,投加量为6g L,搅拌时间为30min,Cr(Ⅵ)质量浓度为30mg L时,Cr(Ⅵ)去除率达到94 6%;铝钛无机、有机柱撑改性膨润土对铬离子水样处理的吸附等温线均符合Langmuir吸附等温方程,饱和吸附量和Langmuir常数分别为9 823,8 790mg g和4 5167,4 327。      

一种改性柱撑蒙脱石的制备及其对废水中SO_4~(2-)吸附效率研究

蒙脱石具有较大的比表面积和阳离子交换容量,吸附性能较好。但其不能有效地吸附疏水性物质,应用中常将一些聚合羟基金属阳离子引入到蒙脱石层间制成柱撑蒙脱石以提高其孔道特性和热稳定性。为了进一步提高其吸附效率,在柱撑蒙脱石中加入了物料A,高温焙烧,对其进行了一系列的改性,并确定了改性条件,制备了一种新型的SO42-高效吸附剂,并应用于煤矿矿井废水的治理,改性后的吸附剂较柱撑蒙脱石对水中SO42-的吸附率提高了54.6%。最佳焙烧温度为800℃,焙烧时间为4 h,焙烧的最佳物料配比为1:4。     

改性膨润土处理造纸废水的研究

以钠基膨润土为原料,合成了镍锫—无机柱撑、镍锆—有机柱撑系列改性膨润土,比较了不同改性膨润土对造纸废水的处理效果,并确定了各改性膨润土处理废水的投加量、pH值、搅拌时间等最佳条件。结果表明;有机柱撑膨润土对造纸废水的处理效果最好,当搅拌时间为20min,pH值为12,改性土用量为0.8g/L时,其COD的去除率可达77.8％,同时其色度、浊度去除率分别为94％和97.4％。     

无机-有机柱撑蒙脱石吸附对硝基苯酚的热力学与动力学特征研究

研究了无机-有机柱撑蒙脱石吸附对硝基苯酚的热力学特征,Freundlich和Langmuir等温方程都能较好地描述吸附曲线,所以其吸附机理主要以表面吸附为主;在对硝基苯酚的平衡吸附过程中,焓变ΔH绝对值小于30KJ/mol,表明吸附过程中可能同时存在疏水键力、偶极间力、氢键力、范德华力的作用。比较研究了对硝基苯酚在无机-有机柱撑蒙脱石上吸附的四种动力学模型,在吸附进行前30min,一级动力学方程最为理想,根据其相关系数可以求得各实验温度下的表观吸附速率常数Kd和吸附活化能Ea。     

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.     

Adsorption of 2-mercaptobenzothiazole from aqueous solution by organo-bentonite

The adsorption behavior of 2-mercaptobenzothiazole onto organo-bentonite was investigated.Natural bentonite from Gaozhou in Guangdong Province,China was collected.Organo-bentonite was prepared by intercalation of cetyltrimethyl ammonium bromide into the natural bentonite.The physicochemical properties of the prepared organo-bentonite were characterized by X-ray diffraction,N2 adsorption-desorption isotherm and Fourier transform infrared spectroscopy.The results showed that montmorillonite is the main component of the natural bentonite.The basal spacing of the natural bentonite is 1.47 nm,which increased to 1.98 nm on intercalation with cetyltrimethyl ammonium bromide.Moreover,both the surface area and pore volume increased with intercalation.Clear CH2 stretching(3000-2800 cm-1) and scissoring(1480-1450 cm-1) modes of the intercalated surfactants were observed for organobentonite.Compared with the pseudo first-order kinetic model,the pseudo second-order kinetic model is more suitable to describe the adsorption kinetics of 2-mercaptobenzothiazole onto organo-bentonite.The adsorption capacity of 2-mercaptobenzothiazole onto organo-bentonite increased with increasing initial concentration of 2-mercaptobenzothiazole,but decreased with increasing adsorbent dosage.The adsorption isotherm of 2-mercaptobenzothiazole onto organo-bentonite fits well with the Langmuir model.The maximum adsorption capacity of organo-bentonite for 2-mercaptobenzothiazole was 33.61 mg/g,indicating that organo-bentonite is a promising adsorbent for 2-mercaptobenzothiazole.     

吸附苯酚的固定化改性蒙脱土的再生

在固定化改性蒙脱土对苯酚吸附的研究基础上,进一步对固定化改性蒙脱土进行了碱性条件和微生物条件下的再生,并检测再生的效果.碱性再生后固定化改性蒙脱土的吸附能力有一定程度下降.微生物再生效果好于碱性再生,在高效脱酚的瓶形酵母菌(Pityrosporum sp.)作用下,吸附在固定化改性蒙脱土上的苯酚降解率为98.6%,从而达到再生的目的.     

羟基Fe、Al柱撑蒙脱石对庆大霉素的吸附行为

以蒙脱石(Mont)为原料,在不同OH/Fe物质的量比(x)和Fe/Al物质的量比(y)柱撑条件下制备出系列羟基铁(xOH/Fe-Mont)、羟基铝(OH/Al-Mont)和羟基铁铝(yFe/Al-Mont)柱撑蒙脱石,采用XRD和FT-IR对柱撑蒙脱石进行表征,并研究了柱撑改性对蒙脱石对庆大霉素(Gen)吸附行为的影响.结果表明:柱撑蒙脱石对Gen吸附量显著提高,且Mont(42.83mg/g) << OH/Al-Mont(63.50mg/g) < 1.5OH/Fe-Mont(70.50mg/g) << 0.025Fe/Al-Mont(87.20mg/g),吸附Gen最佳pH值为9.等温吸附适于采用Freundlich方程拟合,吸附动力学符合伪二级动力学方程,吸附3h可超过平衡吸附量的80%.XRD分析表明,羟基铁和羟基铝主导柱撑(y≤0.5)蒙脱石层间距扩增是吸附量增加的主要原因,而yFe/Al-Mont中y≥1.0时,层间距并不是吸附量变化的的主导机制;FT-IR分析表明阳离子交换是Gen和铝离子进入蒙脱石的主导机制.     

交联膨润土在环境污染治理中的应用

对膨润土改性,按无机阳离子、有机阳离子交联,综述了近年来国内外的主要制备方法、表征结果、对有机污染物的吸附机理,及其在去除废水污染物中的应用研究。     

蒙脱石伊利石化过程中伊-蒙混层形成的Gibbs自由能

采用Vieillard(2000)提出的计算含水粘土矿物形成的Gibbs自由能的方法,对热液蚀变作用下蒙脱石向伊利石转变过程中伊利石 蒙脱石混层形成的Gibbs自由能进行了计算。根据伊利石 蒙脱石混层的化学成分,详细计算了一个端元伊利石样品形成的Gibbs自由能,其值为 5401.36kJ/mol。该值与已给出的天然伊利石和理想伊利石形成的Gibbs自由能非常相近,表明Vieillard(2000)的方法对计算伊利石 蒙脱石混层形成的Gibbs自由能是可行的。伊利石 蒙脱石形成的Gibbs自由能可进一步用于计算因地下水过量开采而产生的地面沉降的量。     

电絮凝净化含聚污水影响因素研究

目的为保障油田正常安全生产,促进油田含聚污水的循环利用。方法采用电絮凝技术单因素研究方法开展净化含聚污水的静态实验研究,探讨外加电流密度、极板间距、初始pH及聚合物浓度等因素对净化效果的影响规律。结果当初始pH为7.0,电流密度为4.0 m A/m2,极板间距为1.0 cm,电解16 min时,综合处理效果最佳。此时,含油量与浊度去除率分别为98.85%,99.93%,处理每克油平均消耗为0.0494 g的Al,处理每立方米含聚污水的能耗为0.2895 k Wh。污水中的聚合物浓度越小,净化效果越好。结论中性处理,极板间距为1.0 cm,外加电流密度为4.0 m A/m2,通电16 min是最佳处理条件。     

邻菲罗啉对蒙脱石吸附镍离子性能影响

利用镍离子能与邻菲罗啉反应生成螯合物的性质,研究了加与未加邻菲罗啉条件下,蒙脱石对金属镍离子的吸附行为,考察了镍离子浓度、吸附时间、温度和溶液pH值等因素对吸附性能的影响.结果表明:加入邻菲罗啉后,蒙脱石对镍的螯合离子的吸附量明显增大;吸附平衡时间约为120min;蒙脱石对[Ni(phen)n]2+的吸附性基本不受pH值的影响.动力学研究表明该吸附过程符合准二级反应动力学模型,吸附量随温度升高而增大.二级动力学参数证明加入邻菲罗啉可显著提高蒙脱石对Ni2+的吸附性.蒙脱石对简单Ni2+的吸附符合Langmuir的单层吸附等温式;而蒙脱石对镍的螯合离子的吸附则符合Freundlich等温式.蒙脱石对Ni2+和[Ni(phen)n]2+的吸附均为自发、吸热和更无序的;XRD及FTIR研究表明,蒙脱石对[Ni(phen)n]2+的吸附以层间的物理吸附为主.     

HDTMA改性蒙脱土的稳定性

利用十六烷基三甲基溴化铵(HDTMA)改性天然蒙脱土,观察其在不同环境条件下的稳定性.试验结果表明:随着阳离子交换量(CEC)的增加改性蒙脱土在蒸馏水中的稳定性逐渐降低,1.0CEC改性蒙脱土中HDTMA发生解吸.改性蒙脱土在水体中的稳定性随着振荡强度的加强而降低.从室温到70℃对改性蒙脱土的稳定性几乎无影响.超声波处理使改性蒙脱土的稳定性有所降低.NaCl能提高水体中改性蒙脱土的稳定性,而CaCl₂却使其稳定性有所下降.同酸性条件相比,在碱性条件下改性蒙脱土的稳定性更好.因此,废水的温度、pH和无机盐对低改性蒙脱土稳定性的影响都比较小,这为改性蒙脱土处理废水和它的再生提供了可能.同时在较低振荡强度下,改性蒙脱土也许还能成为废水生物处理的载体.     

不同金属改性的蒙脱土对普萘洛尔的吸附

采用浸渍法将蒙脱土用5种金属阳离子饱和,分别得到铁基蒙脱土、铜基蒙脱土、钾基蒙脱土、钠基蒙脱土和钙基蒙脱土,研究普萘洛尔在这5种金属阳离子饱和的蒙脱土上的吸附行为,探明主要影响因素,并推测可能的吸附机制。结果表明:5种金属阳离子饱和的蒙脱土对普萘洛尔均具有较高的吸附能力,且吸附能力顺序为铁基蒙脱土>铜基蒙脱土>钾基蒙脱土>钠基蒙脱土>钙基蒙脱土。pH为3~9时吸附量增加,是由于溶液中H+与普萘洛尔在金属阳离子饱和蒙脱土上吸附位点竞争力减弱;pH为9~11时吸附量减少,是由于普萘洛尔主要以分子状态存在,静电引力下降。K+、Na+和Ca2+的存在会抑制普萘洛尔的吸附。腐植酸加入会促进普萘洛尔的吸附,但促进作用随腐植酸浓度升高而减弱,甚至出现抑制作用。Langmuir等温吸附模型和准二级动力学方程能较好地描述普萘洛尔的吸附过程。研究结果有望为全面掌握普萘洛尔在土壤环境中的迁移转化规律提供的理论依据。     

仇山膨润土矿不同酸度活化后蒙脱石形态及其变化

浙江仇山膨润土经不同酸度活化,蒙脱石在酸度为17.5～20％时其颗粒大小、厚度趋于一致;酸度分别为12.5％,20％时集合体由絮状,团块状向厚片状,片状变化;酸度为12.5～17.5％时其颗粒边缘变为光滑,而酸度为25％时则变为锯齿状;酸度20％时,表面更加光滑,平整。蒙脱石形态直接反映它的表面积的变化,决定了活性白土脱色性能的优劣。本文讨论了蒙脱石表面积与活性白土脱色力的变化关系。     

A comparative study and evaluation of sulfamethoxazole adsorption onto organo-montmorillonites

Three organo-montmorillonites were prepared using surfactants, and their adsorption behaviors toward sulfamethoxazole（SMX） were investigated. The surfactants used were cetyltrimethyl ammonium bromide（CTMAB）, 3-（N,N-dimethylhexadecylammonio） propane sulfonate（HDAPS） and 1,3-bis（hexadecyldimethylammonio）-propane dibromide（BHDAP）. The properties of the organo-montmorillonites were characterized by X-ray diffraction, scanning electron microscopy and N2adsorption–desorption isotherm measurements. Results showed that the interlayer spacing of montmorillonite was increased and the surface area as well as the morphology were changed. Batch adsorption experiments showed that the surfactant loading amount had a great effect on the adsorption of SMX. The adsorption process was p H dependent and the maximum adsorption capacity was obtained at p H 3 for HDAPS-Mt, while CTMAB-Mt and BHDAP-Mt showed a high removal efficiency at 3–11. The adsorption capacity increased with the initial SMX concentration and contact time but decreased with increasing solution ionic strength.Kinetic data were best described by the pseudo second-order model. Equilibrium data were best represented by the Langmuir model, and the Freundlich constant（n） indicated a favorable adsorption process. The maximum adsorption capacity of SMX was 235.29 mg/g for CTMAB-Mt, 155.28 mg/g for HDAPS-Mt and 242.72 mg/g for BHDAP-Mt. Thermodynamic parameters were calculated to evaluate the spontaneity and endothermic or exothermic nature. The adsorption mechanism was found to be dominated by electrostatic interaction,while hydrophobic interaction played a secondary role.     

杭州校园中不同植被对PM2.5的吸附能力

为合理安排绿地配置,极大发挥植物改善生态环境的功能,为城市系统绿化的功能化规范化经济化提供更加合理的理论支持,通过获取杭州电子科技大学校园内现有的4种植被的不同时间段和不同离地高度的ρ（PM_2.5）,用统计学的t检验方法研究了ρ（PM_2.5）的变化规律.以一天当中不同时间空地的ρ（PM_2.5）作为参照,分别对相同时间、不同植被区域、不同高度和不同时间、相同植被区域、相同高度的ρ（PM_2.5）作对比.结果表明:①早晨水杉林、松树林、混合林的PM_2.5吸附能力相似,与空地的平均差值分别为14.36、12.00和12.79 μg/m3;草地的PM_2.5吸附能力较差,与空地的平均差值仅为4.75 μg/m3.中午时,水杉林的PM_2.5吸附能力最强,与空地ρ（PM_2.5）平均差值为10.87 μg/m3,其次为混合林（8.18 μg/m3）,草地ρ（PM_2.5）反而比空地高14.90 μg/m3.下午水杉林与混合林的PM_2.5吸附能力与中午相比略微减弱.晚上,除混合林外,其他3种绿地均与空地无显著差异.②对比距地面0.1与1.5 m高的空气中ρ（PM_2.5）的差异发现,一般情况下树林中0.1 m处ρ（PM_2.5）大于1.5 m处,空地0.1 m处ρ（PM_2.5）小于1.5 m处.研究显示,大部分植被在早晨吸附能力最强、晚上最弱,不同植被对于PM_2.5的吸附能力也有所不同.由此,在所统计的植被中,水杉林对空气中PM_2.5的吸附能力最强,在以后的绿地规划中,可考虑多增加水杉林的种植面积;但在增加城市林地面积减少空气中PM_2.5的同时,还应考虑到植物自身生理能否带来一些城市负面影响,从面得出最优种植方案.      

淄博市2016-2019年近地面大气臭氧时空分布特征

为认识淄博市近年来大气臭氧（O₃）时空分布特征,基于山东省淄博市19个环境空气质量监测点2016-2019年近地面O₃的连续观测数据,运用Pearson相关性分析法、反距离权重法等方法开展研究.结果表明:①淄博市2016-2019年ρ（O_{3-8 h}）（O_{3-8 h}为O₃日最大8 h浓度）第90百分位数范围为184~203 μg/m3,是GB 3095-2012《环境空气质量标准》二级标准限值（160 μg/m3）的1.15~1.27倍.②ρ（O_{3-8 h}）季节性变化呈夏季（155 μg/m3）>春季（129 μg/m3）>秋季（104 μg/m3）>冬季（60 μg/m3）的特征;ρ（O_{3-8 h}）月变化呈双峰型,峰值分别出现在6月（186 μg/m3）和9月（147 μg/m3）;ρ（O_{3-8 h}）日变化呈单峰型,峰值（117 μg/m3）出现在14:00左右.③ρ（O_{3-8 h}）空间分布呈南北低、中间高的特点,并具有区域均匀性发展趋势.④CO、NO、NO₂和NO_x等前体物浓度均与ρ（O_{3-8 h}）呈负相关,但在夏季相关性较差;冬季夜晚局地污染物对O_x的贡献大于白天.⑤ρ（O_{3-8 h}）与温度和风速均呈显著正相关,与相对湿度呈显著负相关,当风向为西南风时ρ（O_{3-8 h}）较高.研究显示,淄博市O₃表现为典型的光化学生成特征,2016-2019年O₃污染总体呈加重趋势.      

基于敏感性分析的危险废物填埋场工程和地质屏障参数优化

为优化危险废物填埋场地下水污染风险控制的工程/地质屏障参数,基于过程模型模拟-参数敏感性分析-参数优选的系统框架和方法,分析关键参数对于地下水中渗滤液所携带污染物浓度的影响和敏感性,基于分析结果推荐技术参数的取值区间和最低的技术参数要求.结果表明:①各参数对地下水污染风险的敏感性排序依次为导排支管间距>含水层厚度>导排层坡度>天然衬层渗透系数>导排层渗透系数>地下水流速.②当导排支管间距>25 m、导排层坡度 < 2%、导排层渗透系数 < 0.000 1 cm/s、天然衬层渗透系数>1×10-6 cm/s时,地下水污染风险急剧增大;反之,当导排支管间距 < 10 m、导排层坡度>3%、导排层渗透系数>0.01 cm/s、天然衬层渗透系数 < 5×10-7 cm/s时,对地下水污染风险的管控并无明显影响.③导排支管间距最低为25 m,但不宜 < 10 m,导排层坡度最低为2%,但不宜>3%,导排层渗透系数最低为0.01 cm/s,天然衬层渗透系数最低为1.0×10-6 cm/s.研究显示,现有标准中给出的参数取值具有合理性,但范围较广,应结合水文地质参数与填埋场参数确定.