Thermodynamics and kinetics of cadmium adsorption onto oxidized granular activated carbon

Cadmium sorption behavior of granular activated carbon oxidized with nitric acid was systematically studied by sets of the equilibrium and time-based experiments under various conditions.The cadmium adsorption capacity of oxidized granular activated carbon enlarged with an increase in pH,and reduced with an increase in ionic strength.Experimental data were evaluated to find out kinetic characteristics.Adsorption processes were found to follow pseudo-second order rate equation.Adsorption isotherms correlate well with the Langmuir isotherm model and the maximum sorption capacity of cadmium evaluated is 51.02μmol/g.Thermodynamic parameters were calculated based on Van't Hoff equation.Equilibrium constant Kd was evaluated from Freundlich isotherm model constants,Langmnir isotherm model constants,and isotherms,respectively.The average change of standard adsorption heatΔH~0 was -25.29 kJ/mol.NegativeΔH~0 andΔG~0 values indicate the adsorption process for cadmium onto the studied activated carbon is exothermic and spontaneous.The standard entropyΔS~0 was also negative,which suggests a decrease in the freedom of the system.     

对硝基苯酚在沉积物上的吸附特征---吸附等温线和吸附热力学

研究了对硝基苯酚在不同沉积物上的吸附等温线,比较分析了Linear方程、Freundlich方程和Langmuir方程描述吸附等温线的准确性和稳定性结果表明,Iinear方程更适合描述沉积物吸附对硝基苯酚的等温线对硝基苯酚在沉积物上的吸附主要是溶质在沉积物有机质中的分配,其吸附热为-7 8 kJ@mol-1,主要的吸附作用力为疏水键力.对硝基苯酚在18个沉积物有机质上吸附自由能改变量为-5 4--7.2kJ@mol-1.标准自由能的变小是对硝基苯酚在沉积物有机质上吸附的推动力.     

壳聚糖的改性及其去除废水中染料物质的性能研究

采用戊二醛交联FeCl_3制备改性壳聚糖吸附处理染料废水,以20 mg·L~(-1)的亚甲基蓝溶液作为处理对象,探究氯化铁改性壳聚糖(FeCl_3-CTS)投加量、废水p H值、反应时间对其处理亚甲基蓝废水性能的影响,并对吸附动力学、吸附等温线过程进行拟合.结果表明,FeCl_3-CTS对亚甲基蓝废水的处理效果远高于未改性壳聚糖(N-CTS),尤其是在投加量为0.1 g·L~(-1)、p H=6的条件下,经FeCl_3-CTS处理50 min后,亚甲基蓝废水的脱色率高达99.4%,FeCl_3-CTS对亚甲基蓝的吸附容量高达198.8 mg·g~(-1),与N-CTS的54.8%和109.6 mg·g~(-1)相比,均有显著的提高.吸附动力学、吸附等温线拟合结果显示,FeCl_3-CTS对亚甲基蓝废水的吸附过程符合准二级反应动力学方程(R2=0.9992)和Langmuir等温线方程(R~2=0.9995).     

毛霉菌回收金纳米颗粒的影响因素及吸附行为

生物吸附在贵金属的回收中具有较高的应用潜力.本研究以毛霉菌(Mucor varians)菌株(CGMCC 3.02549)为菌种资源,探究了毛霉菌吸附Au~(3+)的影响因素,包括初始Au~(3+)浓度、温度和pH值,研究了毛霉菌吸附Au~(3+)的动力学和热力学特性.结果表明,随着初始Au~(3+)浓度升高,毛霉菌的吸附率降低,吸附容量增高;吸附率随着温度的升高而增加;pH对毛霉菌吸附Au~(3+)的效果影响明显,pH为3时吸附效果最佳.毛霉菌对Au~(3+)的等温吸附过程更符合Langmuir方程(R2=0.985),最大吸附量为325.418 mg·g~(-1).拟二级动力学方程更适合描述Au~(3+)在毛霉菌上的吸附动力学(R2=0.910~0.922).通过热力学分析得出,毛霉菌吸附Au~(3+)是自发的吸热过程.傅里叶红外光谱、X射线光电子能谱、X射线衍射和透射电镜分析表明,回收产物为金纳米颗粒,羰基和羟基是起主要作用的官能团.     

秸秆焚烧物对黄土吸附五氯酚的影响研究

为研究添加秸秆焚烧物对黄土吸附环境激素的影响,以五氯酚（PCP）为目标污染物,采用批量实验法研究了PCP在黄土与添加秸秆焚烧物黄土上的吸附动力学、吸附热力学以及初始浓度、离子强度、粒径、pH值等影响因素.结果表明：添加秸秆焚烧物促进黄土对PCP的吸附,黄土与添加秸秆焚烧物黄土的动力学均较好的符合准二级动力学模型;其热力学吸附过程均更符合Freundlich吸附模型,且吸附等温线符合C-型;温度在25~45℃时,PCP在黄土与添加秸秆焚烧物黄土上的吸附平均自由能（E）小于8kJ/mol,说明其对PCP的吸附主要以物理吸附为主;PCP的吉布斯自由能ΔG^θ、焓变ΔH^θ和熵变ΔS^θ均小于0,表明该吸附属于自发放热且混乱度减小的过程;当pH值在3~7范围内时,PCP的吸附量随pH值升高而逐渐减小,而pH值在7~10范围内时,其吸附量逐渐增大;黄土对PCP的吸附量随其粒径的减小而增大;离子相同时,其浓度越高越有利于PCP的吸附;离子浓度相同时,黄土对PCP的吸附量随其价态的升高而增加.     

两种改性膨润土对含油废水吸附行为的研究

本文用壳聚糖和聚二甲基二烯丙基氯化铵(PDMDAAC)作为改性剂,对钠基膨润土进行改性,制得两种改性膨润土.通过实验研究了其吸附的机理,并根据范德霍夫方程计算了吸附过程中的热力学参数.实验结果表明:两种改性膨润土对含油废水的吸附过程较好的符合准二级动力学模型和Freundlich吸附等温线模型;在吸附过程中,既有物理吸附,也有化学吸附.当温度小于10℃时,以物理吸附为主,当温度大于10℃时,以化学吸附为主.     

废水中聚丙烯酰胺在H-Beta分子筛上的吸附特性

将H-Beta用于处理含聚丙烯酰胺(PAM)的驱油废水,研究了PAM在H-Beta上的吸附动力学和热力学特征,并考察了吸附条件对吸附效果的影响.结果表明,吸附过程遵循准二级动力学模型;在低PAM初始浓度(100 mg·L-1)时,吸附表观活化能40 k J·mol-1,说明H-Beta对PAM的吸附以化学吸附为主;在高PAM初始浓度(200和500 mg·L-1)时,吸附活化能降低,吸附向物理吸附转变.吸附等温线在低平衡浓度区符合Langmuir模型,25、40和50℃时的单层饱和吸附量分别达到70.2、76.9和90.9 mg·g-1;在高平衡浓度区符合Freundlich模型,表现为多层吸附.吸附主要来自氢键作用,为自发的吸热过程.p H为2~4,吸附剂用量为5 g·L-1时,具有更优的吸附效果.真实废水中油和盐类的存在对PAM在H-Beta上的吸附未产生不利影响.     

Co(Ⅱ)在磁性埃洛石上的吸附行为研究

采用化学共沉淀法成功制备了磁性埃洛石,运用扫描电子显微镜(SEM)、红外光谱仪(FT-IR)、X射线衍射仪(XRD)和振动样品磁强计(VSM)等手段详细表征了改性前后埃洛石的结构和形态,并采用静态批量平衡法对Co(Ⅱ)在磁性埃洛石上的吸附行为和机理进行探究,考察了料液比、平衡时间、p H值和温度等因素对吸附的影响.实验结果表明:温度为50℃时,Co(Ⅱ)在磁性埃洛石上的最大吸附容量为17.5mg·g-1.p H7.5时,随着p H增加,吸附量增大;当p H=7.5时,吸附量达到最大;以后即使p H增大,吸附量也不会明显变化.动力学过程符合准二级动力学方程;热力学过程符合Langmuir吸附等温线;升高温度利于Co(Ⅱ)在磁性埃洛石上吸附.     

新型螯合型表面活性剂增溶菲的热力学和动力学研究

采用批平衡试验法,研究了新型螯合型表面活性剂N-十二酰基乙二胺三乙酸钠(N-LED3A)增溶菲的性能,并探讨了其增溶热力学和动力学特征.结果表明:N-LED3A可有效增溶菲,菲的表观溶解度S*w及其在表面活性剂单体和胶束相的分配系数Kmn和Kmc均随温度升高而增大;N-LED3A的临界胶束浓度(CMC)随温度的升高(15、25、35、45℃)呈现先减小后增大的趋势;菲在N-LED3A单体/水、胶束/水的表观摩尔分配焓变ΔH*mm、ΔH*mc分别为18.30、13.12 kJ·mol-1,菲在水、N-LED3A单体和胶束中的表观摩尔溶解热分别为18.87、37.17和31.99 kJ·mol-1,均为吸热过程,故温度升高有利于菲在N-LED3A单体和胶束中的分配作用,菲在水、N-LED3A单体和胶束中的溶解量随温度升高而增大。动力学方程拟合结果表明,一级动力学方程最适合描述N-LED3A对菲的增溶过程.     

粉煤灰负载壳聚糖对磷吸附的热力学研究

以粉煤灰负载壳聚糖作为吸附剂,在静态吸附条件下,研究了其对磷的吸附行为,并对吸附过程的热力学进行了分析。结果表明,吸附平衡数据都能够较好地符合Langmuir和Freundlich吸附等温方程,但Langmuir方程能够更好地描述吸附等温线。在20～35℃范围内,磷在粉煤灰负载壳聚糖上的吸附是一个吸热过程,反应的吉布斯自由能变小,同时伴随着熵值的增加,吸附焓变为44.36 kJ/mol。