伊利石对水溶液中低浓度铀的吸附

采用静态实验方法研究了伊利石对水溶液中铀的吸附特性,通过批实验考察了反应时间、溶液初始浓度、p H值、离子强度、固液比以及温度对吸附的影响,用傅里叶变换红外光谱仪(FTIR)、X射线衍射仪(XRD)表征伊利石吸附铀前后结构的变化,探讨了伊利石对铀的吸附等温方程和热力学规律,分析其反应机制.实验结果显示,伊利石与低浓度铀溶液接触后立即反应,1 h后反应基本达到平衡;溶液p H和离子强度对伊利石吸附铀的影响显著,当p H=4—7、离子强度为0.001 mol·L-1时,吸附效果最好;在一定条件下,伊利石对水溶液中低浓度铀的吸附量与铀初始浓度呈正比,与固液比呈反比;吸附等温线符合Freundlich模型,相关系数可达0.9966;伊利石对铀的吸附属于吸热反应,反应自发进行,高温促进伊利石的吸附行为.     

高炉水淬渣吸附Zn~(2+)的平衡与动力学研究

研究了Zn~(2+)在高炉水淬渣(WBFS)上的吸附情况,并用电镜扫描(SEM)、电感耦合等离子体质谱分析仪(ICP)及X射线衍射仪(XRD)等对高炉水淬渣的理化性质进行了表征.通过批量平衡实验,从动力学和热力学角度探讨了Zn~(2+)在高炉水淬渣上的吸附作用机理.结果表明:吸附等温线能较好地用Langmiur模型来描述,分离因子RL值介于0~1之间,属于优惠吸附.ΔH和ΔS值分别为52.45 k J·mol~(-1)和167.52J·mol~(-1)·K~(-1),表明Zn~(2+)在高炉水淬渣上的吸附是吸热过程,并且吸附过程增加了系统的混乱度,而ΔG值仅仅在温度高于318 K后才为负值,说明高炉水淬渣对Zn~(2+)吸附的自发性与温度成正比.吸附动力学很好地符合伪二级动力学模型,以化学吸附为主.高炉水淬渣重金属浸出浓度低,环境安全性能优良,可以作为一种较为理想的吸附剂.     

水合氧化铈吸附水中磷酸根特性的研究

以综合利用稀土矿物资源和开发新型高效除磷吸附材料为目的,对稀土材料水合氧化铈(HCO)进行了吸附除磷的性能评价.实验结果表明,水合氧化铈具有优异的除磷特性,在较宽pH值范围内对磷酸根有较强的吸附能力,酸性条件更有利于吸附反应的进行.其吸附等温线能很好地用Langmuir方程进行描述.对于低浓度(1 mg/L)的含磷溶液,水合氧化铈在所选pH值条件下能很快对磷酸根达到完全吸附.水合氧化铈对磷酸根的吸附属于吸热反应,其标准吸附热为6.24 kJ·mol-1.但温度对吸附反应的影响较小.从实验结果推测,水合氧化铈对磷酸根的主要反应机理趋向于化学专性吸附.     

淀粉微球对苯酚的吸附性能研究

以可溶性淀粉为原料,N,N’-亚甲基双丙烯酰胺(MBAA)为交联剂,通过反相悬浮聚合得到淀粉微球作为吸附载体,研究了pH、吸附时间、温度对其苯酚吸附性能的影响,以及淀粉微球吸附苯酚的热力学和动力学特性,并利用扫描电镜仪、红外光谱仪对淀粉微球的结构进行了表征。结果表明,淀粉微球粒度分布均匀,表面粗糙多孔,具有相当大的孔容积和比表面积,具有较好的吸附性能;在20℃、pH为5.3时,吸附30 min后,淀粉微球对苯酚的吸附容量达到饱和,最大吸附量为18.71 mg/g;采用准二级吸附动力学方程能更好地描述淀粉微球对苯酚的吸附行为,淀粉微球对苯酚的吸附是以化学吸附为主控步骤的作用过程,淀粉微球对苯酚的吸附主要是通过氢键作用来完成的。     

盐泥吸附剂对直接染料的平衡吸附行为和热力学性质研究

以染料废水处理用盐泥吸附剂的开发为目的,在静态吸附条件下,研究了含镁盐泥对直接大红、直接深蓝和直接黑3种直接染料的吸附行为,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25～30℃范围内,3种直接染料在盐泥上的吸附是一个吸热过程,同时伴随着熵值的增加,反应的吉布斯自由能变小。吸附是物理和化学吸附并存的吸附过程,主要推动力为化学键力（化学吸附）,同时可能存在范德华力（物理吸附）,吸附焓变在74120～87332 kJ/mol之间。     

MWNTs及MWNTs/TiO2对水中1,2,3-三氯苯的吸附特性研究

采用批量平衡实验,对比研究了多壁碳纳米管（MWNTs）及多壁碳纳米管/二氧化钛复合材料（MWNTs/TiO₂）对水中1,2,3-三氯苯的吸附特性。结果表明,在相同条件下,MWNTs及MWNTs/TiO₂对1,2,3-三氯苯（1,2,3-TCB）的最大吸附量分别为71.8 mg/g和3.05 mg/g,pH值在2~11之间变化时,两者的吸附均不受pH值变化的影响。2种吸附剂的吸附过程均符合拟二级动力学方程,但MWNTs/TiO₂对1,2,3-TCB的吸附速率常数为0.4159 g/(mg·min),约为MWNTs的50倍左右,说明MWNTs/TiO₂具有更强的吸附驱动力。1,2,3-TCB在2种吸附剂上的吸附过程均可用Freundlich吸附等温线来描述,其热力学参数吉布斯自由能△G⁰均为负、标准焓变△H⁰与熵变△S⁰均为正表明,MWNTs及MWNTs/TiO₂吸附1,2,3-TCB过程为自发吸热反应。与MWNTs相比,MWNTs/TiO₂具有可光催化再生的优点,能用于被污染水体的原位修复。     

离子交换树脂D001对罗丹明B的吸附特性

采用强酸性阳离子交换树脂D001作为吸附剂吸附脱除水溶液中的罗丹明B(Rh B)。SEM和FTIR表征结果显示:D001树脂表面存在孔隙,可增加树脂的比表面积;树脂表面的磺酸基团可通过与阳离子染料Rh B络合而将其吸附。实验结果表明:Langmuir等温吸附模型能更好地描述树脂对Rh B的吸附规律,升高温度有利于树脂吸附Rh B;吸附过程符合Lagergren准一级动力学方程,初始Rh B质量浓度为20 mg/L时吸附活化能为7.06 k J/mol;树脂对Rh B的吸附是一个自发的、吸热的、熵推动的过程;颗粒扩散为吸附过程的控制步骤;树脂具有良好的重复使用性能。     

阳离子交换膜对Cu~（2＋）离子交换的动力学及热力学研究

对阳离子交换膜离子交换Cu2＋的动力学及热力学现象进行了研究,结果表明：温度25℃,溶液pH=6时,干膜对Cu2＋饱和交换容量为0.506 mmol/g;随Cu2＋初始浓度的升高,离子交换速率常数随之增加;随温度升高,离子交换速率常数随之增加;随转速升高,离子交换速率常数随之增加;离子交换过程与一级反应速率方程拟合结果良好;△G0〈0,表明离子交换反应能自发进行;△H0m〉0,表明的交换反应为吸热反应;△S0〉0,表明交换反应是熵变增加的反应。     

弱碱性树脂吸附-解吸苦味酸

考察了水中苦味酸在弱碱性离子交换树脂D301R上的吸附与解吸。研究了吸附热力学、动力学特性及吸附机理。结果表明,树脂在pH=2.7～10.2时,吸附能力最好。等温平衡吸附遵循Freundlich模型。吸附过程为吸热、熵增的自发过程。吸附动力学符合Lagergren准二级速率方程,颗粒内扩散为吸附速率的主要控制步骤,吸附速率常数为7.23×10-5～1.20×10-4g/(mg.min),吸附活化能为19.4 kJ/mol。树脂上吸附的苦味酸可用HNO3+丙酮混合液定量洗脱,洗脱率达99%。静态吸附和脱附的比较结果证实了吸附过程中存在不可逆化学吸附。树脂对苦味酸的吸附主要是通过静电吸附、酸碱络合吸附、氢键吸附等协同作用来完成的。     

磷石膏还原分解反应热力学分析

磷石膏是高浓度磷肥工业排放的固体废弃物,采用HSC Chemistry 5热力学计算软件对焦炭、硫磺、氢气、一氧化碳与磷石膏还原反应进行了对比分析,探索如分解温度、平衡常数、耗能与还原介质的关系。结果表明,不论采用上述何种还原介质,CaSO4还原分解成CaS均比CaO容易进行。