对硝基苯酚和重金属在高炉水淬渣上的竞争吸附研究

以高炉水淬渣（WBFS）为吸附剂,对水体中的对硝基苯酚（p-NP）和重金属进行单一吸附和竞争吸附的研究,从吸附等温线、吸附动力学和热力学等方面分析其吸附特性和机理.结果表明：相对于p-NP,重金属离子在竞争条件下居优势地位,重金属离子对p-NP的竞争吸附作用依次为Cu²⁺ >Cd²⁺ >Zn²⁺.高炉水淬渣对p-NP的吸附符合Freundlich模型,而重金属离子的吸附与Langmuir吸附模型拟合较好,D-R模型计算的p-NP在各系统中吸附能量分别为-7.53、-7.07、-7.96以及-7.86kJ/mol,表明高炉水淬渣吸附p-NP的过程中以物理吸附为主,而重金属离子则以化学吸附和离子交换为主.动力学曲线显示在二元体系下p-NP的吸附速率下降,吸附达到平衡的时间延长,而竞争组分的存在对Cu²⁺、Cd²⁺、Zn²⁺达到平衡的时间基本无影响.高炉水淬渣对Cu²⁺、Cd²⁺、Zn²⁺表现出更高的亲和力和选择性.无论是单一吸附还是竞争吸附,p-NP和Cu²⁺、Cd²⁺、Zn²⁺均符合伪二级动力学方程.△G值随着温度的升高而逐渐降低,说明高炉水淬渣对p-NP和Cu²⁺、Cd²⁺、Zn²⁺吸附的自发性与温度成正比,属于吸热熵增的过程.     

对硝基苯酚在高炉水淬渣上的吸附机制及表面分形研究

研究了对硝基苯酚(p-NP)在高炉水淬渣(WBFS)上的吸附情况,用电镜扫描(SEM)、X射线衍射仪(XRD)、红外光谱仪(FTIR)、比表面积测定仪(BET)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对硝基苯酚在高炉水淬渣上的吸附作用机制.结果表明,吸附等温线能较好地用Freundlich模型来描述.ΔH和ΔS值分别为3.29 k J·mol~(-1)和4.66 J·(mol·K)~(-1),表明对硝基苯酚在高炉水淬渣上的吸附是属于吸热熵增的过程,无化学键等强作用力.ΔG值随着温度的升高而逐渐降低,说明高炉水淬渣对对硝基苯酚吸附的自发性与温度呈正比.高炉水淬渣对对硝基苯酚的吸附可分为快速的表面覆盖和慢速的内部扩散吸附2个过程,整个吸附过程符合伪二级动力学模型.运用Freundlich吸附分形模型计算了不同温度下高炉水淬渣表面的分形维数D分别为2.78、2.80、2.84以及2.87,表明高炉水淬渣的表面确实存在着分形现象,温度越高,D值越大.     

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.