凹凸棒石吸附水溶性染料的热力学研究

通过静态吸附实验,研究凹凸棒石对水溶液中阳离子桃红FG、亚甲基蓝和直接耐酸大红4BS的吸附热力学特性,测定了298～328K范围内的吸附等温线。结果表明：在水溶液中3种染料在凹凸棒石上的吸附均符合Langmuir等温吸附方程。凹凸棒石对水溶液中的阳离子桃红FG和亚甲基蓝的吸附是一个吸热过程,而对直接耐酸大红4BS的吸附是放热过程。根据热力学函数关系计算出阳离子桃红FG、亚甲基蓝和直接耐酸大红4BS在凹凸棒石上的吸附焓变分别为0．49,0．26kJ／mol和-19．68kJ／mol。吸附Gibbs自由能变在-27．48～-31．21kJ／mol之间,表明凹凸棒石对3种水溶性染料的吸附是一自发的过程。凹凸棒石吸附3种水溶性染料均是熵增过程。     

负载纳米TiO_2凹凸棒石黏土对Ni(Ⅱ)的吸附热力学研究

利用静态吸附实验的方法,研究了负载纳米二氧化钛的凹凸棒石黏土对溶液中Ni(Ⅱ)的吸附热力学特性。结果表明,吸附等温线符合Freundlich吸附模型。根据热力学函数关系计算出吸附过程的ΔH为-26.56 k J/mol,ΔG为-5.12^-0.73 k J/mol,ΔS为-73.18 J/(mol·K),表明负载纳米二氧化钛的凹凸棒石黏土对溶液中Ni(Ⅱ)的吸附是自发、放热、熵减的过程,为物理吸附。     

负载纳米TiO_2凹凸棒石黏土对Ni(Ⅱ)的吸附热力学研究

利用静态吸附实验的方法,研究了负载纳米二氧化钛的凹凸棒石黏土对溶液中Ni(Ⅱ)的吸附热力学特性。结果表明,吸附等温线符合Freundlich吸附模型。根据热力学函数关系计算出吸附过程的ΔH为-26.56 k J/mol,ΔG为-5.12~-0.73 k J/mol,ΔS为-73.18 J/(mol·K),表明负载纳米二氧化钛的凹凸棒石黏土对溶液中Ni(Ⅱ)的吸附是自发、放热、熵减的过程,为物理吸附。     

聚苯胺/凹凸棒石纳米复合材料对甲基橙的吸附性能

通过原位聚合法制备了盐酸和对甲苯磺酸共掺杂聚苯胺/凹凸棒石纳米复合材料,用Fourier红外光谱和透射电镜对纳米复合材料进行了表征,并从热力学和动力学角度探讨了甲基橙在纳米复合材料上的吸附机理。结果表明:纳米复合材料兼具凹凸棒石的结构和聚苯胺的性质;当pH=5～7时,该纳米复合材料对甲基橙有优异的吸附能力,对甲基橙的吸附热力学符合Langmuir和Freundlich等温吸附方程,最大吸附量可达121.62mg/g,吸附焓变为4.73kJ/mol,吸附自由能变为–(29.79～22.93)kJ/mol,吸附熵变约为98J/(mol·K),是一个自发的吸热过程;纳米复合材料对甲基橙的吸附动力学符合准二级动力学方程,速率常数随着甲基橙溶液初始浓度的提高而下降。     

十六烷基三甲基溴化铵改性坡缕石黏土对Cr(Ⅵ)的吸附性能

以十六烷基三甲基溴化铵(CTMAB)对坡缕石黏土改性,研究改性坡缕石黏土吸附Cr(Ⅵ)的主要影响因素,探讨吸附平衡、热力学特征和吸附机理,由红外光谱和热重分析了改性坡缕石的结构.结果显示,CTMAB改性可使坡缕石表面荷正电,对Cr(Ⅵ)吸附能力显著提高,吸附作用随介质pH值的升高而减弱,吸附平衡能较好地符合Langmuir方程和R-P方程,△G为-22.68～-21.99 kJ/mol,吸附过程放热,△H为-15.57 kJ/mol,吸附主要是物理作用.     

鸡毛吸附水中机油的动力学和热力学研究

利用H2O2预处理的鸡毛作为吸附剂对水中机油污染物进行了吸附动力学和吸附热力学研究.在25～55℃范围内,吸附等温线符合Freundlich模型.动力学研究表明,室温下鸡毛吸附机油速度快,吸附15min就达到吸附平衡.吸附可以用拟二级动力学模型描述.计算了吸附过程的热力学参数,标准吉布斯自由能△Go-24.59～26.63kJ·mol-1,标准焓变△Ho 为-45.74kJ·mol-1,标准熵变△So为-65.35J·(mol·K)-1.结果表明,吸附是一个可自发的、放热和熵减少的过程.     

大孔树脂对有机废水中苯酚的吸附性能

研究了新型大孔树脂XDA-200对苯酚的吸附性能.实验结果表明,大孔树脂XDA-200对苯酚的最佳吸附pH=6.4,在温度298K时其静态平衡吸附容量为277mg/g树脂.用0.5mol/L NaOH溶液作为解吸剂,一次解吸率可达82.8%.树脂吸附苯酚的过程,符合Freundlich经验式以及Langmuir经验式.树脂吸附苯酚的表观反应速率常数为k298=2.38×10-2/S,表现吸附活化Ea=1.74kJ/mol,测得热力学参数分别为吸附过程热效应AH=5.31kJ/mol,熵变△S=50.8J/mol·K,以及温度288K,298K和308K时的自由能变为:△G288=9.32kJ/mol,AG198=9.83kJ/mol,AG308=-10.34kJ/mol.     

坡缕石黏土吸附Cu~(2+)的动力学

通过提纯的坡缕石黏土对水溶液中Cu~(2+)的静态吸附实验,考察了吸附过程的动力学特征,研究了吸附过程的动力学模型、表观活化能和活化热力学参数,并对吸附速率的控制进行了分析。结果表明:在实验条件下坡缕石黏土对水中的Cu~(2+)具有较快的吸附速率,60min可基本达到平衡;吸附过程能较好地符合Lagergren pseudo-second-order吸附动力学方程,速率常数k_2随温度的升高而增大,随Cu~(2+)初始浓度的增加而减小;吸附过程的表观活化能为18.82kJ/mol,是活化的化学吸附,活化焓为16.26kJ/mol,活化Gibbs自由能为75.40～79.38kJ/mol,活化熵为-198.50 J/(mol·K),活化为吸热过程,是缔合反应机制:吸附速率由液膜扩散和颗粒内扩散共同控制,低浓度时主要受液膜扩散控制,高浓度时颗粒内扩散的影响更为明显。     

Mg/Al双金属氧化物吸附Cr(Ⅵ)的动力学和热力学机理

通过静态吸附实验,研究了Cr(Ⅵ).Mg/Al水滑石焙烧产物层状双金属氧化物(layered double oxides,LDO)的吸附性能.考察了温度对其吸 附性能的影响,探讨了吸附动力学和热力学规律.研究表明:吸附动力学符合准二级动力学模型,LDO的吸附活化能为21.42kJ/mol,表现为扩散控 制过程.在293~333 K温度范围内,吸附自由能(△Go)变小是Cr(Ⅵ)ELDO上的吸附推动力;吸附热(吸附焓变H)为5.12 kJ/mol,是自发的物理吸附过程;LDO吸附Cr(Ⅵ)为熵增过程.其熵变为49.12 J/(mol·K).结合XRD表征结果探讨了吸附机理:LDO吸附Cr(Ⅵ)无配位摹交换、化学键等强的作用力,Mg/Al金属氧化物在吸附Cr(Ⅵ)后恢复为LDH层状结构,因此,LDO对Cr(Ⅵ)的强吸附能力是冈为其具有较强的结构"记忆效应".     

GO/AT复合材料的制备及其吸附性能分析

采用溶液共混法制备氧化石墨烯(GO)/凹凸棒石(AT)复合材料,探讨GO含量对复合材料吸附性能的影响,并对复合材料的组成和微观结构进行了表征和分析。结果表明,当GO/AT的质量比为3/4时,复合材料对盐酸四环素的吸附效果最佳,吸附率达到93.06%。进一步探讨了吸附时间、盐酸四环素初始浓度和溶液pH条件对复合材料吸附性能的变化,分析了复合材料吸附盐酸四环素的过程;GO/AT复合材料对盐酸四环素的吸附过程符合准二级动力学方程,其表观吸附活化能为37.19 kJ/mol,此吸附过程以静电吸附为主;对盐酸四环素的吸附行为符合Langmuir等温式,在研究的温度范围,吸附焓变(ΔHO)为7.77 kJ/mol,吸附自由能变(ΔGO)<0,吸附熵变(ΔSO)为57.62 J/(mol·K),表明该吸附是吸热、自发、熵增过程。