伊利石和钠蒙脱石对溴化乙锭的吸附机理研究

黏土矿物由于其独特的阳离子交换能力而表现出良好的吸附性能,在废水处理中有着广泛应用。溴化乙锭作为分子实验室中常用的核酸染料,其强烈的诱变性会对人体造成不可逆的伤害。利用2∶1型伊利石和2∶1型钠蒙脱石两种不同性质的黏土吸附溴化乙锭,探究吸附行为及吸附机理。结果表明,伊利石和钠蒙脱石吸附溴化乙锭过程均符合Langmuir等温吸附模型和伪二级动力学方程,二者对溴化乙锭的吸附容量受控于阳离子交换能力,分别为0.10 mmol/g和1.09 mmol/g。进一步发现,溴化乙锭在伊利石上的吸附主要发生在材料外表面,受H⁺和Na⁺对吸附点位竞争的影响较为显著;其在钠蒙脱石上的吸附则主要发生在层间,受环境pH值和离子竞争的影响较小,表明其与钠蒙脱石的亲和力高。因此,不同结构黏土矿物表现出不同的吸附行为。     

冰乙酸改性狐尾藻对铜离子的吸附

以廉价而且易种植培育的沉水植物为原料,吸附重金属离子,降低废水中重金属离子浓度.采用冰乙酸对沉水植物狐尾藻进行改性,然后,取酸改性狐尾藻置于600 mg/L,pH=4的硝酸铜溶液搅拌处理2h,测试吸附重金属Cu~(2+)的能力.结果表明,狐尾藻经冰乙酸改性之后,吸附性能更好,对废水中重金属Cu~(2+)的吸附效率达到92.2%,高于未改性狐尾藻的吸附效率(85.6%).三次循环吸附后,吸附效率仍达到86.3%,拟合Elovich方程,第一次循环吸附R~2=0.9998,第四次循环吸附R~2=0.9999,线性关系均较好,表明拟合的二级动力学方程得到的最大吸附量与实验值基本吻合,为生物吸附材料的开发提供了理论依据.     

好氧颗粒污泥吸附Zn2+的研究

以不同粒径的好氧颗粒污泥作为吸附剂吸附水中的重金属Zn2+,分析了颗粒污泥的粒径在不同初始Zn2+浓度和初始污泥浓度下对吸附效果的影响;同时以活性污泥为对照,对比研究了两种吸附剂对重金属Zn2+的吸附效果.研究发现,好氧颗粒污泥具有多孔结构,吸附过程满足一级可逆反应方程;小颗粒的吸附容量较大颗粒的高;颗粒污泥的解吸率均低于普通活性污泥的.可见,好氧颗粒污泥可作为含Zn2+废水的生物吸附剂.     

合成碳羟基磷灰石对废水中锰离子的吸附研究

利用废弃的蛋壳制备碳羟基磷灰石(CHAP),研究了其对废水中Mn2+的吸附作用,并探讨了CHAP用量、Mn2+浓度、温度、pH对吸附效果的影响.试验结果表明:在pH值为6、温度为30℃、搅拌时间为1 h、CHAP用量为3 g/L、Mn2+初始浓度为70 mg/L的条件下,CHAP对Mn2+的去除率可达到97.9%,吸附容量为22.84 mg/g;CHAP对Mn2+的吸附过程符合Langmuir和Fre-undlich吸附等温式,吸附反应是自发放热过程;H0准二级动力学模型能较好地描述CHAP对Mn2+的动力学吸附行为.     

生物沥浸改性后污泥基生物炭对Pb^2+和Cd^2+的吸附

为探索利用生物沥浸改性后污泥基生物炭去除废水中Pb^2+和Cd^2+的可行性,以生物沥浸改性后污泥为原料制备生物炭,并测定了该材料的性能和吸附特性。通过单因素试验研究了pH值、生物炭投加量对吸附Pb^2+、Cd^2+性能的影响,并利用吸附动力学和热力学来揭示吸附机制。试验结果表明,经生物沥浸改性后污泥基生物炭的重金属含量降低;吸附Pb^2+和Cd^2+的最佳pH值分别为5、6,最佳生物炭投加量均为2 g/L;其对Pb^2+和Cd^2+的吸附均能较好地符合准二级动力学方程和Langmuir等温线模型,在25、35、45℃三种温度下对Pb^2+、Cd^2+的饱和吸附量分别为30.68、39.95、43.93 mg/g和19.82、28.58、32.29 mg/g,吸附过程均主要以物理吸附为主,且为吸热过程。     

无机离子对光催化降解腐殖酸的影响

研究了无机离子对光催化降解腐殖酸的影响。结果表明:Ca2+、Mg2+、HCO3-、H2PO4-都对腐殖酸的降解有一定的抑制作用。Ca2+、Mg2+将与腐殖酸络合形成金属离子—腐殖酸配合体,该配合体易于被TiO2吸附,但这种配合体将比腐殖酸更难降解;HCO3-的加入会严重抑制光催化反应的进行,这是由于HCO3-是较强的.OH清除剂;H2PO4-对腐殖酸的光催化降解有较强的抑制作用,H2PO4-与腐殖酸在TiO2表面会形成竞争吸附,从而抑制TiO2对腐殖酸的吸附,同时也是.OH和h+的清除剂。     

烷基铵在蒙脱石层间的吸附及其对蒙脱石／烷基铵的性能和结构的影响

本文以钠基蒙脱石和不同碳链长度的烷基季铵盐为原料，研究了烷基铵用量、插层反应时间、烷基铵的碳链长度对烷基铵吸附量、蒙脱石／烷基铵的凝胶性能和结构的影响。研究结果表明，烷基铵在蒙脱石层间的吸附量是影响蒙脱石／烷基铵凝胶性能和结构的主要因素，烷基铵在蒙脱石层问的吸附能够呈现出超量吸附的特性，而吸附量的变化则会导致蒙脱石／烷基铵凝胶性能的显著差异；受制于烷基铵在蒙脱石层间的吸附量和排列方式，蒙脱石／烷基铵的结构具有不确定性，随着烷基铵吸附量和排列方式的不同而呈现动态变化的特点。     

浮床植物收割策略及资源化制取生物炭吸附重金属

为了准确制定生态浮床植物收割策略并寻求收割后植物的资源化途径，首先监测浮床中不同植物的茎叶和根系中氮、磷含量的历时变化，然后将收割植物组织在高温限氧环境下裂解制备生物炭，用于废水中重金属的去除并解析其机理。结果表明，浮床植物中菖蒲和千屈菜的茎叶应在每年10月下旬—11月上旬进行收割，而鸢尾和铜钱草无需收割。另外，优选出菖蒲茎叶在400℃下裂解制取的生物炭用于去除废水中的重金属，其对Pb²⁺、Cu²⁺、Ni²⁺和Mn²⁺的饱和吸附量分别可以达到256.189、52.538、49.141和43.463 mg/g，而且吸附过程符合单分子层吸附的Langmuir模型；除了吸附作用外，生物炭和重金属之间的阳离子π作用以及碱性条件下重金属的沉淀作用也有助于废水中重金属的去除。     

黄土-粉土混合土对Pb(Ⅱ)的静平衡和动态吸附特性

竖向防污屏障是防止地下水土污染的主要屏障。天然土是屏障最主要的材料来源。以天然粉土为母土,黄土为添加剂,以重金属Pb(Ⅱ)作为污染物的代表,通过粉土-黄土混合土对Pb(Ⅱ)的静平衡吸附和动态吸附试验研究黄土作为添加剂对天然粉土的改良效果。试验考虑了黄土添加量、溶液pH值、反应时间以及重金属初始浓度等对吸附的影响。结果表明添加黄土可以有效改善天然粉土的吸附效果,混合土对Pb(Ⅱ)的吸附容量随黄土添加量的增加线性增长,添加20%黄土的混合土的吸附容量达天然粉土的2倍;添加黄土可减少混合土对重金属的吸附时间,在相同时间内减少迁移量。通过扫描电镜和XRD等手段揭示了黄土对Pb(Ⅱ)的吸附主要是方解石与Pb(Ⅱ)发生界面沉淀作用生成白铅矿;粉土对Pb(Ⅱ)的吸附主要是长石等矿物棱角处经风化水解形成的-OH基团对Pb(Ⅱ)的阳离子交换作用。黄土由于高方解石含量在对Pb(Ⅱ)的吸附方面表现突出,可以作为一种添加剂加入天然土层中,以增强屏障对重金属的吸附阻滞效果,减少环境污染。     

有机蒙脱石层间烷基铵吸附定量表征的研究

借助差热分析、热重分析等分析手段,研究了有机蒙脱石的热性能以及烷基铵在层间的吸附方式,建立了一种烷基铵层间有效吸附量定量分析的方法。热重分析表明,有机蒙脱石和钠蒙脱石的热性能不同,钠蒙脱石可以吸附更多的层间水,有机蒙脱石中吸附的烷基铵在230～480℃之间时完全分解。通过烷基铵层间吸附量的定量分析模型,可以根据改性剂的用量和烧失量,准确的计算出烷基铵的有效吸附率和有效摩尔吸附量。