D001树脂静态吸附钕离子的热力学与动力学研究

为达到Nd3+富集目的,实验研究D001树脂静态吸附稀土Nd3+过程。通过单因素实验优化平衡吸附条件,并研究树脂吸附稀土Nd3+的热力学和动力学特征。结果表明:T=293 K,pH=3.5,[Nd3+]浓度10 mmol·L-1条件下,树脂的饱和吸附容量达到698.9×10-3mmol·g-1;吸附过程遵循Langmuir等温方程,热力学参数为:ΔH=13.45 kJ·mol-1,ΔS=53.035 J·mol-1·K-1,ΔG=-2.09 kJ·mol-1。热力学函数ΔG0表明D001树脂吸附Nd3+过程能够自发进行。准二级动力学模型能够很好拟合DO01树脂吸附Nd3+的过程并且其相关系数在0.99以上。吸附活化能Ea=1.04857 kJ·mol-1,反应控制步骤为膜扩散和颗粒内扩散联合扩散控制。     

层状硫化物K_(2x)Mn_xSn_(3-x)S_6与Th(Ⅳ)的离子交换性能研究

采用水热法获得制备层状硫化物K2xMnxSn3-xS6(KMS-1),用扫描电镜(SEM),X射线衍射仪(XRD),傅里叶红外光谱仪(FTIR)对其形貌及结构进行表征。结果表明制备的KMS-1为层状结构,具有良好的晶体结构。采用静态批式法考察了接触时间、温度、Th(IV)起始浓度,溶液pH、Na+浓度等因素对KMS-1与Th(IV)的离子交换的影响。结果表明,pH值对KMS-1与Th(IV)的离子交换反应有显著影响,吸附容量随着溶液pH的增大而增大,且当pH4时吸附容量不再随pH的变化而变化,而Na+离子浓度对吸附影响较弱;KMS-1与Th(IV)的离子交换反应在4 h时反应达到平衡,反应过程符合准二级动力学方程,Qe=180.51 mg·g-1,k=2.005×10-4g·mg-1·min-1;R2=0.9987;吸附等温线符合Langmuir等温模型,R2为0.9985;热力学数据分析得出:ΔHo=60.73 kJ·mol-1·K-1,ΔSo=19.02 J·mol-1·K-1和ΔGo0,说明KMS-1吸附Th(IV)是一个放热且自发的过程,降低温度有利于KMS-1对Th(IV)的吸附。该离子交换反应最大吸附量为180.51 mg·g-1。     

D155树脂对铒(Ⅲ)的吸附行为研究

用树脂吸附的方法系统地研究了树脂D155对铒(Ⅲ)的吸附行为,测定了不同介质pH、温度、吸附时间等因素对吸附的影响.测得该阳离子交换树脂在HAc-NaAc体系pH=5.7时吸附Er3 的性能最佳,其静态最大吸附量为280mg·g-1;测得其表观吸附速率常数k298=2.58×10-5s-1;测得吸附热力学参数分别为:△H=13.05kJ·mol-1,△S=50.52J·mol-1·K-1,△G=-2.00kJ·mol-1,该树脂对Er3 的表观吸附活化能Ea=10.42kJ·mol-1;树脂吸附铒(Ⅲ)符合Freundlich经验式.并对负载树脂解吸进行探讨.     

CeO_2/Fe_2O_3/粉煤灰复合材料对直接湖蓝5B的有效吸附

以粉煤灰(fly ash,FA)为原料,通过酸改性和沉淀焙烧法制备的粉煤灰基复合材料(CeO_2/Fe_2O_3/FA)用于直接湖蓝5B(Direct sky blue 5B,DSB 5B)染料的吸附,考察了最佳吸附条件和吸附性能,探讨了吸附机理及复合吸附剂的再生。结果表明,水体pH、染料起始浓度、接触时间和振荡频率均对CeO_2/Fe_2O_3/FA吸附DSB 5B有影响;吸附30 min即可达到动态平衡,吸附量比FA增大近11倍。在不同温度和不同起始染料浓度下的吸附过程均能用准二级吸附速率方程精确描述。等温吸附数据符合Langmuir模型,所得饱和吸附量为263.16 mg·g~(-1),同时也较好地符合Dubinin-Radushkevich(D-R)模型,由此获得的平均吸附能(E)及由Arrhenius方程求得的表观活化能(Ea)值均表明吸附过程是由物理吸附、氢键作用和化学吸附共同控制,但化学吸附起主要作用。热力学参数ΔG°、ΔH°和ΔS°的结果表明复合材料对DSB 5B的吸附具有界面上混乱度增加的自发吸热性质。复合吸附剂能用很稀的NaOH溶液再生,且可至少重复使用3次。作为一种低值高效的新型吸附剂,CeO_2/Fe_2O_3/FA能用于高浓度染料废水中DSB 5B的有效去除。     

BK110树脂吸附铒的研究

研究了BK110树脂在HAc-NaAc缓冲体系中对铒离子的吸附及解吸的行为,在pH=5.60时吸附最佳.静态饱和吸附容量为256mg·g-1(树脂),用0.3mol·L-1～2.0mol·L-1 HCl可定量洗脱;测得吸附速率常数k298=4.28×10-5sec-1,表观活化能Ea=26.0kJ·mol-1;吸附服从Freundlich经验式;热力学参数△H=12.2kJ·mol-1.用化学和红外光谱等方法探讨了吸附机理.     

312树脂吸附钒的行为研究

研究312树脂吸附钒的过程,结粜表明:pH值与钒在溶液中的赋存状态有关,且pH值对312树脂吸附钒的影响很大,在pH=2.0时吸附效果最好.吸附交换速率主要受液膜扩散控制,表观吸附速率常数k298=2.07×10-5s-1.吸附过程遵循Freundlich方程;吸附热力学参数△H=9.26 kJ·mol-1,△S=53.59 J·mol-1·K-1,△G298=-6.71 kJ·-1ml-1,表观吸附活化能Ea=62.5 kJ·mol-1,可用4%NaOH溶液解吸.     

氨基膦酸树脂对钇的吸附及机理

氨基膦酸树脂 (APAR)对钇 ( )的吸附在 p H=5 .0时最佳。静态饱和吸附容量为 14 3mg/ g树脂 ;用 2 .0～ 4 .0 m ol· L- 1 HCl作解吸剂 ,解析率为 90 % ;测得吸附速率常数 k2 98=1.81× 10 - 5s- 1 ;等温吸附服从 Fre-undlich经验式 ;吸附热力学函数△ H°=1.32 k J· m ol- 1 ;吸附机理表明 ,APAR功能基上的 N、 O与 Y3 发生配位键合。     

AlH2P3O10·2H2O(I)对水中Ni2+的吸附动力学和热力学研究

采用静态吸附法研究A12O3-P2O5-H2O反应体系产物三聚磷酸二氢铝Ⅰ型二水物[AlH2P3O10·2H2O(I)]吸附水中Ni2+的动力学和热力学.考察了温度、浓度、粒径、pH和搅拌速度对吸附过程的影响,通过不同温度下的吸附等温热力学性能的变化,计算了吸附焓、吸附熵和自由能.结果表明,在试验范围内,AlH2P3O10·2H2O(I)对Ni2+的吸附符合Langmuir吸附等温方程式,过程受颗粒扩散控制,反应级数为1.88,298.15K时的热力学数据为:Ea=11.561 kJ/mol,△H=35.75 kJ/mol,△S=190.58 J/(mol·K),△G=-21.07 kJ/mol,吸附为自发的吸热过程,其吸附动力学总方程为:1-2/3x-(1-x)2/3=0.36r0<'2>C0<'1.88>exp(-11 561/RT).     

D152树脂对镝的吸附及机制

对D152树脂吸附镝(Ⅲ)的过程及镝在D152树脂上的吸附行为进行了研究。研究了介质pH、温度、吸附时间、树脂量等因素对吸附过程的影响。实验结果表明:D152树脂对镝(Ⅲ)的吸附在pH=5.93的HAc-NaAc的缓冲溶液中为最佳。25℃时静态饱和吸附量为314.6mg.g-1(干树脂)。用1.0 mol.L-1的HCl溶液作为解吸剂,解吸率为96.2%;D152树脂对镝(Ⅲ)的表观吸附活化能Ea=18.28 kJ.mol-1,表观吸附速率常数k298=2.54×10-5s-1,k308=2.93×10-5s-1,k318=4.05×10-5s-1,测得热力学参数分别为ΔH=18.19 kJ.mol-1,ΔG=-0.88 kJ.mol-1,ΔS=63.99 J.mol-1.K-1,等温吸附服从Freundlich经验式。并用化学和红外光谱的方法探求树脂对镝(Ⅲ)的吸附机制。     

钯与氢(H2,D2)反应的热力学性质研究

采用PVT方法精确测定了 40～ 60目的海绵钯 (Pd)粉末在 5～ 5 0℃范围内吸放H2 ,D2 的P C T曲线。结果表明 :2 5℃ ,0 .1MPa时H2 ,D2 在Pd中的溶解度分别为 75 .8和 70 .4ml(STP)·g- 1 Pd;Pd与H2 ,D2 反应的坪台热力学函数分别为 :ΔHa=-18.7kJ·mol- 1 H ,-17.6kJ·mol- 1 D ,ΔSa=-4 6.4J·K- 1 ·mol- 1 H ,-4 9.6J·K- 1 ·mol- 1 D ;ΔHd=2 1.3kJ·mol- 1 H ,18.7kJ·mol- 1 D ,ΔSd=5 0 .8J·K- 1 ·mol- 1 H ,49.1J·K- 1 ·mol- 1 D。H ,D在α相的溶解热力学函数为 :ΔHr→ 0 =-6.5kJ·mol- 1 H ,-5 .6kJ·mol- 1 D ;ΔSr→ 0 =-5 3 .5J·K- 1 ·mol- 1 H ,-5 3 .7J·K- 1 ·mol- 1 D。Pd Q(Q =H ,D)体系存在明显的迟滞效应 ,升高温度可改善吸放氢循环的压力迟滞效应 ,但不能消除。伴随迟滞效应的吉布斯自由能损失 (ΔGloss)在低于 5 0℃时保持不变 ,对Pd H和Pd D体系分别为 1.2 8和 1.2 5kJ·mol- 1 H(D) ;当高于 5 0℃时ΔGloss分别减小约 4%和 11%。     

褐煤吸附钯的研究

采用Freudlish吸附等温式研究了褐煤吸附钯的等温吸附过程,进一步根据Clapeyron-Clausius方程获得了吸附热AH=-889.2 J·mol-1,由此判定褐煤吸附钯足物理吸附.研究了褐煤吸附钯的影响因素.褐煤吸附钯随pH值增加,平衡吸附量增大.当pH=5～8,水溶液中钯的平衡浓度为10 mg·L-1时,褐煤吸附钯的平衡吸附鸶可达7 mg·g-1.得到了褐煤吸附钯的工艺条件:pH=5～8,[Cl-]<50 g·L-1吸附.在温度90℃,[H2SO4]2%～5%条件下解吸.     

聚酯基硫脲树脂改性活性炭纤维布吸附金的性能

采用一种新型的聚酯基硫脲树脂对活性炭纤维布进行改性制备出一种新型的复合吸附材料(ACFC/PDTU-I),并研究了ACFC/PDTU-I的结构。结果表明,ACFC上负载了PDTU-I树脂;ACFC/PDTU-I的比表面积高于PDTU-I,达到158.7 m2.g-1。30℃下静态吸附实验结果表明,ACFC/PDTU-I对Au3+的吸附容量达到4.85 mmol.g-1,吸附速率常数k=0.00855 min-1;吸附数据符合Boyd液膜扩散方程,液膜扩散为吸附主控步骤;等温吸附遵循Langmuir模型,为单分子吸附;吸附热力学证明反应过程为吸热过程,ΔH=8.877 kJ.mol-1;经过5次吸附-洗脱循环后,ACFC/PDTU-I的吸附容量变化很小;在二元金属离子溶液中ACFC/PDTU-I的对Au3+的分离因子均在400以上,说明其对Au3+具有良好的吸附选择性。     

氨基膦酸树脂吸附铈的研究

研究了铈(Ⅲ)在氨基磷酸树脂上的吸附行为。试验结果在pH5.0时,静态饱和吸附容量为197mg/g干树脂;用2mol.L-1HCl洗脱,洗脱率为98.1%;表观速率常数k298=2.71×10-5s-1;等温吸附服从Freundlich经验式;吸附反应中的△Ho=50.0kJ.mol-1,△So=286J.mol-1.K-1,△Go=-35.1kJ.mol-1。树脂功能基与Ce3+的配比为2∶1;并用红外光谱探讨了树脂与铈的成键。     

香菇培养基废料吸附矿山酸性废水中铜离子

研究了废水pH值、Cu2+初始浓度、吸附剂投加量、时间及温度对香菇培养基废料吸附Cu2+的影响,并探讨了吸附机理.随着pH值的降低,吸附量显著降低;废料吸附Cu2+同时符合Langmuir模型和Freundlich模型,最大吸附量为33.11 mg·g-1;平衡吸附时间为1 h,拟二级动力学模型可以很好地描述吸附过程,相关系数为0.9995;吸附剂最佳投加量为10 g·L-1;吸附量随着温度的升高显著减少,热力学研究表明,该吸附过程放热,低温宜自发.对吸附前后的废料进行扫描电镜及Zeta电位分析表明,废料吸附Cu2+在低pH值下以物理吸附为主,而在较高pH值下以化学吸附为主.      

定向凝固合金DZ466在涂 NaCl/Na2 SO4盐条件下热腐蚀行为

采用涂Na Cl/Na2SO4盐方法研究了DZ466合金在850℃和950℃条件下热腐蚀行为.结果表明:合金的腐蚀层包括三个区域,最外层为(Ni,Co)O氧化物层,次外层为尖晶石结构氧化层(Ni,Co)Cr2O4,内层为内腐蚀层,850℃时该层为Ni3S2,而950℃时除Ni3S2外,在靠近次外层还形成内氧化Al2O3;在850℃和950℃时合金的热腐蚀机制相同,氧化膜连续性的破坏,是合金遭受热腐蚀的主要原因;热腐蚀增重曲线均符合抛物线规律,其速率常数分别为3.1×10-11g2·cm-4·s-1和1.5×10-9g2·cm-4·s-1,热腐蚀激活能分别为179.2 k J·mol-1和138.3 k J·mol-1.     

铕在亚胺基二乙酸树脂上的吸附行为及其机理

亚氨基二乙酸树脂 (D4 0 1)对铕 ( )的吸附在 HAc- Na Ac缓冲溶液 p H=5 .73时最佳 ,2 5℃时静态饱和吸附容量为 182 m g/g;用 2 .0 m ol· L- 1 HCl作解析剂解吸率为 10 0 % ;等温吸附服从 Freundlich经验式 ;表观速率常数 k2 98=2 .5 4× 10 - 5s- 1 ;吸附的热焓为△ H°=76 .6 k J· mol- 1 ;树脂功能基与铕 ( )的摩尔比为 3∶ 1;用化学法和红外光谱等探讨了吸附机理。     

硝酸钕丙氨酸配合物及其配离子的标准生成焓

采用新型反应热量计 ,以溶解量热法分别测定了 2 98.15 K时 [Nd(NO3 ) 3 · 6 H2 O(s) 4 Ala(s) ]和 [Nd(Ala) 4(NO3 ) 3 · H2 O(s) 5 H2 O(l) ]在 2 m ol· L- 1 HCl溶剂中的溶解焓。通过设计的热化学循环得到六水硝酸钕与丙氨酸固相配位反应的反应焓△ r Hθm=2 8.985 k J· mol- 1 ,并计算出配合物 Nd(Ala) 4(NO3 ) 3 · H2 O在 2 98.15 K时的标准生成焓△ f Hθm[Nd(Ala) 4(NO3 ) 3 · H2 O,s,2 98.15 K]=- 386 3.9k J· m ol- 1 。测定 2 98.15 K时 Nd(Ala) 4(NO3 ) 3 · H2 O(s)在水中的溶解焓 ,计算出配离子 Nd(Ala) 43 (aq)在 2 98.15 K时的标准生成焓△ f Hθm[Nd(Ala) 43 ,aq,2 98.15 K ]=- 2 92 8.5 k J· mol- 1 。     

浓硫酸低温分解混合稀土精矿动力学分析

基于热重-差热实验数据,采用Freeman-Carroll微分法、Achar-Brindley-Sharp-Wendworth微分法和一般积分法三种方法,全面分析了硫酸分解稀土精矿的反应动力学行为,推断其反应机理,计算反应表观活化能、反应级数、频率因子等动力学参数,确定不同温度段反应的限制性环节。结果显示,浓硫酸低温分解混合稀土精矿在阶段Ⅰ(160℃~220℃)和阶段Ⅱ(310℃~340℃)两个温度阶段的反应比较剧烈。由Freeman-Carroll微分法计算得到阶段Ⅰ反应的表观活化能E为33.02 k J·mol-1、反应级数n为0.51;而阶段Ⅱ的表现活化能E为182.75 k J·mol-1、反应级数n为0.61。同时,由Achar-Brindley-Sharp-Wendworth微分法和一般积分法计算得到阶段Ⅰ反应的表观活化能E分别为34.66 k J·mol-1和38.36 k J·mol-1,机理函数分别为f(α)=(1-α)和G(α)=[-ln(1-α)]3/2;而阶段Ⅱ反应的表现活化能E分别为215.23 k J·mol-1和205.46 k J·mol-1,机理函数分别为f(α)=2(1-α)[-ln(1-α)]1/2和G(α)=[-ln(1-α)]3/2,两种方法确定的反应限制性环节均为随机成核和随后生长的化学反应,且与Freeman-Carroll法的表观活化能计算结果相近。     

用聚吡咯改性电解锰渣去除废水中的六价铬

研究了用聚吡咯(PPY)改性电解锰渣(EM R)制备吸附材料EM R-PPY并用以从废水中吸附去除Cr(Ⅵ),考察了吸附时间、初始Cr(Ⅵ)质量浓度、吸附剂加入量、溶液pH对EMR-PPY吸附去除Cr(Ⅵ)的影响,探讨了吸附过程的动力学和热力学.结果表明:在废水pH=2.0、EMR-PPY加入量1 g/L、初始Cr(Ⅵ)质量浓度150 mg/L条件下,Cr(Ⅵ)去除率达99.6％;吸附过程符合准二级动力学模型和Langmuir等温吸附模型,平衡状态下,理论最大吸附量为269 mg/g;吸附机制主要包括Cr2 O2-7与N+之间的静电作用、对Cr(Ⅵ)的还原作用、Cr2 O2-7与Cl-之间的离子交换作用;3次循环再生后,EMR-PPY对Cr(Ⅵ)的吸附量仍保持在100 mg/g以上,仍可继续使用.     

110~*树脂吸附铜的行为研究

研究了Cu2+在110*树脂上的吸附行为。结果表明:在pH=4.19的HAc-NaAc缓冲溶液中,110*树脂吸附Cu2+效果最佳,静态饱和吸附容量为240mg/g;用1.0~2.0mol/LHCl溶液洗脱,洗脱率达100%;表观速率常数k298=1.55×10-4s-1,表观活化能Ea=37.2kJ/mol;等温吸附服从Freundlich经验式;吸附热力学参数ΔH=14.8kJ/mol,ΔS=52.0J/(mol·K),ΔG=-0.7kJ/mol。用化学和红外光谱法确定了吸附机制为化学吸附。