天然膨润土对Cr(Ⅵ)的吸附动力学及等温线研究

研究所用膨润土的主要成分为SiO2和Al2O3,属于钙基膨润土,BET比表面积为47.98 m2/g。在恒温及恒定pH条件下,用动态吸附法研究了膨润土对Cr(Ⅵ)的吸附特性,结果表明其较好符合Lagergren二级吸附速率方程。利用Langmuir等温线方程和Freundlich等温线方程对动态吸附过程进行拟合,发现其吸附等温反应与Langmuir等温线更适合,属于表面单分子吸附。     

煤对CH4/CO2二元气体等温吸附特性及其预测

研究了晋城煤和潞安煤对CO₂和CH₄及其二元混合气体的等温吸附特性，利用扩展Langmuir和理想吸附溶液理论结合纯气体等温吸附模型Langmuir，DA，DR，BET对吸附实验数据进行预测，并检验了实验数据的预测准确度.研究结果表明，煤对混合气体的吸附量介于CH₄和CO₂吸附量之间；煤对混合气体中CH₄的吸附量并不是随压力的增加而增加；理想吸附溶液理论结合纯气体吸附等温线对CO₂/CH₄二元混合气体实验数据预测的准确度要高于扩展Langmuir，理想吸附溶液理论对混合气体吸附预测的准确度取决于所用的纯气体的等温吸附方程和所预测的煤样煤质指标.     

HTMAC改性膨润土吸附水中六价铬的动力学和热力学研究

采用十六烷基三甲基氯化铵(HTMAC)作为有机改性剂制备有机改性膨润土(HTMAC-Bent),并将其用于水中六价铬的吸附研究。通过伪二级动力学模型、粒子内部扩散模型和耶洛维奇模型等3种动力学模型、Langmuir吸附等温线方程和Freundlich等温线方程等2种吸附等温模型分别研究其动力学及热力学行为。线性拟合的研究结果,伪二级动力学方程最符合描述HTMAC-Bent对水中六价铬的吸附过程(相关系数R2均超过0.999),表明该过程是一个物理-化学作用为主的吸附过程。与Langmuir等温线方程相比,在所研究的温度范围内,Freundlich吸附等温模型更好地描述HTMAC-Bent对水中六价铬的等温吸附过程(相关系数R2均大于0.991),证实HTMAC-Bent对水中六价铬的过程属于多层吸附类型,也属于一种自发地无序的吸热过程。     

凹凸棒石对Zn2+、Cu2+、Cd2+的等温吸附实验研究

凹凸棒石是一种比表面积大,吸附能力强的天然粘土矿物。为了研究凹凸棒石的吸附特征,通过等温吸附实验,进行了凹凸棒石对复合重金属离子Zn_²⁺、Cu_²⁺、Cd_²⁺的吸附容量、去除率、吸附选择性和富集系数的研究。结果表明： 凹凸棒石对Zn_²⁺、Cu_²⁺、Cd_²⁺吸附容量表现为随溶液初始浓度的增加而增加,吸附选择特征表现为对Cu_²⁺的吸附大于对Zn_²⁺和Cd_²⁺的吸附。凹凸棒石对 Cu_²⁺的去除率为96.76%,对Zn_²⁺andCd_²⁺分别为48.18%和38.84%。 富集系数与吸附特征反应的结果一致,并且吸附符合Langmuir 和Freundlich方程。研究结果表明凹凸棒石可用于水体和土壤重金属污染的修复。     

磁性纳米膨润土的制备及其对Cu(Ⅱ)的吸附行为

采用水热法制备了磁性纳米膨润土(膨润土@Fe_3O_4),采用SEM、BET、VSM等对其结构进行表征,并研究了其对Cu(Ⅱ)的吸附行为。结果表明,磁性纳米膨润土属于多级介孔结构材料,具有良好的磁分离和磁稳定性能。吸附等温线符合Langmuir吸附模型,为单层吸附,主要是表面吸附。对Cu(Ⅱ)吸附动力学满足伪二阶吸附动力学模型,以化学吸附为主。在吸附再生试验中,重复8次以上,仍能够保持较好的去除率。     

活化膨润土吸附Pb~(2+)离子的研究

研究了热活化及酸活化的膨润土对重金属 Pb2 +离子的吸附。结果表明 ,活化膨润土对Pb2 +离子具有较强的吸附性能 ,p H值是影响吸附的主要因素 ,较高温度热活化的膨润土具有最大的吸附容量 ,基本符合 Langmuir吸附等温线 ,离子交换和表面络合反应是主要吸附形式     

阴-阳离子有机膨润土对甲基橙的吸附性能

以阴、阳离子表面活性剂复合改性膨润土制备出了阴—阳离子有机膨润土;研究了甲基橙在阴—阳离子有机膨润土上的吸附行为,结果表明:阴—阳离子有机膨润土吸附染料甲基橙的速率和吸附量均较大,其吸附动力学行为遵循Langmuir方程所描述的规律。平衡吸附量qe与平衡浓度ce之间的关系符合Freundlich和Langmuir等温吸附方程,且阴—阳离子有机膨润土对染料甲基橙的吸附效果要优于粉末活性炭。     

活化膨润土吸附Pb^2离子的研究

研究了热活化及酸活化的膨润土对重金属Pb^2离子的吸附。结果表明,活化膨润土对Pb^2离子具有较强的吸附性能,pH值是影响吸附的主要因素,较高温度热活化的膨润土具有最大的吸附容量,基本符合Langmuir吸附等温线,离子交换和表面络合反应是主要吸附形式。     

广西田东天然钙基膨润土对Cu(Ⅱ)的吸附性能研究

为开发天然钙基膨润土在处理含铜废水和铜污染土壤修复方面的应用,以广西田东天然钙基膨润土为原料,采用批式吸附试验考察不同温度下膨润土用量、初始pH和溶液初始浓度对Cu~(2+)吸附效果的影响,研究膨润土对Cu~(2+)的吸附过程动/热力学特征。当膨润土用量为5 g/L、初始pH值为5,温度为35℃和Cu~(2+)初始质量浓度为300 mg/L时,膨润土对Cu~(2+)饱和吸附量为42.84 mg/g;热力学计算结果表明,吸附是自发、吸热的过程;准二级吸附动力学方程和Langmuir吸附等温线拟合结果表明,膨润土对Cu~(2+)的吸附为单分子层吸附、以化学吸附为主;结合平衡时溶液中Ca~(2+)、Mg~(2+)、Na~+、K~+浓度变化规律及吸附前后层间距变化,证实主要吸附类型为离子交换吸附。天然钙基膨润土对Cu~(2+)的吸附效果较好,在含铜废水处理和铜污染土壤修复领域是一种经济环保且有应用前景的非金属矿物材料。     

壳聚糖改性膨润土及其对水中Pb2+的吸附性能

用壳聚糖改性膨润土,制备了一系列不同原料配比的改性膨润土,运用扫描电镜、红外光谱和X-衍射对其结构进行表征,表征结果表明,壳聚糖吸附在膨润土的表面,形成了复合吸附剂.考察了壳聚糖改性膨润土对水中Pb2+吸附性能,通过单因素影响吸附实验,确定了壳聚糖改性膨润土吸附水中Pb2+的适宜反应条件.实验结果表明:当Pb2+初始浓度为20mg/L时,膨润土和壳聚糖质量比为1︰0.01,反应时间为45min,pH值为5.5,吸附剂用量为1g/L,Pb2+去除率达到90%以上.与膨润土相比,吸附性能得到了很大的提高.运用Langmuir和Freundlich方程对该吸附过程进行拟合,吸附行为符合Langmuir和Freundlich吸附等温式.经多次再生,吸附容量基本不变.通过计算不同温度下各热力学参数△G,△H,△S的值,表明该吸附过程是一个自发的吸热过程.     

煤粉对焦化废水二级出水中有机物的吸附动力学研究

研究了煤粉对模拟焦化废水二级出水中苯酚、喹啉的吸附,考察了pH、煤粉投加量、吸附反应时间等因素对吸附效果的影响。实验表明：煤粉对模拟废水中有机物的吸附去除率焦煤略高于肥煤,煤粉(-0.5 mm)吸附容量为0.109 4～0.154 4 mg/g;焦煤吸附苯酚、肥煤吸附喹啉符合Freundlich吸附等温式,焦煤吸附喹啉则符合Langmuir等温式;不同煤种和不同粒度煤粉吸附有机物的反应动力学特性相似,均较好符合二级反应动力学模型,R²=0.990±0.008;吸附过程以液膜扩散为速率控制步骤;在不同温度下得到了焦煤吸附苯酚的速率常数方程lnk=188.54e^-11.64/(RT),吸附活化能E_a=11.64 kJ/mol。     

褐煤对汞和砷的吸附行为研究

为了研制用于含汞和含砷废水处理的新型高效材料,以褐煤作为吸附剂,研究了褐煤对汞和砷的吸附行为.首先进行了批量实验来论证接触时间对吸附性能的影响.数据采用准一级和准二级动力学方程进行拟合.并采用langmuir吸附等温线和Freundlich吸附等温线拟合了不同浓度Hg2+和As3+的吸附数据,并对吸附机理进行了探讨.同时也探讨了褐煤投加量和pH值对吸附效果的影响.结果 表明,褐煤对汞和砷的吸附动力学方程拟合结果符合准二级动力学模型(R2=0.9992,0.9991),数据与准二级模型很好的匹配说明Hg2+和As3+在褐煤上的吸附过程为化学吸附,Freundlich吸附模型(R2=0.9648,0.9814)可以更好地描述褐煤对汞和砷的吸附过程.褐煤对汞和砷的去除效果均随褐煤投加量的增大而明显增加,然后逐渐趋于平稳.在相同投加量时,褐煤对砷的去除效果好于对汞的去除效果,随pH值增大,吸附量增加,可能是因为酸性溶液中,H+与Hg2+和As3+互相排斥,阻碍Hg2+和As3+在溶液中的快速扩散.褐煤吸附汞和砷前后的SEM分析结果表明,吸附前褐煤表面凹凸不平,很粗糙,表面布满孔隙,这一结构特别有利于对重金属离子的吸附,褐煤饱和吸附后,其表面小孔已被填满.     

气源岩吸附试验的机理及吸附特征新认识

吸附常数是煤矿瓦斯防治、煤层气抽采、页岩气开发等工程必备的基础指标。然而,大量吸附试验却得出了两类特征迥异的吸附等温线:Langmuir型和“峰值型”,普遍采用Langmuir模型拟合这些非Langmuir型等温线,不但得出了错误的吸附常数,而且带来了极大的生产安全风险。鉴于此,本文经过吸附试验机理推导、等温吸附试验、等温线校正和误差分析,得出:① 等温吸附试验只能测出由Gibbs吸附量组成的“峰值型”等温线,出现峰值拐点的本质原因是等温吸附原理中减掉了Gibbs舍弃量ρva,并非负吸附、超临界吸附等原因造成的。② Gibbs吸附等温线出现峰值拐点的临界压力是由Gibbs舍弃量ρva决定的,其中,煤体结构决定了吸附相体积va的大小,试验温压条件决定了游离相密度ρ的大小。③ 煤和页岩吸附属于物理吸附,其实际吸附量等温线在达到饱和吸附压力后必然形成Langmuir型等温线。截距法根据Gibbs等温线的下降特征反推吸附相密度所得出的实际吸附量等温线完全符合饱和吸附的物理特征,是合理可靠的;液相法采用液相密度代替吸附相密度,不仅缺乏理论依据而且误差较大;Langmuir模型法运用LM算法拟合吸附相密度,需要人为设定各未知参数的初始值和边界值,存在较大的人为误差。④ 不能将实验室测试出的吸附等温线直接应用于吸附常数计算、非常规气资源量预测等,原因是体积法常因试验压力较低引起未饱和吸附、忽视Gibbs舍弃量等误差,而重量法在高压条件下测得的“峰值型”吸附等温线必须校正后才能使用。     

SO2在活性炭表面的吸附平衡和吸附动力学

基于固定床反应器研究烟气中SO2在活性炭表面的吸附平衡和吸附动力学。结果表明：活性炭吸附SO2在初始阶段呈现较快的吸附速率,该阶段和表面吸附有关;随着吸附的进行,表面活性位逐渐被占据,吸附速率下降,粒内扩散起主要作用;在接近吸附饱和阶段,SO2吸附量增加缓慢,SO2吸附与H2 SO4的脱附有关。与2 mm活性炭相比,0.075 mm活性炭呈现较快的SO2吸附速率和较高的吸附量;随着SO2体积分数的增加,SO2初始吸附速率和平衡吸附量增加。SO2在活性炭上的动态吸附符合Bangham吸附动力学模型。用Langmuir和Freundlich吸附等温线模型拟合吸附数据,发现Freundlich模型能够很好地预测SO2在活性炭表面的吸附平衡。     

高温焙烧对含蛇纹石尾矿亚甲基蓝吸附性能的影响

富镁硅酸盐矿物蛇纹石具有比表面积大、天然卷曲结构、孔道结构丰富等特点,可作为优良的吸附材料.为实现蛇纹石资源的综合利用,通过高温焙烧方法对蛇纹石尾矿进行了改性研究,考察了焙烧蛇纹石尾矿对水相中亚甲基蓝的吸附性能.研究结果表明,与原矿相比,焙烧后的蛇纹石尾矿对亚甲基蓝具有较好的吸附效果,饱和吸附量约为11.27 mg/g...     

Removal of Mn2+ from aqueous solution by manganese oxide coated zeolite

The preparation, characterization, and adsorption properties of Mn²⁺ by manganese oxide coated zeolite (MOCZ) and its ability in removing Mn²⁺ by adsorption were investigated. Characterization analyses were used to monitor the surface properties (and their changes) of the coated layer and metal adsorption sites on the surface of MOCZ. The adsorption experiments were carried out as a function of solution pH, adsorbent concentration and contact time. Binding of Mn²⁺ ions onto MOCZ was highly pH dependent with an increase in the extent of adsorption with the pH of the media investigated. After the Mn²⁺ adsorption by MOCZ, the medium pH decreased and enhanced with increasing adsorbent concentration. The pseudo-second-order model fitted better among all the kinetic models suggesting that the adsorption mechanism might be a chemisorption process. The equilibrium data showed excellent correlation for both Langmuir and Freundlich isotherm model and this implies both monolayer adsorption and a heterogeneous surface existence in MOCZ. At pH = 6, the Mn²⁺ uptake by MOCZ attained as high as 1.1 meq Mn²⁺ g^?1 at equilibrium. The results suggested that MOCZ presents a fairly good potential as an adsorbent for an efficient removal of Mn²⁺ ions from aqueous solution.     

改性磁性膨润土对Cr(Ⅵ)的吸附性能

在磁性膨润土(MB)表面接枝聚乙烯亚胺(PEI)制备改性磁性膨润土(PEI/MB),利用傅里叶红外光谱(FTIR)、X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、X射线能谱仪(EDS)和振动样品磁强计(VSM)对其进行表征分析,并考察其对Cr(Ⅵ)的吸附性能.结果表明,PEI成功接枝于磁性膨润土表面;pH值对吸附影响较大,...     

Carbon monoxide adsorptive capability of low rank coal’s maceral

The centrifugal separation with gravity experiment was made for getting every pure macerals like inertinite and vitrinite, and the isothermal adsorption tests of pure maceral are carried out at 30, 40, 50, 55, 60, 65 °C, respectively, after analyzing the proximate, element and maceral of coal samples, which was aimed to study the CO adsorptive capability of every maceral of low rank coal at difference temperature and pressure. The results show that the adsorption isotherm of CO can be described by Langmuir equation because it belongs to the Type I adsorption isotherm at low temperature(T⩽50 °C), and the temperature effect on coal adsorption is greater than of pressure in lower temperature and pressure area; what’s more, the relationship is linear between the coal adsorption quantity of CO and the pressure at high temperature(T>50 °C), it can be described by Henry equation(Q=KP), which increases with pressure. Both temperature and pressure has great influence on CO adsorptive capability of low rank coals, especially the temperature’s effect is so very complex that the mechanism need to study further. At the same time, the volatile matter, inertinite, oxygen-function groups and negative functional groups are high popularly in low rank coal samples, especially, the content of hydroxide(-OH) has great influence on CO adsorption in that the inertinite has stronger effect than vitrinite on adsorptive capability of low rank coal samples, the result is same to the research on CH₄ adsorption. Supported by the National Natural Science Foundation of China (50474080); Educational Department Foundation for Returnee     

基于吸附势理论的煤对N_2吸附特性的研究

利用ASAP2020比表面积分析仪研究了阳泉煤在液氮浴(77K)条件下对N2吸附特性,根据该温度下的吸附等温线确定出ε-ω吸附特性曲线,同时根据Langmuir单分子层吸附模型和BET多分子层吸附模型得出了完全相同的ε-ω吸附特性曲线,表明ε-ω吸附特性曲线与煤对N2吸附的吸附模型无关。因此可以根据ε-ω吸附特性曲线确定不同温度下的吸附等温线。