温度对活性炭纤维吸附苯酚的热力学和动力学性能的影响

实验考察不同温度下活性炭纤维(ACFs)对苯酚的静态吸附性能,利用Langmuir、Redlich-Peterson吸附等温模型和准二级动力学模型计算苯酚在ACFs上的动力学和热力学性能。结果表明:Redlich-Peterson吸附等温模型和准二级动力学模型能较好地描述吸附性能;升高温度,ACFs的最大吸附容量Q max减小,动力学吸附速率常数K2变大,吸附过程的吉布斯自由能ΔG的绝对值减小,吸附过程的焓变ΔH、熵变ΔS和吸附活化能E a分别为-10.2 kJ/mol、-23.6 J/(mol·K)和55.2 kJ/mol,吸附过程为物理吸附。     

多壁碳纳米管吸附去除水中1,2,3 - 三氯苯

采用3种不同直径的多壁碳纳米管(MWNTs)对1,2,3 - 三氯苯(TCB)进行吸附实验.结果表明,随MWNTs直径减小,1,2,3 - 三氯苯吸附量增加.实验中发现MWNT(L-8)对TCB的吸附仅需150 min就能基本达到平衡,且最大吸附量达77.5 mg/g;其吸附动力学和热力学过程可分别用假二级反应动力学模型和Freundlich吸附等温线模型来描述.在278 K±1 K,288 K±1 K和298 K±1 K下进行的MWNT(L-8)吸附热力学实验所得到的如平衡常数(K~0)、吉布斯自由能(ΔG~0)、标准焓变(ΔH~0)、熵变(ΔS~0)等热力学参数表明,MWNTs吸附TCB过程为自发吸热反应.当pH值在2～11之间变化时,吸附量基本不变,表明H键对MWNTs吸附TCB过程无显著影响,MWNTs对TCB的强吸附作用可能是MWNTs表面存在的π电子与TCB苯环中的π电子形成π电子对的作用结果.     

正交实验法研究花生壳对废水中的Cu2+的吸附

实验采用正交实验法对花生壳吸附工业废水中的Cu²⁺进行研究.首先采用不同的改性剂对花生壳进行改性,并对其进行动力学和热力学模拟.结果表明,当初始Cu²⁺为600 mg·L -1 ,吸附温度为20 ℃,花生壳加入量为6 g·L -1 ,吸附时间为40 min时,Cu²⁺的吸附率达到最大,吸附效果最好.动力学行为符合Lagergren准二级动力学模型.热力学表明,在不同温度下,吸附过程的ΔG＜0、ΔH＜0、ΔS＞0,表明吸附过程是自发的放热过程.     

新型螯合型改性红薯淀粉对Pb(II)的吸附研究

红薯淀粉(SSt)与马来酸(MA)在吡啶的催化下,发生酯化反应,合成了对Pb(Ⅱ)具有高效率吸附性能的新型改性淀粉螯合吸附剂。通过探究反应物配比、合成温度(T1),确定了其最佳制备条件:m(SSt)∶m(MA)=5∶3,T1≥70℃。考察了吸附时间、模拟废液p H、Pb(Ⅱ)浓度、吸附温度对吸附量的影响。吸附过程符合二级动力学模型假设,线性回归方程为:y=0.033 4x+0.406 1,R2=0.989 4,k=6.764×10-3g/(mmg·h),Qe(理论平衡吸附量)=29.94 mg/g、Qe(实验平衡吸附量)=26.14 mg/g。     

钠基膨润土吸附酸性品红的动力学与热力学

用膨润土作为吸附剂,以酸性品红为模拟染料废水,考察了吸附剂的投加量、吸附时间、温度和pH值等因素对酸性品红染料吸附效果的影响,并研究了其在膨润土上的吸附平衡和吸附动力学。实验结果表明:用300目的钠基膨润土,pH 6,室温振荡50 min,其吸附量达256.41 mg/g,且吸附量随温度的升高而增大;通过计算不同温度下的热力学参数ΔG0,ΔH0和ΔS0,证实吸附为一自发的吸热过程;等温吸附平衡符合Langmuir模型;吸附动力学更适合准二级反应方程。     

N,N′-二异丙氧基丙基-N″,N''-氧二乙氧羰基硫脲在黄铜矿表面的吸附动力学和热力学特性

研究一种新型结构的双硫脲表面活性剂——N,N′-二异丙氧基丙基-N″,N′′′-氧二乙氧羰基硫脲(Di PODECTU)在黄铜矿表面的吸附动力学和热力学。研究结果表明:黄铜矿吸附Di PODECTU较佳的p H范围为5~10,吸附量随着温度的升高而减小。等温吸附模型符合Langmuir模型,其吸附焓变ΔH为-19.56 k J/mol,吸附自由能变ΔG为-28.70 k J/mol(298 K),说明Di PODECTU在黄铜矿表面为单层化学吸附。吸附过程符合二级动力学方程,吸附速率常数Ks为0.144 m-2/(mol·h),平衡吸附量Qe为5.72×10-5 mol/m2,与实测值5.41×10-5 mol/m2接近。Di PODECTU主要以化学作用方式吸附在黄铜矿表面。     

磷酸改性玉米芯吸附剂对水中亚甲基蓝的吸附研究

对磷酸改性玉米芯制备的吸附剂吸附水中亚甲基蓝进行了研究,考察了其吸附特性及影响吸附的因素,探讨了吸附过程的热力学和动力学.结果表明:磷酸改性后玉米芯吸附剂对水中亚甲基蓝的吸附能力明显增强.亚甲基蓝浓度100mg/L,改性吸附剂投加量0.05g,温度25℃,pH 6.0,吸附时间60min时,对亚甲基蓝的吸附量为99.06mg/g.吸附等温线可很好地用Langmuir方程式拟合,吸附热力学参数ΔG0小于0,而ΔH0、ΔS0大于0,吸附使体系的有序性降低;吸附过程符合伪二级动力学,吸附很可能是分子计量置换机制.     

湿法炼锌溶液中螯合树脂对Cu2+的吸附机理及行为

针对湿法炼锌酸性浸出液中铜的选择性分离困难、有机物污染严重等问题,筛选出可高效选择性分离Cu²⁺的D711型螯合树脂,并研究树脂吸附Cu²⁺的规律及机理。研究结果表明：D711树脂对Cu²⁺的吸附量随体系酸度升高而降低,当溶液初始H₂SO₄浓度为0.005 mol/L、接触时间为120 min时,树脂的平衡吸附量为56.11 mg/g;D711树脂与Cu²⁺反应的吉布斯自由能变ΔG(298 K)为-10.26 kJ/mol,焓变ΔH为-4.91 kJ/mol,熵变ΔS为17.92 J/(mol·K),吸附过程为自发、放热、熵增的过程;D711树脂的吸附等温线符合Freundlich模型,吸附过程遵循准二级动力学模型,且速率控制步骤为膜扩散控制;工业湿法炼锌酸性浸出液经二级串联吸附后Cu²⁺的吸附率可达99.5%以上。吸附前后D711树脂的表面形貌由多孔粗糙状过渡至致密平滑状,树脂的官能团结构稳定,吸附过程中树脂官能团中的N原子参与了反...     

负载氢氧化铁的膨胀石墨吸附剂的除磷

成功制备了负载氢氧化铁的膨胀石墨吸附剂(EGFeOH),其最优制备条件为铁浓度0.26mol·L~(-1)、浸渍时间100min.通过对EG-FeOH等温吸附线和动力学研究,发现EG-FeOH更加符合Langmuir等温吸附模型和准二级动力学方程,说明EG-FeOH的除磷过程以单分子层的化学吸附为主.通过热力学参数ΔH~Θ(0)和ΔG~Θ(0)说明EGFeOH吸附磷过程是自发吸热的,升温在一定程度上会提升EG-FeOH的除磷吸附容量.EG-FeOH对低浓度含磷水体(5mg·L-1)有较好的除磷效果.通过吸附过程中溶液pH值变化和傅里叶红外变换光谱(FT-IR)等分析手段,联合说明了EG-FeOH主要通过离子交换作用和Lewis酸碱相互作用进行吸附除磷.以NaOH为脱附液,实现了对EG-FeOH的脱附再生.     

酿酒酵母吸附Zn~(2 )和Cd~(2 )的动力学

为了去除废水中的重金属离子,研究了用酿酒酵母吸附金属离子Zn2 和Cd2 的生物吸附动力学。实验结果表明,当Zn2 和Cd2 初始浓度为1mmol/L时,Zn2 和Cd2 在酿酒酵母上的吸附过程进行得很快,在3h内即可达到吸附平衡。用准二级动力学方程式描述Zn2 和Cd2 在酿酒酵母上的吸附动力学行为(R2>0.99)。经计算得出,酿酒酵母吸附Zn2 和Cd2 的动力学参数k2分别为48mg/(mg·min)和19mg/(mg·min);平衡吸附量qe分别为6.974mg/g和12.77mg/g。酿酒酵母废菌体可用于处理低浓度含Cu2 和Cd2 的废水。     

一步法合成埃洛石/碳纳米复合材料及其吸附性能研究

文章以壳聚糖为碳源,ZnCl2为活化剂,一步法制备埃洛石/碳纳米复合材料,并采用傅里叶变换红外光谱仪(Fourier transform infrared spectroscopy,FTIR)、透射电子显微镜(transmission electron microscope,TEM),X射线衍射仪(X-ray diffraction,XRD)和BET比表面积分析仪对材料结构进行了表征,探讨了埃洛石/碳对苯甲酰甲酸的吸附行为和机理。研究表明:苯甲酰甲酸在埃洛石/碳上的最大吸附容量高达95mg/g,相比于未改性埃洛石其值提高了近10倍,埃洛石/碳对苯甲酰甲酸的吸附行为符合Langmuir模型;苯甲酰甲酸在埃洛石/碳表面上的吸附速率较快,在30min时即可达到吸附平衡,并符合准二级吸附动力学模型;在298~318K范围内,计算出了热力学参数ΔG~Θ、ΔH~Θ和ΔS~Θ的值,ΔG~Θ和ΔH~Θ均为负值,表明该吸附过程是自发、放热过程。     

硼掺杂多孔碳球吸附Cd(Ⅱ)的热力学和动力学

以蔗糖为碳源、硼酸为硼源,采用水热法和化学活化法制备出硼掺杂多孔碳球(boron-doped porous carbon spheres,B-PCS),利用扫描电镜(SEM)、能谱仪(EDS)、X射线衍射(XRD)、傅里叶红外光谱(FTIR)和比表面积(BET)对B-PCS进行物理表征分析,探究B-PCS吸附Cd(Ⅱ)的热力学和动力学。结果表明,B-PCS为球状无定型结构的碳材料,直径为1～6μm,比表面积达672.2 m~2·g~(-1),孔体积为0.356 cm~3·g~(-1),且表面含有大量的含氧和含硼官能团,这些特性可以为Cd(Ⅱ)提供更多的活性吸附位点,有利于提高B-PCS对Cd(Ⅱ)的吸附性能。动力学符合准二级动力学模型,B-PCS对Cd(Ⅱ)的吸附为化学吸附控制过程,内扩散和Boyd模型表明粒子内扩散不是控制吸附速率的唯一因素。Freundlich方程能更好地模拟吸附等温线,最大理论吸附量为41.5 mg·g~(-1),0R_L1,说明B-PCS吸附Cd(Ⅱ)为有利吸附。吉布斯自由能(ΔG~0)小于0,焓变(ΔH~0)大于0,熵变(ΔS~0)大于0,表明B-PCS吸附废水中的Cd(Ⅱ)为自发、吸热、熵增的过程。     

β-环糊精交联聚合物吸附水中亚甲蓝的机理

以氧化镁为致孔剂,利用环氧氯丙烷交联β-环糊精,合成多孔β-环糊精交联聚合物(β-CDP).考察β-CDP对亚甲蓝(MB)的吸附动力学、热力学讨论吸附的作用机理,并考察pH值、MB的初始质量浓度、吸附剂的投入量、吸附时间及吸附温度对β-CDP吸附MB的影响.结果表明:在室温下,水体的pH值为6.54,MB初始质量浓度为40 mg·L^-1,吸附剂投入量为0.6 g·L^-1,β-CDP的最大吸附量为62.6 mg·L^-1;吸附符合准二级吸附动力学模型和Freundlich等温吸附模型;结合颗粒内扩散模型,以及吸附热力学数据ΔH为20.50 kJ·mol^-1,ΔG为-6.1~-7.5 kJ·mol^-1,可得该吸附为异质表面的多因素联合控制物理吸附.     

微生物絮凝剂MBFA9去除水中Pb~(2+)的机理

从土壤中筛选得到一株类芽孢杆菌A9,所产微生物絮凝剂MBFA9对水中Pb2+具有较高的去除作用,并进一步考察了MBFA9对Pb~(2+)的吸附动力学和热力学过程.结果表明:当水中初始Pb2+质量浓度为56.20 mg/L,MBFA9吸附25 min后的去除率最高可达92.73%;MBFA9捕集Pb2+的理论最大值为196.08 mg/g,吸附速率常数k2为0.019 g/(mg·min),动力学特征符合准二级动力学模型,其等温吸附模型与Langmuir方程拟合较好,相关系数R2=0.96;结合红外光谱检测、场发射扫描电镜和能谱分析,探讨了M BFA9去除Pb2+的机理为其表面的官能团如羟基、酰胺基、羧基等在捕集Pb2+过程中与之发生配合作用,对Pb2+的去除贡献了重要作用.     

短毛蓼粉末对Cd(Ⅱ)和Cu(Ⅱ)的吸附研究

本文以超富集锰植物短毛蓼为研究对象,将短毛蓼粉末制备成吸附剂,采用批量吸附试验的方法,研究溶液pH值、吸附剂投加量、重金属离子初始浓度、温度和时间等对短毛蓼粉末吸附Cd(II)和Cu(II)的影响,通过动力学、等温模型拟合以及FT-IR、SEM-EDS、XRD表征分析,对吸附机理进行探究。结果表明,短毛蓼粉末对Cd(II)和Cu(II)吸附的最佳pH分别为8和7,最佳投加量均为0.25 g,吸附平衡时间为60 min。短毛蓼粉末对Cd(II)和Cu(II)吸附均符合准二级动力学模型,对Cu(II)的吸附符合Langmuir模型,最大理论吸附量为90.01 mg/g,对Cd(II)的吸附符合Freundlich模型,最大理论吸附量为62.69 mg/g;吸附热力学分析表明Cd(II)和Cu(II)的ΔG、ΔH均为负值,表明吸附过程均为自发的放热过程;Cd(II)和Cu(II)的吸附主要通过氢键作用、离子交换作用及阳离子-π作用等协同进行。     

碳纳米管薄膜对重金属离子吸附的研究及应用

采用刮涂法制备碳纳米管(CNT)薄膜,以铜离子(Cu2+)为例,研究了其吸附去除重金属离子的行为.结果表明,碳纳米管薄膜吸附Cu2+满足Langmuir等温吸附;278 K时符合准二级动力学模型,而在298 K和318 K时符合准一级动力学模型;在298 K时CNT薄膜吸附Cu2+的最大吸附量为4.14 mg/g.在应用层面,设计了一套基于该CNT薄膜的水处理器件.     

Bacillus sp. SL合成硒纳米颗粒吸附染料动力学研究

考察了由Bacillus sp. SL合成的硒纳米颗粒(SeNPs)吸附染料特性.菌株SL合成的SeNPs以球形为主，粒径为100～200 nm.选用阴离子染料刚果红和阳离子染料亚甲基蓝作为底物.亚甲基蓝在碱性条件下更易被吸附，酸性条件更适合刚果红的吸附.准二级动力学模型能更好地描述SeNPs对两种染料的吸附过程(R²>0.99).吸附等温线更符合Langmuir模型.318 K时，刚果红和亚甲基蓝的最大吸附量分别为1 158.30 mg/g和1 721.10 mg/g.该吸附过程自由能变化(ΔG)小于零，焓变(ΔH)及熵变(ΔS)均大于零.CaCl₂处理后的SeNPs在5次循环后，对刚果红的吸附率保持在80%以上，对亚甲基蓝的吸附率下降到38%.综上，菌株SL合成的SeNPs对刚果红和亚甲基蓝表现出良好的吸附性能和重复利用性能，是有潜力的微生物合成的染料吸附剂.     

黄铜矿吸附5-戊基-1,2,4-三唑-3-硫酮的热力学及机理

以正己酸和氨基硫脲为原料,加热回流条件下得到己酰胺硫脲中间体,该中间体在碱溶液中成环并酸化制得5-戊基-1,2,4-三唑-3-硫酮(PETT),采用红外光谱和核磁共振氢谱及碳谱确认其结构。研究PETT对黄铜矿的浮选性能及其在黄铜矿表面的吸附热力学及机理。研究结果表明:PETT是黄铜矿的优良捕收剂,其吸附于黄铜矿表面的优选p H范围为4.0~9.0,吸附量随着温度的升高而增大,其等温吸附符合Langmuir模型,吸附焓变ΔH为54.27 k J/mol,熵变ΔS为278.82 J/(mol·K),吸附自由能变ΔG为-28.81 k J/mol(298 K)。PETT吸附于黄铜矿表面的过程可能为自发、吸热的单分子层化学吸附。PETT通过其三唑环内氮原子和环外硫原子与黄铜矿表面的铜原子成键而化学吸附于黄铜矿表面。     

纳米Fe_3O_4表面聚合磁微粒对芴和荧蒽的吸附性能研究

以表面聚合法制备纳米Fe_3O_4表面聚合磁微粒,研究纳米Fe_3O_4表面聚合磁微粒对芴和荧蒽的吸附热力学和动力学特性.结果表明,纳米Fe_3O_4表面聚合磁微粒对芴和荧蒽等温吸附过程符合准二级动力学方程.在5 22 mg/L浓度范围内,纳米Fe_3O_4表面聚合磁微粒对芴和荧蒽的吸附行为符合Langmuir等温方程,30 60℃温度范围内,吸附自由能ΔG0,吸附焓变ΔH0,吸附熵变ΔS0,表明吸附是一个自发的、吸热的熵增过程.     

树脂D301M吸附草甘膦的热力学及动力学

通过静态吸附实验,研究了树脂D301M对草甘膦水溶液的吸附热力学和吸附动力学特性.测定了303.15～318.15K的等温吸附线和吸附动力学数据,并分别用Langmuir,Freundlich,Temkin模型拟合了树脂D301M吸附草甘膦水溶液的实验数据.结果表明,树脂D301M对水溶液中草甘膦的吸附符合Langmuir等温吸附方程,并根据热力学原理,计算出吸附热力学参数,其吸附焓值ΔH=58.42kJ.mol-1,ΔG0,ΔS0.树脂D301M的吸附过程符合准二阶动力学方程;采用Arrhenius方程计算出吸附的表观活化能Ea=165.22kJ.mol-1.