高岭土和蒙脱石的混合土对Cu~(2+)的吸附特性

研究了高岭土、蒙脱石和同时包含上述两种矿物的混合土对水溶液中Cu~(2+)的等温吸附特性,重点考察了初始浓度和矿物配比等因素的影响。通过平衡吸附试验得到单种矿物,以及混合矿物对Cu~(2+)的平衡吸附量qe,分析并比较混合前后两种矿物吸附性能的变化情况。结果表明,高岭土与蒙脱石对Cu~(2+)等温吸附曲线分别属于"C型"和"H型";混合矿物对Cu~(2+)的吸附性能由蒙脱石主导;混合矿物的平衡吸附量qe随高岭土占比的增加而线性减小;与单独矿物吸附相比,矿物混合会造成"吸附量损失"混合偏差系数K_m1,且为关于高岭土(或蒙脱石)含量的多项式函数。     

吸附剂浓度效应下高岭土对Cu~(2+)的吸附特性

选取重金属Cu~(2+)为吸附质,土壤中典型的黏土矿物高岭土为吸附剂,研究了吸附剂浓度效应对重金属Cu~(2+)在高岭土上吸附特性的影响,通过平衡吸附试验对几种经典等温吸附模型以及吸附剂浓度效应模型进行了验证.试验结果表明,吸附等温线以及平衡吸附量qe随着吸附剂浓度CS的增大而降低;在三种经典的等温吸附模型中,Freundlich模型最适于描述重金属Cu~(2+)在高岭土上的吸附规律,但仍无法解释吸附剂浓度效应;高岭土吸附Cu~(2+)以物理吸附为主,反应极易进行且几乎不具有可逆性;在三种吸附剂浓度效应模型中,幂函数模型的拟合效果较为理想.     

天然高岭土对Pb~(2+),Cd~(2+),Ni~(2+),Cu~(2+)的吸附及解吸性能研究

探讨了吸附时间、溶液pH、重金属离子初始质量浓度、离子强度以及竞争吸附等因素对天然高岭土吸附水中Pb2+,Cd2+,Ni2+,Cu2+等重金属离子的影响.结果表明,pH、初始质量浓度、离子强度以及共存离子,是影响高岭土吸附重金属离子的主要因素;高岭土对Pb2+的吸附性能明显优于其它3种重金属离子,顺序为:Pb2+＞Cd2+＞Ni2+＞Cu2+;吸附等温线均符合Freundlich型等温方程,说明高岭土对这几种离子都是典型的单分子层吸附;Pb2+,Cd2+,Ni2+,Cu2+离子解吸量大小顺序为:Pb2+＜Ni2+＜Cu2+＜Cd2+.     

基于Langmuir理论的平衡吸附量预测模型

为了实现对吸附反应的平衡吸附量的预测,建立了平衡吸附量预测模型.以高岭土、蒙脱土这两种黏土矿物吸附Ca2+为例,验证其等温吸附曲线符合Langmuir吸附方程.在Langmuir吸附等温式的基础上,建立了平衡吸附量预测模型,该模型应用于单组分吸附反应的平衡吸附量的预测.通过实验对该模型进行了验证,模型的计算结果与实验结果可以较好地吻合,证明该模型的可靠性较高.     

污水处理厂污泥对Cu2+、Zn2+吸附性能的研究

以污水处理厂污泥作为吸附剂,研究其对Cu2+、Zn2+吸附性能的差异.结果表明:污泥对Cu2+、Zn2+的吸附量均随着平衡浓度的增大而增大,且均符合Henry型和Freundlich型等温吸附过程,其中污泥对Zn2+的吸附固定能力高于对Cu2+的吸附固定能力;随处理浓度的增大,污泥对Cu2+、Zn2+的解吸率均减小,相...     

蒙脱石对Cu2+吸附性能及吸附工艺条件优化研究

从蒙脱石的提纯入手,进行了蒙脱石吸附Cu2+实验研究,结果表明蒙脱石对水中Cu2+的吸附性能主要受振荡速度、吸附时间、溶液pH值及吸附剂用量等因素的影响,30℃时蒙脱石对水中Cu2+的吸附等温曲线同时符合Langmuir方程和BET方程.在本实验条件下,蒙脱石对Cu2+(20 mL,Cu2+质量浓度均为50 mg/L)的最佳吸附工艺条件为振荡速度50 r/min,吸附时间60 min,吸附剂用量0.08 g,溶液pH为6.0,此时去除率达到99.2%.     

蒙脱石对Cu2+吸附性能及吸附工艺条件优化研究

从蒙脱石的提纯入手,进行了蒙脱石吸附Cu2+实验研究,结果表明蒙脱石对水中Cu2+的吸附性能主要受振荡速度、吸附时间、溶液pH值及吸附剂用量等因素的影响,30℃时蒙脱石对水中Cu2+的吸附等温曲线同时符合L angmuir方程和BET方程。在本实验条件下,蒙脱石对Cu2+(20 mL,Cu2+质量浓度均为50 m g/L)的最佳吸附工艺条件为:振荡速度50 r/m in,吸附时间60 min,吸附剂用量0.08 g,溶液pH为6.0,此时去除率达到99.2%。     

城市生污泥与熟化后的污泥Cu2+，Zn2+的吸附解吸比较

采用序批实验法对城市生污泥及熟化后的污泥Cu2+, Zn2+的吸附解吸特性进行了比较研究,实验结果表明：生污泥、熟污泥Cu2+, Zn2+的吸附量均随平衡质量浓度的增大而增大,而且与生污泥相比,熟污泥的吸附能力较强,吸附量较大。利用Henry型、Langmuir型、Freundlich型等温吸附模型分析了生污泥和熟污泥Cu2+, Zn2+的等温吸附数据,发现用这3种吸附模型拟合均较好,其中Langmuir的拟合系数最高,但属于假显著相关, Freundlich为描述生污泥、熟污泥Cu2+, Zn2+等温吸附过程的最佳模型。生污泥、熟污泥的解吸量与吸附量呈极显著的正相关,并且熟污泥的解吸曲线滞后于生污泥的,表明熟污泥对Cu2+, Zn2+的吸附强度较大。总体而言,污泥农用前将其熟化,能增强其固定外源Cu2+, Zn2+的能力,降低它们的生物有效性。     

三种广东典型土壤对Cu~(2+)的吸附——解吸特性研究

用平衡吸附法研究了广东地区的红壤、砖红壤以及水稻土对Cu2+的吸附和解吸。结果表明:土壤对Cu2+的吸附量、净吸附量、解吸量都随添加Cu2+浓度的增大而增大;在添加相同浓度的Cu2+标准液时,土壤对铜的净吸附量基是水稻土>红壤>砖红壤,pH值、CEC和有机质含量越大,土壤的吸附量越大;结合使用等温吸附曲线与解吸率,能够很好地描述土壤对Cu2+的吸附特性;土壤对Cu2+的吸附可用Langmuir模型、Freundlich模型和Temkin模型加以描述。     

污水处理厂污泥对Cu2+、Zn2+吸附性能的研究

以污水处理厂污泥作为吸附剂,研究其对Cu2+、Zn2+吸附性能的差异.结果表明:污泥对Cu2+、Zn2+的吸附量均随着平衡浓度的增大而增大,且均符合Henry型和Freundlich型等温吸附过程,其中污泥对Zn2+的吸附固定能力高于对Cu2+的吸附固定能力;随处理浓度的增大,污泥对Cu2+、Zn2+的解吸率均减小,相同条件下,以Zn2+的解吸率相对较低;吸附动力学表明,一级动力学方程是描述污水厂污泥对Cu2+、Zn2+吸附动力学的最优方程,且污泥对Zn2+的吸附速率相对较高;红外光谱特征分析表明,硅酸盐中的Si-O基团和脂肪醇中的H-O基团是污水厂污泥吸附Cu2+的主要活性位点,而脂肪酸或芳香酸中的COO-基团和硅酸盐中的Si-O基团是其吸附Zn2+的主要活性位点.     

Cu（II）、Ni（II）离子在蛇纹石表面的吸附及对其浮选的影响

通过吸附量测试、纯矿物浮选和红外光谱分析,研究Cu2+和Ni2+离子在蛇纹石表面的吸附过程及对蛇纹石浮选的活化机理。 Cu2+和Ni2+离子在蛇纹石表面的吸附符合二级动力学模型,等温吸附过程符合Langmuir等温吸附模型,吸附能够自发进行,为物理吸附和化学吸附的共同作用,Cu2+和Ni2+离子在蛇纹石表面的吸附量随pН值升高而增大。 Cu2+和Ni2+离子在弱碱性条件下对蛇纹石具有活化作用,活化机理为铜镍的氢氧化物沉淀和羟基络合物作用于蛇纹石表面,形成活性位点,黄药在活性位点上吸附生成黄原酸铜或黄原酸镍,从而使蛇纹石表面疏水性增大,浮选受到活化。     

改性沸石作为BAF填料处理生活污水的研究

沸石分子筛因其特殊的结构特性对氨氮具有较高的吸附性能.将天然斜发沸石在250℃下高温改性,并用于含氨氮溶液的等温吸附处理,获得了在不同氨氮初始质量浓度下的改性沸石等温吸附曲线.根据朗格缪尔吸附理论拟合得到改性沸石的等温吸附方程1/qe=7.589 86/Ce+0.137 39,并求得其对氨氮的理论最大吸附量qm为7.278 6 mg/g.通过对沸石曝气生物滤池系统在不同水力负荷和气水比条件下的运行研究,总结出改性斜发沸石作为曝气生物滤池工艺的最佳水力负荷为0.15～0.25m3/(m2.h),气水比为20∶1.     

混合表面活性剂分散纳米CeO2颗粒的协同效应

选用CTAB阳离子型和SDBS阴离子型分别与Tween80非离子型表面活性剂进行复配，通过Zeta电位、吸附等温线以及沉降性能测定，研究了混合表面活性剂对水相介质中纳米CeO2颗粒分散稳定性能影响的协同效应。结果表明：不同混合表面活性剂体系中纳米CeO2颗粒表现出不同的表面电性，从而影响其分散稳定行为；纳米CeO2颗粒对两种混合表面活性剂均有良好的吸附性能，但其吸附等温线形式有所不同；碱性条件下，混合表面活性剂能显著改善纳米CeO2颗粒的分散稳定性，其中SDBS与Tween 80的协同作用更为明显。     

改性硅藻土对重金属离子的吸附规律

 利用CaCO3对硅藻土矿物进行改性. 研究结果表明: 单组分体系中CaCO3改性的硅藻土对Cu2+,Pb2+,Cd2+和Zn2+的吸附动力学规律均符合伪二阶动力学模型, 吸附热力学规律符合Langmuir模型; 在混合组分体系中, Pb2+,Cd2+和Zn2+的吸附速率降低, Cu2+的吸附速率增加, 对金属离子的吸附动力学规律仍然符合伪二阶动力学模型, 但对金属离子的吸附量均明显降低, 仅Pb2+的吸附热力学规律符合Langmuir模型.     

生物炭对Cu(Ⅱ)、Pb(Ⅱ)、Ni(Ⅱ)和Cd(Ⅱ)的单一及竞争吸附研究

分别以玉米秸秆、牛粪为原料,在500oC氮气保护的无氧气氛下热解生成玉米秸秆生物炭(BC)和牛粪生物炭(DMBC),分别探讨两种生物炭对水溶液中4种二价重金属离子(Cu~(2+),Pb~(2+),Ni~(2+)和Cd~(2+))的单一吸附效果,并进行4种重金属在生物炭上的竞争吸附实验,探讨金属离子间在生物炭上的相互作用关系。结果显示,两种生物质原料具有不同的元素组成,BC具有较大的比表面积,DMBC的平均孔径更大。在单一吸附过程中,BC对金属的吸附动力学过程具有相似性,而DMBC对不同金属的吸附速率差异较大。4种重金属离子在生物炭上的等温吸附过程可以用Langmuir方程较好地拟合,吸附容量的顺序为:Pb~(2+)Cu~(2+)Cd~(2+)Ni~(2+)。通过金属之间的竞争吸附实验,发现在生物炭上Pb~(2+)的竞争吸附能力最强,Cu~(2+)次之,而Ni~(2+)和Cd~(2+)竞争吸附能力较弱,其吸附过程容易受到其他二价金属离子的抑制。     

蚯蚓粪吸附水中Cu2+的动力学和热力学分析

以蚯蚓粪为吸附剂,测定了Cu2+初始质量浓度、温度、pH、吸附时间对水中Cu2+吸附性能的影响,并对等温吸附特征、吸附动力学和热力学进行了系统分析。结果表明:在温度25℃、Cu2+初始质量浓度87.9～575.0 mg/L、蚯蚓粪用量0.25 g/10mL、振荡速率200 rpm、吸附时间12 h的条件下,吸附效率可达95.27%～98.07%;pH对吸附影响甚小;蚯蚓粪对溶液中Cu2+的吸附过程符合伪二级动力学模型;不同温度下吸附呈现相似的非线性吸附等温线,且Freundlich模型对吸附过程有良好的拟合;反应的吉布斯自由能?G0,表明吸附过程是自发进行的吸热反应。     

黏土矿物微观孔隙对甲烷吸附行为的分子模拟

为了研究黏土矿物对CH_4的吸附规律和页岩储层对CH_4的最小储集空间界限,利用Materials Studio软件构建三种黏土矿物伊利石、蒙脱石和高岭石的微观模型,运用蒙特卡洛方法和分子动力学方法,研究在不同压力、不同孔径空间下三种黏土矿物对CH_4的吸附规律。结果表明:随着孔径和压力的增大,CH_4气体在三种黏土矿物层间的吸附量逐渐增大;不含水的黏土矿物对CH_4的最小储集空间为0. 4 nm,三种黏土矿物对甲烷的吸附能力随孔隙大小的变化而不同;随着孔径的减小或压力的增大,CH_4气体在三种黏土矿物孔径中吸附越稳定;随着孔径的增加,CH_4气体在黏土矿物孔径中出现多层吸附;三种黏土矿物中吸附的CH_4分子之间的距离均大于0. 075 nm,距离CH_4分子0. 125 nm处出现另一个CH_4分子的概率最大。研究结果对页岩气赋存特征和渗流规律具有重要基础认识作用。     

纯粘土矿物甲烷吸附研究及吸附模型评价

粘土矿物在页岩储层无机矿物中占有重要的比例,其是页岩气吸附的重要场所。由于不同页岩储层成藏条件差异,粘土矿物相对含量有较大差异,因此也影响页岩气的吸附能力。以XRD,低压氮气吸附实验以及甲烷等温吸附实验为主要研究手段。XRD结果表明四种样品(伊利石,蒙脱石,绿泥石,高岭石)纯度较高,均大于94%。低压氮气吸附结果表明：蒙脱石以微孔与中孔为主,孔隙形态主要为四边都开口的平行板状、狭缝状等,含有墨水瓶状的孔;伊利石主要发育有中孔与大孔,绿泥石主要发育有微孔和大孔,高岭石主要发育有中孔和大孔,它们的孔隙形态同样都平行板状、狭缝状等为主;比表面积与孔隙体积的大小顺序为：高岭石>伊利石>蒙脱石>绿泥石,两者呈正相关。在61 ℃,压力为0~25 MPa条件下进行五组甲烷等温吸附试验,包括四组纯粘土矿物及一组由四种纯矿物等质量混合的矿物。纯粘土矿物甲烷吸附量大小顺序为：高岭石>伊利石>蒙脱石>绿泥石,粘土矿物的比表面积越大,其甲烷吸附量也越大。对等温吸附实验数据进行拟合发现：Langmuir, Toth以及Langmuir-Freundlich吸附模型对于不同矿物总体拟合效果都极好,对粘土矿物吸附模型精确选择具有一定意义。     

白云石对菱镁矿浮选行为的影响

以油酸钠(NaOL)为捕收剂,六偏磷酸钠为抑制剂研究菱镁矿和白云石浮选行为,并依据动电位、吸附试验和扫描电镜测试结果,探讨了菱镁矿与白云石人工混合矿体系中Ca~(2+)对菱镁矿浮选的影响机理.浮选试验结果表明,六偏磷酸钠对菱镁矿和白云石单矿物有良好的选择抑制作用;但对二者的人工混合矿进行浮选时,两种矿物均受到六偏磷酸钠的抑制,无法实现分离.吸附试验和扫描电镜测试结果表明,在浮选过程中白云石溶解出的Ca~(2+)吸附在菱镁矿表面.动电位测试表明,由于Ca~(2+)的吸附导致菱镁矿与白云石的表面性质趋同,严重影响这两种矿物的浮选分离.