盐溶液对膨润土微观结构的影响

将蒸馏水和不同浓度的NaCl溶液浸泡过的膨润土试样进行氮分子吸附,测得试样在77 K温度下N_2等温吸附线,根据等温吸附数据采用BET法、BJH法和Neimark热力学方法分别测算出各试样的比表面积、孔隙体积和表面分维.计算结果表明,随着浸泡溶液浓度的增加,膨润土试样的孔隙体积逐渐减小,而比表面和表面分维呈先增大后减小的趋势.对比发现这是由于浓度不同,膨润土表面吸附的Na~+量不同所引起的.NaCl溶质浓度越高,膨润土吸附的Na~+量越大,在试样烘干后吸附在膨润土表面的Na~+堵塞了试样的孔隙引起孔隙体积的减小,但相比于高浓度的NaCl溶液,少量的Na~+分散于膨润土表面则会引起表面粗糙度的增加,导致在低浓度NaCl溶液中的比表面积和表面分维较大.     

低Ca/Si比的C-S-H凝胶产物在抑制AAR中的作用

碱是混凝土发生碱-集料(AAR)反应的重要因素之一.许多资料报道低Ca/Si比的C-S-H凝胶对碱有强烈的吸附作用.从C-S-H凝胶的组成出发,指出低Ca/Si比的C-S-H凝胶在抑制AAR中的作用,解释了低Ca/Si的C-S-H凝胶对碱的吸附能力强的原因及其影响因素.为在实际工程应用中掺加混合材来抑制AAR反应,提高混凝土耐久性有重大指导意义.     

硅酸及其盐的研究ⅩⅣ Ca~(2+)、Na~+和 K~+与硅胶表面硅羟基的反应

本文用离子选择电极研究了 Ca~(2+)、Na~+和 K~+与硅胶表面硅羟基的反应。结果表明:在 pH7—10范围内,硅胶表面在 Ca(NO_3)_2、NaCl 和 KCl 溶液中分别形成(Si_s—O)_2Ca、Si_s—O Na 和 Si_s—OK 表面配位化合物。求算了配位反应的平衡常数,发现它们随表面配合物浓度增加而减小,并具有相似的表达形式:pK=pK°+alg(1+b{c})。(a、b 是与相应金属离子电荷有关的参数,a 还与温度y 有关,{c}是表面配合物浓度)。求得 Ca~(2+)、Na~+和 K~+与硅胶表面硅羟基形成表面配合物的 pK°依为:12.0、5.7和5.4,Ca~(3+)的 a 为(3.9—0.032y),b 为200,Na~+和 K~+的 a 为(2.4—0.01t),b 为130.     

碱改性泡桐树叶粉末对水中Pb~(2+)的吸附特性

生物吸附剂的改性方法不同,影响吸附剂性能和其对重金属离子的去除效果.本研究采用泡桐树叶粉末经Ca(OH)2改性后,吸附废水中Pb2+,并探讨了反应时间、吸附剂浓度、p H这三个因素对吸附效果的影响.结果表明,吸附剂浓度0.8 g/L,溶液p H为5,吸附60 min即可达到平衡,此时吸附量为60.43 mg/g,去除率为95.61%,吸附过程可用准二级吸附动力学模型描述.通过扫描电镜(SEM)发现泡桐树叶粉末经改性,表面变得松散粗糙;能谱分析(XPS)发现,吸附过程中发生了阳离子交换,Pb2+被吸附到泡桐粉末表面,而Ca2+被释放到溶液中.Ca(OH)2改性泡桐树叶粉末对Pb2+具有良好的吸附性能,可以用于重金属污染废水的处理.     

2种阴离子捕收剂在石英表面的吸附机理

用石英晶体微天平(QCM-D)实时原位测定油酸钠和混合脂肪酸(KS-I)在经Ca~(2+)活化的SiO_2表面的吸附量,并结合单矿物浮选、原子力显微镜(AFM)和Zeta电位,研究捕收剂的吸附机理。研究结果表明:当矿浆p H为12.0时,油酸钠的浮选效果比KS-I的好,且活化剂和捕收剂用量都比KS-I的小。矿浆中Ca(OH)_2浓度为6.48×10~(-5)mol/L且油酸钠用量为30 mol/L时,石英的回收率可达到97.9%;而KS-I在Ca(OH)_2浓度为2.16×10~(-4)mol/L且捕收剂用量为90 mol/L的条件下得到最佳的回收率仅为78.6%。Ca~(2+)在SiO_2表面的吸附分为2个阶段,油酸钠在活化后的SiO_2表面形成吸附量为5.4×10~(-6)g/cm2的黏弹性吸附层,且只有1个吸附阶段。而KS-I在SiO_2表面的吸附量只有2.5×10-8 g/cm~2。油酸钠在SiO_2表面形成15.2~97.3 nm的吸附层,而KS-I在SiO_2表面的吸附层最厚仅为10 nm,且2种药剂在整个表面的吸附并不均匀。油酸钠与KS-I在活化的石英表面均发生静电吸附作用,但油酸钠的吸附量比KS-I的吸附量大。     

改性蔗渣对水溶液中Cd~(2+)的吸附研究

用乙醇及氢氧化钠对蔗渣进行处理,得到改性蔗渣(MB)。通过扫描电镜、X射线衍射及傅里叶变换红外光谱对改性前后蔗渣进行了表征分析,通过静态吸附试验,研究了反应时间、反应温度、溶液的p H、Cd2+初始浓度、共存离子(Ca2+,Mg2+和Na+)对MB吸附Cd2+的影响。结果表明,改性蔗渣的比表面积增大,蔗渣原有的晶格结构被破坏,羟基的活性增强。MB对Cd2+的吸附适宜p H为4.0~6.0;MB对Cd2+吸附平衡时间为20 min;MB对Cd2+的吸附过程的吸附等温线结果发现表明MB对Cd2+的吸附是化学吸附,MB对Cd2+的饱和吸附量为14.450 mg/g。MB对Cd2+的吸附过程符合准二级动力学模型。热力学研究结果表明,MB对Cd2+的吸附过程是自发的放热过程。共存离子Ca2+,Mg2+和Na+对MB吸附Cd2+影响的顺序为Na+Ca2+Mg2+。     

LiNO_3对石英玻璃与NaOH溶液反应的影响

将LiNO_3掺入浸泡有石英玻璃的NaOH溶液中,研究其对碱硅酸反应(ASR)的影响。采用等离子发射光谱仪测试溶液中Na、Si和Li元素浓度,采用酸化处理法分析固相中SiO_2含量,采用X线衍射仪(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)分析固相产物的组成和微观形貌。结果表明:在含LiNO3的NaOH溶液中,Li~+优先于Na~+与溶液中SiO_4~(4-)反应,形成的含锂产物阻止了OH-对石英玻璃的进一步破坏,降低了NaOH溶液中石英玻璃的溶蚀率和溶液中SiO_2的溶解度,减缓了ASR的反应速率;不同养护温度下反应形成的含锂产物不同,38℃下主要反应产物为含锂凝胶,60℃下反应形成不溶于水的Li_2SiO_3晶体,提高养护温度有利于Li_2SiO_3晶体的形成。     

CMC-g-PAMPS/ST合成及对亚甲基蓝的吸附性

为去除等污染物,以2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸(AMPS)、羧甲基纤维素(CMC)和有机海泡石黏土(ST)为原料,采用微波辐射法,通过接枝共聚合成了CMC-g-PAMPS/ST水凝胶。研究了ST对水凝胶吸水倍率和对亚甲基蓝(MB)吸附量的影响,探讨了水凝胶用量、染料初始浓度、染料溶液p H、吸附时间对亚甲基蓝吸附性能的影响。实验结果显示:有机海泡石对MB的吸附量比原矿和酸活化海泡石有显著提高,在MB初始浓度为1 000mg/L,吸附剂为0.2g时,p H为5时吸附量达1 034mg/g,吸附动力学曲线较好地符合准二级动力学反应模型,可以作为阳离了染料废水处理用的生物质吸附剂。     

离子交换法净化氯化钪溶液

在不同p H值、时间及络合剂EDTA影响下,研究了阳离子交换树脂对氯化钪溶液的深度净化效果.实验结果表明:在p H=2、接触时间3h左右时树脂对Sc3+,Al3+,Fe3+的吸附情况较好,对Zr4+,Si4+,Ti4+吸附性能差,能直接实现Sc3+与Zr4+,Si4+,Ti4+的分离;添加抗坏血酸将溶液中Fe3+还原成Fe2+并添加络合剂EDTA络合Sc3+后,树脂吸附Fe2+与Al3+而不吸附Sc3+.经两段离子交换法,氯化钪溶液中Fe,Ti,Al,Ca,Zr,Si的去除率分别达到93.3%,100%,99.80%,98.22%,99.63%,100%.     

C-S-H表面上吸附态C1~-离子的分布特点

应用表面物理化学理论,分析了C-S-H在不同浓度、不同种类氯化物溶液中浸泡后ζ电位发生变化的原因,并在此基础上推测了被吸附的C1-离子在C-S-H表面上的分布状态。C1-离子似乎是C-S-H的特性吸附离子,只要C-S-H浸泡于氯化物溶液中,C1-离子将优先进入吸附层。吸附于C-S-H表面的C1-离子的总量包括吸附层中的C1-离子量和扩散层中的C1-离子量。随浸泡液中C1-离子浓度的增大,C1-离子不断进入吸附层,但吸附层的空间是有限的,吸附层中C1-离子增加的速度逐渐减慢。扩散层的C1-离子量取决于ζ电位的大小。在较高浓度的A lC l3溶液中浸泡的C-S-H对C1-离子的吸附量显著增大,由于此时双电层已显著变薄,因而不能忽略C-S-H表面长程范氏力对C1-离子的吸引作用。     

C-S-H表面上吸附态C1-离子的分布特点

应用表面物理化学理论,分析了C-S-H在不同浓度、不同种类氯化物溶液中浸泡后ζ电位发生变化的原因,并在此基础上推测了被吸附的C1-离子在C-S-H表面上的分布状态.C1-离子似乎是C-S-H的特性吸附离子,只要C-S-H浸泡于氯化物溶液中,C1-离子将优先进入吸附层.吸附于C-S-H表面的C1-离子的总量包括吸附层中的C1-离子量和扩散层中的C1-离子量.随浸泡液中C1-离子浓度的增大,C1-离子不断进入吸附层,但吸附层的空间是有限的,吸附层中C1-离子增加的速度逐渐减慢.扩散层的C1-离子量取决于ζ电位的大小.在较高浓度的AlCl3溶液中浸泡的C-S-H对C1-离子的吸附量显著增大,由于此时双电层已显著变薄,因而不能忽略C-S-H表面长程范氏力对C1-离子的吸引作用.     

苹果皮磁种吸附材料制备与性能研究

采用苹果皮为原料,用磁种方法合成了苹果皮磁种吸附材料.用红外光谱和扫描电镜对样品进行表征,并对其吸附性能和分离效果进行了研究.在室温下考察了吸附时间,吸附剂用量,铜离子初始浓度,吸附溶液p H值四个因素对吸附效果的影响.结果表明:苹果皮磁种吸附材料对Cu2+的最佳吸附时间为60~80 min,超过这一时间段开始脱附;Cu2+的浓度增大吸附量增大,但除去率降低;最佳吸附p H值约为6.当Cu2+溶液的浓度为20μg/m L,在最佳吸附条件下的吸附量为2.68 mg/g.吸附完成后可以很容易地进行磁分离.     

干旱区绿洲土壤对磺胺甲恶唑的吸附特性及影响因素

采用批量吸附法研究了磺胺甲恶唑在干旱区绿洲土壤上的吸附动力学、热力学及pH、腐殖酸浓度、Na~+强度、Cu~(2+)质量浓度等因素对吸附的影响.结果表明:磺胺甲恶唑在绿洲土壤上的吸附动力学符合准二级动力学模型;初始质量浓度为10、20 mg/L时,磺胺甲恶唑在干旱区绿洲土壤中的最大吸附量分别为9.810×10~(-5)、1.992×10~(-4). Freundlich方程能较好地拟合吸附等温数据,吸附反应为放热反应,吸附过程主要为物理反应.pH、Na~+强度及共存Cu~(2+)影响吸附过程.当溶液初始pH大于磺胺甲恶唑电离平衡常数的负对数为5.7时,土壤对磺胺甲恶唑的吸附量由2.336×10~(-4)下降至1.905×10~(-4);腐殖酸浓度的增加不利于土壤对磺胺甲恶唑的吸附;磺胺甲恶唑在土壤中的吸附量随着溶液中Na~+质量浓度的增加而降低,随Cu~(2+)质量浓度的增高而增大.     

羟基磷灰石的制备及其在含铅废水处理中的应用

以磷石膏为原料、十六烷基三甲基溴化铵为表面活性剂,采用沉淀法制备羟基磷灰石(HAP),结合FT-IR、XRD、SEM等手段对材料进行表征.以合成的羟基磷灰石作为吸附剂处理含铅废水,探讨p H、HAP的投加量、吸附时间及Pb2+初始浓度等对去除率的影响.优化实验确定最佳的实验条件为:HAP投加量为2 g/L,Pb2+初始浓度为500 mg/L,吸附时间为20 min,其中溶液p H值对Pb2+的吸附基本没有影响.结合SEM/EDX对吸附前后HAP进行分析,结果进一步证实Pb2+被吸附在HAP上.     

纸浆纤维对钙离子吸附行为及机理

以去金属离子处理后的漂白硫酸盐桉木浆及针叶木浆为原料,研究纸浆纤维对Ca2+的吸附动力学及影响吸附的因素。结果表明:Ca2+初始浓度较低时,漂白化学木浆对Ca2+的吸附能力随着Ca2+初始浓度的增加而快速提高。Ca2+初始浓度0.471 7 mmol/L时,阔叶木浆达到饱和吸附,吸附量为0.016 0 mmol/g;针叶木浆在Ca2+初始浓度为0.220 1 mmol/L时就达到饱和吸附,吸附量为0.008 4 mmol/g,吸附能力与针阔叶浆各自所带羧基量一致。在pH 7.5、温度25℃条件下,符合Langmuir方程等温吸附线,且纸浆对Ca2+的吸附为单分子吸附。Ca2+浓度和pH的升高将使纸浆纤维对Ca2+的吸附能力提高,阔叶木浆和针叶木浆中Ca2+加入量为0.035 6和0.016 5 mmol/g时,木浆达到饱和吸附。pH超过7,纸浆表面游离羧基将完全被Ca2+吸附;纸浆纤维对Ca2+的吸附属放热吸附,提高温度将会降低纸浆纤维对Ca2+的吸附量。     

细菌胞外高聚物对水溶性染料和Cr(Ⅵ)生物吸附研究

研究了一种新型生物吸附剂——细菌胞外高聚物 WJ-I对水溶性染料及 Cr( )的吸附特性及吸附机理 .结果表明 ,p H和 Ca2 + 质量浓度对染料的吸附有显著的影响 ,最佳条件为 p H>7,[Ca2 + ]=8.0 g/L.p H<2时 Cr( )的吸附率最大值达 98% ;WJ-I对水溶性染料的吸附符合架桥模型 ;Cr( )的吸附过程符合 Freundlich数学模型和表面螯合机理 .     

碱-矿渣水泥浆体的碳化过程研究

针对碱-矿渣水泥水化产物中不存在Ca(OH)2且碳化比较严重的现象,选择水玻璃和NaOH作碱组分,采用X-射线衍射仪和可变真空扫描电子电镜研究了碱-矿渣水泥浆体的碳化产物和微观形貌,结合氮吸附方法分析了碳化对碱-矿渣水泥浆体孔结构的影响.结果表明:碱-矿渣水泥浆体的碳化是CO2直接和水化硅酸钙(C-S-H)凝胶发生作用的结果,碳化后生成的碳酸钙主要以方解石的形式存在;碳化后,C-S-H凝胶的Ca与Si原子比降低,浆体的比表面积增大,平均孔径降低,而累积孔体积的变化情况和碱组分有关.     

纳米羟基磷灰石对Cu2+的吸附

用溶胶-凝胶法制备纳米羟基磷灰石(n-HAP)吸附水溶液中的铜离子(Cu2+),研究反应时间、体系pH值和Cu2+初始浓度等因素对吸附行为的影响,并探讨吸附机理。结果表明:在溶液pH=4.5~7.5,n-HAP对Cu2+的吸附升高趋势近似线性关系;反应60 min时基本达到吸附平衡;pH>7.5时,溶液中Cu2+几乎完全去除,最大吸附量为51.28 mg/g。n-HAP对Cu2+有良好的吸附作用,吸附类型为Langmu ir等温吸附,吸附过程符合拟二级反应动力学方程。     

好氧颗粒污泥对水中橘黄的吸附特性

利用好氧颗粒污泥(AGS)对碱性染料橘黄(SY)进行吸附试验,研究了不同p H值、吸附剂用量、SY初始浓度和温度对吸附过程的影响.发现:溶液的p H值是影响吸附效果的一个重要因素,p H值为2、AGS用量为2 g/L和温度为35℃时吸附效果最好;平衡吸附量与SY染料初始浓度呈正相关;Langmuir吸附模型能够较好地描述整个吸附过程,饱和吸附量为142.86 mg/L,吸附动力学符合准二级动力学模型.热力学分析表明吸附是一个自发的吸热过程,且低浓度比高浓度时的吸附亲合力好.实验结果表明AGS可以作为吸附SY染料的低成本吸附剂.     

基于分子动力学的镁橄榄石表面分子吸附与溶解研究

采用分子动力学模拟方法研究了镁橄榄石(Mg2SiO4)表面的吸附特性和溶解过程.计算了H2O、CO2在Mg2SiO4(O10)表面的吸附能、径向分布函数、解吸附能量壁垒,探讨了Mg2SiO4(010)表面上Mg2+、Si4+在纯水和离子浓度为1 mol/L 的NaCl、KCl、CaCl2、H3OCl、Na2CO3溶液中的溶解活化能,分析了盐离子对Mg2SiO4表面溶解的影响.结果表明:H2O分子在Mg2SiO4(010)表面的吸附能绝对值和解吸附能量壁垒均高于CO2分子,H2O和CO2分子在Mg2SiO4(010)表面分别为双层吸附和单层吸附;NaCl、KC1溶液对Mg2 SiO4表面溶解的影响较小,CaCl2溶液中的Ca2+能够与该表面的Mg2+发生离子交换,H3OCl溶液中较多的H3O+出现在该表面附近,加速了表面溶解,Na2CO3溶液中的CO32-与该表面的Mg2+形成离子对,显著促进了Mg2SiO4表面的溶解.