氧化石墨烯-壳聚糖复合材料对甲烯蓝的吸附动力学

氧化石墨烯-壳聚糖复合材料(graphene oxide-chitosan composite, GO-CS) 可用于清除阳离子染料, 具有吸附量大、易于分离等优点. 对GO-CS吸附阳离子染料甲烯蓝的动力学进行了研究, 结果显示, GO-CS对甲烯蓝的吸附符合二级动力学模型. 颗粒内扩散模型分析表明, GO-CS 吸附甲烯蓝的扩散机制包括颗粒内扩散和表面扩散.此外, 还发现GO-CS 对甲烯蓝的吸附量受pH 值和离子强度的影响, 较高的pH 值和离子强度有利于提高吸附量.     

UV/过硫酸盐降解水中氧氟沙星的动力学和机理

研究了UV/过硫酸盐(peroxydisulfate,PDS)降解水中氧氟沙星(ofloxacin,OFL)的动力学和机理。考察了OFL和PDS初始浓度、pH、腐殖酸、富里酸对OFL降解作用的影响。结果表明,UV/PDS体系降解OFL的过程符合准一级反应动力学方程,OFL的降解速率随OFL初始浓度的增加而减小,随PDS初始浓度的增加而增大;酸性和碱性条件均抑制了OFL的降解,且碱性条件的抑制作用更为显著。腐殖酸和富里酸也不同程度地抑制了OFL的降解。经液相色谱-高分辨质谱联用仪(UPLC-MS)分析,得到了UV/PDS降解OFL的4种产物,推测主要的降解途径是脱甲基和开环作用。对比可知,UV/PDS降解OFL的反应速率(0.622 3 min~(-1))较相同条件下UV/H_2O_2降解OFL反应速率(0.518 4 min~(-1))快,由此可以预见,UV/PDS高级氧化技术在水处理中具有广阔的应用前景。     

海藻酸对水溶液中Cu2+的吸附动力学研究

制备了交联海藻酸,从静态吸附方面研究了海藻酸交联前后对Cu~(2+)的吸附性能。用三种动力学模型(准一级动力学方程,准二级动力学方程,粒子扩散方程)对不同Cu~(2+)浓度、不同吸附时间的吸附曲线进行分析,探讨了吸附剂的吸附机理。结果表明准二级动力学模型的拟合度较好,海藻酸吸附Cu~(2+)是一个复杂的非均相扩散的化学吸附过程,表面络合和吸附剂内部扩散共同控制着吸附速率。交联后吸附的平衡时间延长,吸附量增大。交联后的海藻酸是一种价格低廉,绿色环保的吸附剂。     

东北地区农田土壤对Cd2+的吸附特性研究

以东北农田黑土土壤为吸附剂,研究对Cd2+的吸附动力学、热力学吸附过程及影响因素.结果表明:土壤吸附Cd2+在60 min内达到吸附平衡,准二级动力学模型模拟吸附动力学过程效果最好(R2=0.999 3).通过Web-Morris颗粒内扩散模型和Boyd模型分析,发现吸附过程完全受土壤颗粒内扩散控制,吸附速率由膜扩散控...     

改性活性炭对Cr(Ⅵ)的吸附性能研究

利用Al_2(SO_4)_3对活性炭进行表面改性处理,对比研究未改性活性炭和铝盐改性的活性炭对Cr(Ⅵ)的吸附特性。实验结果表明,铝盐改性的活性炭对Cr(Ⅵ)的吸附效果好;其吸附等温线更加符合Langmuir等温吸附方程,且吸附属于自发的吸热反应,吸附方式以化学吸附为主;其吸附动力学更符合准二级动力学方程,吸附速率受颗粒内扩散和液膜扩散共同限制。     

凹凸棒黏土负载Mg-Al类水滑石对Ni(Ⅱ)的吸附特性

研究凹凸棒黏土(ATP)负载Mg-Al类水滑石(Mg-Al-HTlc)对含Ni(Ⅱ)废水的吸附.考察pH值、投料量、吸附时间和温度对其吸附性能的影响,对吸附过程进行热力学和动力学研究.利用SEM、FT-IR和XRD等测试技术表征复合材料,分析该吸附过程存在的吸附机理.结果表明:该复合材料再生效果好,吸附过程符合Langmuir单分子层吸附,符合吸附动力学的物理扩散和化学反应,在pH=6.0,温度为50℃,初始浓度为150mg·L-1时,吸附容量最高可达80.94mg·g-1.     

盐酸克伦特罗分子印迹聚合物吸附行为研究

等温吸附和动力学吸附是分子印迹聚合物对目标物吸附行为研究的重要内容.通过多种等温吸附模型和动力学吸附模型分析研究了以共价键制备的盐酸克伦特罗(CLB)分子印迹聚合物(MIPs)对目标物的吸附行为,结果表明:该CLB MIPs颗粒表面不均匀,对CLB的吸附属于化学吸附,吸附过程中CLB分子之间具有相互作用;吸附过程分为表面吸附和孔穴缓慢扩散吸附两个阶段,但扩散不是控制吸附速率的唯一因素.     

假单胞菌菌株4-05生物质对二价锰离子的吸附与动力学表征

以假单胞菌(Pseudomonas sp.4-05)生物质为吸附材料,设置不同生物质添加量、不同二价锰离子(manganese,Mn(Ⅱ))起始质量浓度、不同温度和时间条件,研究Mn(Ⅱ)被生物质吸附的效率.采用Langmuir和Freundlich等温吸附模型及准一级动力学、准二级动力学和颗粒内扩散模型研究生物质对Mn(Ⅱ)的吸附特性.结果表明,超过一定范围后生物质添加量的增加不利于Mn(Ⅱ)吸附;但在5 g·L-1生物质添加量条件下,随着Mn(Ⅱ)质量浓度的增加其吸附容量也随之上升,说明溶液离子强度可促进Mn(Ⅱ)向生物质的传递.菌株4-05生物质对50 mg·L-1Mn(Ⅱ)的吸附平衡时间为90~120 min,且温度的升高有利于Mn(Ⅱ)吸附量的提高,说明该吸附属于吸热反应.Langmuir模型和Freundlich模型都能较好地拟合吸附反应,表明该吸附过程可能属于非均匀生物质表面的单层吸附,其理论吸附容量可达21.8 mg·g-1.动力学拟合结果表明,Mn(Ⅱ)被菌株4-05生物质吸附是一个表面扩散和粒内扩散同时进行的过程,但反应速率取决于前者.两种动力学模型计算得到的平衡吸附容量与实验值都比较接近,但准二级动力学型拟合的可决系数高于准一级动力学模型,说明Mn(Ⅱ)的吸附以化学吸附为主且受吸附剂和吸附质质量浓度的复合影响.     

微生物腐败物对U(VI)的吸附动力学与热力学研究

为了解微生物腐败物对U(VI)的作用,通过扩大培养微生物,令其自然死亡腐败,制备了微生物腐败物。通过静态实验,对不同pH、反应时间、温度和铀初始质量浓度对微生物腐败物吸附铀的影响进行了研究,并进行了动力学和热力学分析。结果表明,pH、反应温度和铀初始质量浓度均是影响吸附的重要因素,吸附量随着铀初始质量浓度的增加而增加,反应在pH=4,温度为30 ℃时吸附效果最佳,吸附量为11.922 mg/g,吸附平衡时间为90 min。微生物腐败物对U(VI)的吸附动力学符合准一级动力学模型,表明吸附过程以物理吸附为主。吸附热力学研究发现其对U(VI)吸附过程符合Freundlich等温线模型,表明吸附作用过程主要为从外层扩散到内层的多层吸附。     

粉末活性炭对偶氮染料的吸附特性及作用机制

研究不同种类粉末活性炭(PAC)对2种偶氮类染料(直接耐晒桃红BK和活性橙X-GN)的吸附特性和影响因素,表征3种不同材质PAC的理化特性,分析PAC对典型偶氮类染料的吸附动力学、吸附等温线及作用机制。研究结果表明:对偶氮染料吸附效果最佳的PAC具有比表面积最大、烧结现象少、以中孔和大孔结构为主、表面氧元素含量高并以C=O,—OH和—COOH等酸性官能团为主等特点。偶氮染料的吸附是不均匀吸附,包括表面吸附、外部液膜扩散和颗粒内扩散;偶氮染料分子主要吸附于PAC的中孔(大孔)中,初始阶段为快速吸附,后期以扩散作用为主导,吸附动力学均符合拟二级动力学模型,吸附等温线符合修正的Freundlich方程。偶氮染料在PAC上的吸附机制主要以化学吸附作用为主,表现为PAC表面官能团与染料分子之间的氢键作用以及两者之间的范德华力和静电作用。     

元素态Hg~0在半焦表面的吸附平衡和动力学研究

利用小型固定床微分反应器对制备的原料半焦以及改性半焦吸附材料进行元素态Hg~0吸附平衡和动力学研究,分别采用Langmuir方程、Freundlich方程和Temkin方程对Hg~0吸附平衡数据进行拟合,采用颗粒内扩散方程、Elovich方程、表观一级动力学方程以及准二级动力学方程对Hg~0吸附动力学数据进行拟合。结果表明,用Langmuir方程可较好预测原料半焦(HL-SC)对元素态Hg~0的吸附平衡,其吸附动力学用颗粒内扩散模型拟合的线性相关性最好;盐酸改性后的半焦(HC-SC)对元素态Hg~0的吸附平衡用Freundlich方程预测较好,其吸附动力学符合表观一级动力学方程;高锰酸钾/热处理组合改性后的半焦(KM-HT-SC)对元素态Hg~0的吸附平衡用Langmuir方程预测较好,其吸附动力学符合准二级动力学方程。     

功能性交联木薯淀粉微球对Cr~(3+)的吸附行为及吸附动力学研究

研究了功能性交联木薯淀粉微球(CMS)对环境污水中Cr~(3+)的吸附行为及吸附动力学.实验以功能性交联木薯淀粉微球为吸附载体,考察其对Cr~(3+)的吸附性能,研究了溶液的p H值和吸附温度对吸附效果的影响,分析吸附动力学过程,并计算出吸附方程.实验结果表明:木薯淀粉微球吸附Cr~(3+)的最适合吸附p H值为3.5,在一定范围内,随着吸附温度的升高,吸附量增大;吸附过程主要为液膜扩散为主的单分子层吸附过程.     

温度对煤吸附瓦斯的动力学特性影响实验研究

为进一步揭示煤层瓦斯吸附特性,选择典型矿井煤样进行不同温度(40,50,60,70,80℃)下煤样瓦斯等温吸附实验,采用准一级、准二级、颗粒内扩散以及Elovich等吸附动力学模型分析瓦斯等温吸附规律及机理,进而探讨温度对煤吸附瓦斯动力学特性的影响。研究表明:温度升高,瓦斯吸附量、吸附饱和平衡时间减小;相同温度条件下,吸附速率与时间呈负相关关系;4种吸附动力学模型中,准一级动力学模型拟合效果最好,准二级动力学模型次之,颗粒内扩散模型最差,准一级动力学模型得到的平衡时吸附量与实验结果最为吻合;温度与准一级吸附速率常数k1,准二级吸附速率常数k2,Elovich吸附速率常数β呈正线性相关,与颗粒内扩散速率常数kp,准一级及准二级动力学平衡吸附量Qe1,Qe2均呈负幂函数关系,与Elovich吸附常数α呈负线性关系。温度影响煤体吸附瓦斯分子体系的反应速率,相同条件下,温度升高,瓦斯分子脱附速率增大,煤体瓦斯吸附量减小。     

酒石酸化学改性松针粉对Cr(VI)的吸附性能

本文选用松针粉(PNP)为原料,通过酒石酸化学改性制备出了一种新型生物吸附材料(TA-PNP).考察不同pH值、吸附反应时间和Cr(VI)溶液初始浓度等因素影响下,TA-PNP对Cr(VI)的吸附性能;并建立了动力学模型和等温线模型.实验结果表明:室温条件下,pH=2.0,吸附反应时间是60 min,Cr(VI)初始体积质量为750 mg/L时,TA-PNP对Cr(VI)吸附效果最佳.此外,TA-PNP吸附方式为化学吸附,颗粒内扩散模型表明总吸附反应速率为膜扩散和内扩散两者共同控制.TA-PNP对Cr(VI)的吸附行为符合Langmuir等温吸附模型,其最大吸附量为98.62 mg/g.     

酒石酸化学改性松针粉对Cr(Ⅵ)的吸附性能

本文选用松针粉(PNP)为原料,通过酒石酸化学改性制备出了一种新型生物吸附材料(TA-PNP)。考察不同pH值、吸附反应时间和Cr(Ⅵ)溶液初始浓度等因素影响下,TA-PNP对Cr(Ⅵ)的吸附性能;并建立了动力学模型和等温线模型。实验结果表明:室温条件下,pH=2.0,吸附反应时间是60 min,Cr(Ⅵ)初始体积质量为750 mg/L时,TA-PNP对Cr(Ⅵ)吸附效果最佳。此外,TA-PNP吸附方式为化学吸附,颗粒内扩散模型表明总吸附反应速率为膜扩散和内扩散两者共同控制。TA-PNP对Cr(Ⅵ)的吸附行为符合Langmuir等温吸附模型,其最大吸附量为98.62 mg/g。     

R115/NaX的吸附动力学及其因素显著性分析

为了认识五氟一氯乙烷(R115)在NaX上的吸附动力学机理,以指导R115吸附脱除和催化转化等工业应用,分别利用准一级、准二级和内扩散模型研究R115浓度(指体积分数)和吸附剂粒径对R115吸附的影响.对比Thomas和Yan模型对穿透曲线的适用性,采用二水平三因子实验方法分析R115浓度、吸附剂质量和体积流速对吸附性能影响的显著性和相关性.研究结果显示,吸附过程主要受膜扩散控制;Yan和准一级吸附动力学模型对实验数据拟合度较高;吸附剂质量是最关键因素,显著影响穿透时间、饱和时间、吸附剂处理量和床层利用率;吸附剂质量和体积流速的交互作用对吸附剂处理量影响显著.     

稀土掺杂铁炭复合材料处理含砷废水

针对毒性大、污染严重的含砷废水,采用铁粉和活性炭为原料,加入一定的粘合剂制备铁炭复合材料,然后在复合材料中掺杂二氧化铈(Ce O2)制备了新型铁炭复合材料,研究考察了制备过程中铁炭质量比、二氧化铈质量分数、焙烧温度等3个因素对材料吸附As(Ⅲ)性能的影响,并对吸附过程进行了动力学研究。结果表明,稀土掺杂铁炭复合材料对废水中的As(Ⅲ)具有显著的吸附效果。在铁炭质量比为1∶1、二氧化铈质量分数为3%、焙烧温度为600℃的条件下所制得的稀土掺杂铁炭复合材料对于含As(Ⅲ)浓度为10 mg/L的废水除砷率高达93.39%。动力学研究表明,复合材料对于含As(Ⅲ)浓度为10~30 mg/L的废水具有良好的吸附效果,平衡吸附容量最高可达3.890 mg/g,吸附规律符合Lagergren一级动力学方程和颗粒内扩散模型,吸附过程主要受颗粒内扩散的控制。     

粉末活性炭吸附水中ClO2-的热力学及动力学研究

为探讨水中粉末活性炭(PAC)吸附亚氯酸盐(ClO2-)的速率控制机制,在常规水处理的pH及温度下,通过烧杯搅拌实验对ClO2-在PAC上的等温吸附特性及吸附机理进行研究。用Langmuir和Freundlich模型对吸附等温线进行拟合,考察PAC对ClO2-吸附的性质及热力学行为;用伪一级、伪二级动力学模型以及颗粒内扩散、液膜扩散模型对吸附动力学数据进行分析,探讨该吸附过程的机理及速率控制机制。结果表明:在常规水处理条件下PAC对ClO2-的吸附是自发、吸热的化学吸附过程,适宜吸附的pH为6,吸附的表观活化能约为53 kJ/mol;平衡吸附量随温度和ClO2-初始质量浓度升高而增加,与Langmuir等温吸附模型和伪一级动力学模型相比,吸附等温线更符合Freundlich等温吸附规律,吸附动力学更符合伪二级动力学规律。研究结果表明了化学吸附反应是PAC吸附ClO2-速率的主要控制机制。     

纳米TiO_2对沉积物吸附氨氮的影响及其机制探讨

纳米TiO2在生产使用过程中不可避免地大量进入水环境,并影响到其他传统污染物质(如氨氮)的迁移转化.氨氮在沉积物上的吸附和解吸附是水环境中氮素循环的关键过程之一.本研究测定了受纳米TiO2污染沉积物、常规TiO2污染沉积物和未受TiO2污染沉积物的零电荷点,并通过氨氮吸附热力学和吸附动力学实验,研究了纳米TiO2对沉积物吸附氨氮的影响.得出如下结论:(1)研究中的三组沉积物与NH4+-N之间没有静电吸引力;(2)修改后的Freundlich和修改后的Langmuir模型对氨氮吸附的拟合效果都比较好,且后者拟合度更高;(3)纳米TiO2的添加降低了氨氮的吸附—解吸平衡浓度,减小了沉积物向上覆水中释放氨氮的趋势;(4)抛物线扩散模型能较好地拟合三组沉积物吸附氨氮的动力学过程,结果显示纳米TiO2对沉积物吸附氨氮的动力学特征(快慢)没有影响,但增强了沉积物吸附氨氮的强度.     

红壤土对Sb(Ⅲ)和Sb(Ⅴ)的吸附特征研究

湖南锡矿山地区的采矿活动使当地水土锑污染严重﹒基于此,本文采用吸附等温和吸附动力学实验方法,结合红壤土基本理化性质,阐明了不同浓度、温度、时间、pH值条件下红壤土对Sb(Ⅲ)和Sb(Ⅴ)的吸附特征﹒结果表明：1)随着浓度的增加,红壤土对Sb(Ⅲ)和Sb(Ⅴ)的吸附量先增加后趋于平稳﹒2)Langmuir模型能更好地描述红壤土对Sb(Ⅲ)和Sb(Ⅴ)的吸附,且吸附过程为发生在均匀表面的单层化学吸附﹒3)吸附动力学拟合结果显示,红壤土在高温时吸附效果好,其对Sb(Ⅲ)和Sb(Ⅴ)的吸附反应迅速阶段分别在0～110和0～90min,且二者的吸附效果差异与Sb离子在吸附剂表面电位以及界面扩散有关;其对Sb(Ⅲ)的吸附均能被准一级动力学方程和准二级动力学方程较好地拟合;其对Sb(Ⅲ)的吸附既有物理扩散也有化学吸附,对Sb(Ⅴ)的吸附主要为化学吸附﹒4)pH值增加不利于红壤土对Sb(Ⅲ)和Sb(Ⅴ)的吸附﹒