CTAB改变油湿性砂岩表面润湿性机理的研究

利用红外、原子力显微镜(AFM)、Zeta电位测定、接触角测定及岩心自发渗吸实验等手段研究了阳离子型表面活性剂CTAB(十六烷基三甲基溴化铵)改变油湿性砂岩表面润湿性的机理。结果表明:CTAB改变油湿性砂岩表面润湿性的性能优异。由于静电引力作用,CTAB正电性离子头基与吸附在砂岩表面的原油当中的羧酸基团形成离子对,当CTAB的浓度超过临界胶束浓度(CMC)时,形成的离子对就会从砂岩表面解吸附并增溶于CTAB形成的胶束当中,从而露出干净的水湿表面,砂岩表面因此实现润湿反转。     

阳离子/非离子复合表面活性剂改变油湿性砂岩表面润湿性机制

通过表面张力、接触角及Zeta电位测量首次研究并提出阳离子/非离子复合表面活性剂十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)/辛基苯聚氧乙烯醚(TX-100)改变油湿性砂岩表面润湿性的吸附模型及机制。结果表明:阳离子/非离子复合表面活性剂CTAB/TX-100改变油湿性砂岩表面润湿性的效果比单一阳离子表面活性剂CTAB及非离子表面活性剂TX-100的效果更显著;CTAB与TX-100间存在良好的协同效应,CTAB分子预先吸附在油湿性砂岩表面充当锚粒子,TX-100分子通过疏水作用与其形成聚集体,从而提高了TX-100及CTAB在油湿性砂岩表面的吸附量;TX-100的存在也提高了CTAB与油湿性砂岩表面羧酸类物质形成离子对的能力,并使离子对的解吸附能力增强,因此改变油湿性砂岩表面润湿性的效果更显著。     

金属胶束催化:单核配合物催化α-吡啶甲酸对硝基苯酚酯水解反应动力学

实验合成了单核配合物4-氯-2，6-二(N-羟已基氨基甲基)苯酚合铜，研究了不同pH条件下在不同的3种表面活性剂(CTAB，LSS，Brij35)所生成的胶束溶液中催化PNPP水解的动力学．结果表明，阳离子表面活性剂(CTAB)加快了PNPP的水解，两性离子表面活性剂(LSS)对反应先催化后抑制，而非离子表面活性剂(Brij35)则抑制了反应的进行．用三元复合物模型进行动力学处理，得到了相关的热力学和动力学参数．     

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.     

长三角土壤对结晶紫的吸附研究

土壤或底泥对水体有机污染物的吸附是其重要的环境过程.选取了长三角代表性土壤进行了三苯甲烷类染料结晶紫(CV)的吸附实验,研究了初始pH、离子强度、天然有机质(NOM)、温度和搅动强度对土壤吸附结晶紫的影响.结果表明,随着pH增加,染料吸附量增加.离子强度对结晶紫吸附过程有一定的影响,而Ca~(2+)的竞争较强,对CV吸附的影响较大.NOM和土壤对染料阳离子的竞争导致了吸附量的降低,可能是NOM与CV发生螯合或络合反应.结晶紫在土壤上吸附的假二级动力学模型的相关系数(R~2=0.991)高于假一级动力学模型(R~2=0.977).土壤对结晶紫的吸附更符合Langmuir等温线(R~2=0.999).单层吸附容量qm为58.8mg·g~(-1)(25℃),吸附过程单层吸附比多层吸附更加重要.热动力学参数ΔG~0数值为负确定了吸附过程的自发性.     

渗透膜包裹膨润土吸附剂吸附苯酚

用阳离子表面活性剂十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)改性天然膨润土,得到有机改性的膨润土.有机改性膨润土是一种粒径很细的粉末,由于产生难于分离的活性淤泥,很难应用于含酚废水的工业化处理.为了获得能够应用于固定床吸附的膨润土吸附剂,将粉末状有机改性膨润土加入渗透膜聚合物溶液中,渗透膜聚合物在有机改性膨润土表面形成一种能够让苯酚分子通过的渗透膜,得到新型球状膨润土颗粒吸附剂.研究了新型吸附剂吸附苯酚的动力学行为,结果表明其吸附动力学行为符合准二级动力学速率方程.采用间歇吸附实验获得了新型吸附剂吸附苯酚的等温线.结果表明,吸附等温线很好的符合兰缪尔模型和佛兰德利希模型.这种新型吸附剂对于苯酚具有很高的吸附容量,其最大吸附容量为32 mg g-1,与天然膨润土相比,这种球状膨润土吸附剂对苯酚的吸附非常好.结果表明这种球状膨润土吸附对于含酚工业废水来说是一种优良的吸附剂.     

铀在高岭土上的吸附动力学及热力学研究

采用静态法研究了铀(U(Ⅵ))在高岭土上的吸附特性,探讨了pH、离子强度、接触时间、温度、腐殖酸等对U(Ⅵ)在高岭土上吸附的影响.以宏观吸附实验为基础,对高岭土进行X线衍射(XRD)和扫描电镜(SEM)表征,并讨论了铀(U(Ⅵ))在高岭土上的吸附动力学及热力学行为.结果说明,准二级动力学模型可以用来描述铀在高岭土上的吸附.通过对溶液pH值和离子强度因素的研究,溶液pH值对铀的吸附影响比离子强度对铀的吸附影响更大.在较低pH值下,腐殖酸对吸附有加强的作用;在较高pH值下,腐殖酸对吸附有抑制作用.Freundlich模型可较好地描述高岭土对U(Ⅵ)的吸附过程.高岭土对U(Ⅵ)的吸附为自发且吸热的过程,主要是表面单分子层吸附.     

微细Sb_20_3粉体对十六烷基三甲基溴化铵的吸附研究

对阳离子表面活性剂十六烷基三甲基溴化铵 ( CTAB)在微细 Sb2 O3粉体表面上的吸附进行了研究 ,结果表明 CTAB在 Sb2 O3表面吸附量较大 ,吸附等温线属 S型 ,CTAB以二至三个分子缔合的形式吸附于Sb2 O3表面 .吸附 CTAB后的 Sb2 O3颗粒表面带正电 ,ζ电位达 58.2 mv,体系分散性好 ,稳定性高 .     

表面活性剂胶束对Belousov-Zhabotinsky振荡反应的影响

采用我们自己开发设计的无纸记录仪器,从铈离子催化的经典B-Z振荡反应出发,探讨了三种不同类型的表面活性剂即阳离子表面活性剂CTAB,非离子表面活性剂Brij35和阴离子表面活性剂SDS对其振荡行为的影响. 实验结果表明：当表面活性剂浓度大于其在该溶液中的临界胶束浓度时,都会对振荡反应造成一定的影响,不同的表面活性剂其影响程度的大小和趋势也有所不同.     

液隔电极式压电传感器研究阳离子表面活性剂在石英表面的吸附

在液隔电极式压电传感器(ESPS)的构造中,石英表面与溶液直接接触,而石英表面在pH>2溶液的溶液中带负电荷,因此可以吸附阳离子型表面活性剂分子.本文以ESPS方法实时监测表面活性剂十六烷基二苯基溴化铵在石英晶体表面的吸附过程.本方法原理为ESPS的振荡频率随表面活性剂吸附质量的增加线性的下降.本文还讨论了石英晶体的表面粗糙度、离子强度及对pH对吸附密度的影响.     

矿物-腐殖酸复合体对菲的吸附研究

摘要：选用高岭土、蒙脱土、针铁矿为代表性矿物,腐殖酸（HA）为代表性有机质,制备了矿物-HA复合体,通过FTIR、XRD、DSC等表征手段分析HA与矿物复合前后的形态结构的变化,并研究不同溶液化学条件下HA与矿物复合前后对菲吸附规律. 结果表明：与矿物复合后HA的玻璃态转变温度Tg由64.6℃变为32.6（高岭土-HA）、51.5（针铁矿-HA）、16.5、77.7℃（蒙脱土-HA）,体现了HA的结构及致密程度发生了改变. 矿物-HA复合体对菲吸附的Koc值比未复合的HA减小50%左右,线性程度有所增强. 相对于Ca2+而言,Na+的存更有利于HA及其复合体对菲的吸附. 离子强度对菲在不同矿物-HA复合体上吸附的影响并不完全一致;较低的pH 4有利于菲在各种矿物-有机质复合体上的吸附,此时,蒙脱土-HA复合体对菲的吸附亲和力最大. 研究为阐明HOCs在土壤/沉积物中的迁移转化规律具有重要的意义.     

MWNTs/TiO2对1,2,3-三氯苯的吸附与光降解协同作用研究

以典型氯苯类有机化合物1,2,3-三氯苯(1,2,3-TCB)为目标去除物,研究复合光催化剂MWNTs/TiO2(多壁碳纳米管负载二氧化钛)对其吸附与光催化降解协同作用.结果表明,在不同温度、pH值、复合光催化剂投加量、紫外光光强等影响因素作用条件下,MWNTs对1,2,3-TCB的吸附去除率与纳米TiO2对1,2,3-TCB的光催化降解去除率的叠加理论计算值曲线均在MWNTs/TiO2对1,2,3-TCB吸附与光催化降解共同作用曲线的下方,充分体现了MWNTs/TiO2对1,2,3-TCB的吸附与光降解初始阶段的协同作用.溶液中温度或pH值降低,有利于复合光催化剂对1,2,3-TCB的去除;复合光催化剂投加量增多或紫外光光强增大将提高复合光催化剂对1,2,3-TCB的去除率.     

估算多种类有机物有机碳-水分配系数的线性自由能模型

准确估算有机污染物的有机碳-水分配系数(Koc)对评价其环境归宿具有重要意义。广泛收集了文献中烷烃、醇类、胺类、苯酚类、卤代苯、多环芳烃及农药等十多类有机化合物(共214种)的实测lgKoc数据与分子结构参数(E、S、A、B、V),将数据集随机分为建模组与验证组。对建模组171种化合物采用多元线性回归方法建立了估算lgKoc的线性自由能模型(LFER)。模型的内部检验结果表明:预测值与实测值残差呈正态分布,留多法交叉验证相关系数为0.95,均方根误差为0.29,模型的显著性和稳定性较好。利用验证组43种化合物对模型进行外部验证,验证组化合物的实测值与预测值标准误差为0.26,证实了模型预测的准确性。最后,基于LFER模型,从分子间作用力的角度分析了有机物的吸附机理。空穴作用和色散作用是疏水性化合物被吸附的主要驱动力,空穴作用和氢键作用在极性化合物分配中起主要作用。     

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.     

催化降解水中有机污染物生成CO2的测定

设计了一套简易的装置和改进的方法来检测催化降解有机污染物过程中最终矿化所产生二氧化碳的量.利用四氮杂卟啉铁(FePz(dtn)4)负载在离子交换树脂上来活化分子氧降解了水中难降解的有机污染物--对硝基苯甲酸(NBA).采用饱和的氢氧化钡溶液来吸收有机物降解反应中所产生的二氧化碳,同时用沉淀分离滴定法来测定生成二氧化碳的量,即可计算出有机污染物降解的矿化率,其方法误差为4.2%.实验表明:在可见光光照7h后,对硝基苯甲酸碱性溶液中的矿化率可达到11.3%.     

MWNTs/掺溴聚苯胺复合材料导电性能研究

用化学氧化法和溴蒸气掺杂合成掺溴聚苯胺,通过机械共混制备MWNTs/PANI和MWNTs/掺溴PANI复合材料.复合材料表现出良好的导电性能,电导率达5～10 S·m~(-1),接近纯MWNTs的电导率.采用红外光谱、热重分析、紫外可见光谱、X射线粉末衍射和X射线光电子能谱研究MWNTs/掺溴PANI复合材料的导电性能和导电机理.研究表明,MWNTs和被掺杂的掺溴PANI通过π-π和p-π共轭作用形成电子转移复合物,组成了一个个独立导电单元,在复合材料的导电体系中起主要作用,随着导电单元数量增加至相互接触,形成导电网络,复合材料的电导率达到最大值.     

预氯化/粉末活性炭、高锰酸盐预氧化处理高藻水

以受污染湖水为研究对象,通过小试和生产试验,考察了预氯化/粉末活性炭（Cl2/PAC）与高锰酸盐复合剂（PPC）预氧化对水中有机污染物,藻类以及由其引起的臭、味的去除效能.通过色质联机分析,探讨了2种工艺的除污染特性.结果表明,由于PPC兼具氧化,吸附和架桥作用,PPC预氧化能够显著的提高对有机物,藻类及臭味的去除效率,处理效果明显优于Cl2/PAC工艺.     

程序升温还原和定温吸附法研究负载钯催化剂中的金属—载体强相互作用

以不同载体的钯催化剂来研究金属——载体之间的强相互作用(SMSI)。利用程序升温还原法(TPR)和定温吸附(TRS)相结合的技术来研究这些催化剂的还原情况和对氢的吸附情况。发现钯在低于200℃时就被还原。在较高温度下氢从Pd到载体有溢流,高温氢处理也会导致SMSI和熔结现象。这些溢流、熔结和SMSI的程度决定于载体。而SMSI也抑制着Pd对氢的大量吸附。在相同还原条件下,负载Pd催化剂有下列熔结趋势:Pd/C>Pd>TiO_2>Pd/Al_2O_3>Pd/SiO_2。     

对硝基苯胺在表面活性剂改性黄土中的吸附行为

研究了用阳离子表面活性剂改性的黄土对水中对硝基苯胺的吸附行为以及2，4-二氯苯酚对对硝基苯胺吸附行为的影响。结果表明，天然黄土和改性黄土对对硝基苯胺的等温吸附曲线均符合Freundlich方程，改性后的黄土对对硝基苯胺吸附能力明显强于天然黄土，改性黄土的吸附能力主要取决于阳离子表面活性剂的加入量；2，4-二氯苯酚与对硝基苯胺存在竞争吸附；2，4-二氯苯酚的非离子形态对对硝基苯胺在改性黄土上的吸附量的影响大于它的离子形态；对硝基苯胺在阳离子表面活性剂改性后的黄土上的吸附行为符合双模式吸附理论。     

憎水有机物在土壤有机质中的吸附

针对憎水有机物在土壤有机质的非线性吸附行为还不完全清楚的状况,通过研究菲、萘和二甲苯等有机化合物在土壤,以及从其中分离出来的腐殖质、腐殖酸和碱提取后的土壤的吸附行为进行研究,讨论非线性吸附的机制.吸附等温线的非线性程度按如下顺序变化腐殖酸＜土壤＜腐殖质＜碱提出土.脂肪碳富集的腐殖质的等温吸附行为表现出很强的吸附亲和性含量以及高的非线性.文章最后采用了无定型脂肪碳的固结概念模式来解释这些吸附行为.