孔雀石绿在煤质活性炭和桃核活性炭上吸附行为的理论分析

选取由无烟煤和桃核制备的商用活性炭,考察了25～45℃,初始浓度60～200 mg/L下,它们对水溶液中孔雀石绿的吸附时间和平衡吸附量.通过准一级动力学模型、准二级动力学模型和粒子内扩散动力学模型,分析了吸附动力学;通过Langmuir模型和Freundlich模型对吸附平衡进行了研究.结果表明,虽然煤质炭和桃核炭对孔雀石绿的吸附行为不同,但是准二级动力学模型和Langmuir模型均可以拟合实验数据,这说明它们对孔雀石绿的吸附机理是相同的.通过关联孔结构参数,发现活性炭的比表面积是影响吸附性能的关键因素.     

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。     

竹炭对亚甲基蓝的吸附平衡和动力学研究

研究了室温下竹炭对亚甲基蓝的吸附平衡和动力学,考察了亚甲基蓝初始浓度和吸附剂用量的影响。由Langmuir吸附等温模型、Freundlich吸附等温模型对吸附平衡数据进行拟合;动力学由准一级反应方程和准二级反应方程进行拟合。研究结果表明:Freundlich吸附等温线模型(R2=0.99)更为精确地描述了亚甲基蓝在竹炭上的吸附;吸附动力学由二级动力学模型拟合更为准确。对动力学数据进行了计算和讨论。     

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。     

宏孔烧结沸石球对氨氮吸附性能的研究

以一种低成本、作为潜在过滤介质的宏孔烧结沸石球为研究对象,考察了不同条件下所制备的沸石球对氨氮去除的影响,并对其吸附机理进行了研究.结果表明,Langmuir方程较Freundlich方程能更好地拟合沸石球对氨氮的等温吸附过程,说明沸石球对氨氮的吸附过程以化学吸附为主.通过Langmuir吸附等温方程拟合沸石球的最大吸附量为2.847mg/g,实际实验中测得最大吸附量可达3.527mg/g.沸石球对100mL 10mg/L氨氮的最大去除率可达93.86%.准二级反应动力学方程能较好地描述沸石球吸附氨氮的过程.根据颗粒内扩散模型拟合可知,沸石球吸附氨氮的控制步骤主要是颗粒间扩散.     

活化沸石吸附水中氨氮影响因素及动力学研究

采用碱溶液浸泡及高温加热的方法对天然沸石进行活化,通过批实验考察了活化前后沸石对氨氮的吸附性能及影响因素,并进行了吸附动力学分析及脱附研究。结果表明:沸石粒径越小,对氨氮的吸附能力越强;较小粒径沸石(1.5 mm)经低浓度石灰水浸泡、150℃加热活化后,氨氮单位吸附量提高了11.2%和13.2%,但对较大粒径(3 mm)沸石的活化效果不明显;弱酸性条件最有利于沸石对氨氮的吸附。沸石对氨氮的平衡吸附量随着氨氮平衡浓度的增大而增大,Freundlich方程比Langmuir方程更适用于描述氨氮在沸石上的吸附行为;相比假一级动力学模型,假二级动力学模型能够更好地拟合沸石对氨氮的吸附动力学实验数据。在10 mmol/L Ca(OH)2中,氨氮的解吸率是在相同浓度Na Cl溶液中的3.5倍,即利用碱溶液作为沸石的洗脱剂,可大大提高其再生利用率。     

微波辅助氢氧化钠改性沸石及其对Zn~(2+)的吸附

利用微波辅助Na OH对天然沸石进行改性,在单因素实验的基础上对改性条件进行了优化,得出沸石改性的最优实验条件为:Na OH改性液浓度为0.5 mol/L、微波功率480 W、微波辐射时间5 min.探讨改性沸石对Zn2+的吸附行为.结果表明:改性沸石对Zn2+的吸附能力明显增强.在优化实验条件下对质量浓度为50 mg/L的Zn2+的去除率达95.68%.Langmuir吸附模型比Freundlich吸附模型能更好地模拟改性沸石对Zn2+的吸附过程,吸附动力学方程以准二级动力学方程拟合的效果最优.     

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.     

斜发沸石深度处理氨氮废水及其再生

分别用粉末状沸石和颗粒状沸石在静态和动态条件下吸附处理废水中的氨氮,进行沸石吸附氨氮的吸附等温线、吸附动力学、动态吸附及再生实验。结果表明:Freundlich方程和Langmuir方程均能描述沸石对氨氮的吸附行为,但Langmuir方程的拟合相关性优于Freundlich方程;用假二级方程能很好地拟合沸石吸附氨氮的吸附动力学实验数据;在其他实验条件相同的条件下,粒径为0.8~1 mm的沸石去除氨氮效果明显优于粒径为3~5 mm和1~2 mm的沸石,同一粒径的沸石在废水流速为4 m/h时吸附效果最好;当沸石质量为35 g时,以0.9 mol/L NaCl做再生液,再生时间5 h,再生液用量为0.7 L的条件下,沸石经5次再生后仍具有较好的吸附效果。     

α-甲基吡啶修饰的吸附树脂对2-萘酚的吸附行为研究

通过静态和动态吸附法研究了2-萘酚在α-甲基吡啶修饰的大孔聚苯乙烯树脂(Mpy)上的吸附行为,并与Amberlite XAD-4树脂的吸附行为进行比较,探讨了树脂结构和化合物性质对吸附行为的影响.结果表明,Freundlich和Langmuir方程很好地拟合了2-萘酚在Mpy树脂上的吸附行为,2-萘酚在Mpy树脂上的吸附过程存在化学作用,为一级动力学吸附.     

用修正的简化局部密度理论模拟超临界流体系统的吸附特性

清洁能源储存和超临界流体萃取工艺中经常涉及到超临界流体(supercritical fluid,SCF)的吸附现象,然而其理论模型研究并不广泛.局部密度简化(simplified local density,SLD)理论作为工程简化模型,已经成功应用于SCF在活性炭上的吸附.在此介绍了不同学者对SLD模型的状态方程、吸附相体积等方面的改进和发展.SLD模型关联高压过剩吸附量的数据误差较大,已有的研究主要是对状态方程修正.文章采用SLD-ESD方程,通过增加可调参数对吸附相体积修正,计算5种气体在活性炭上的高压吸附数据,结果表明模型能够应用在较宽的压力范围.使用LJ12-6势能模型替代10-4势能模型,关联拟合了超临界流体在活性炭和硅胶上的吸附数据,扩展了SLD理论的应用范围.     

ZSM-5分子筛对水中苯胺吸附的动力学探讨

以ZSM-5分子筛作为吸附剂处理苯胺废水,实测了分子筛用量、吸附时间、溶液pH和温度对苯胺吸附效率的影响,并对其吸附动力学进行探讨。用Langmuir、Freundlich和Dubinin-Radushkevick模型对吸附等温线进行拟合,发现Langmiur、Freundlich吸附等温式能很好描述吸附规律。吸附动力学过程更符合准二级动力学模型。     

颗粒改性活性氧化铝吸附除氟动力学和热力学的研究

通过对硫酸铁改性活性氧化铝颗粒（FMAA）吸附除氟的静态实验研究,得到其吸附动力学和吸附热力学描述,并进一步探讨了吸附机理和速率控制步骤。用拟一阶动力学模型、拟二阶动力学模型、Elovich模型、Boyd模型对吸附动力学实验数据进行拟合,发现所有动力学数据均符合拟二阶动力学模型,且Boyd模型拟合结果支持颗粒内扩散为动力学控制步骤的结论。采用Langmuir、Freundlich和Sips吸附等温线模型对数据进行拟合,结果显示吸附平衡数据与Sips模型相关性好,且Sips常数γ=0.712,说明FMAA上的氟离子是不均一的单层吸附。由范特霍夫方程求得吸附焓变ΔH⁰=30.39 kJ/mol,且动力学实验数据与Elovich方程相关性好,说明FMAA对氟离子的吸附主要为化学吸附。     

活性炭对CO和CO2的吸附行为研究

采用重量吸附法,研究了空白活性炭A、经有机胺改性的活性炭C和经氢氧化钾与有机胺混合溶液改性得到的活性炭D在绝对温度303,313,323K下分别对单组分气体CO和CO2气体的等温吸附行为。等温吸附模型优选的结果表明:Freundlich方程是描述活性炭吸附CO气体的最佳模型方程;而Langmuir方程、D-R方程可以较好地模拟活性炭样品A在303,313,323 K下对CO2的等温吸附,Freundlich方程则能较好地模拟样品C和D在313 K下的等温吸附。CO和CO2在活性炭A上的等量吸附热均随吸附量的增加而降低。相同吸附压力下,CO2的吸附量高于CO。改性活性炭C和D上CO2的吸附量明显高于空白活性炭A;而活性炭的比表面积和微孔容积与吸附量的变化没有直接相关性。     

Equilibrium,Kinetics and Thermodynamics of the Adsorption of Methylene Blue onto a Metal-Organic Frameworks Material,Copper Coordination Polymer with Dithiooxamide

The equilibrium, kinetics and thermodynamics of the adsorption of methylene blue （MB） from aqueous solution onto copper coordination polymer with dithiooxamide （H2dtoaCu） , one of the metal-organic frameworks （MOFs）, were investigated in a batch adsorption system as a function of initial pH, adsorbent concentration, contact time, initial dye concentration, and temperature. The Langmnir, Freundlich, and Dubinin- Radushkevich （D-R） isotherm models were used for modeling the adsorption equilibrium. It was found that Langmuir model yielded a much better fit than the Freundlich model under different temperatures. The maximum monolayer adsorption capacities of MB were 192.98, 229.86, and 297.38 mg/g at 298, 308, and 318 K, respectively. The calculated mean adsorption energy （8.26- 11.04 kJ/mol） using D-R model indicated that the adsorption process might take place by chemical adsorption mechanism. Otherwise, the kinetic studies revealed that the adsorption process could be well explained by pseudo-second-order rate kinetics and intraparticle diffusion was not the rate-limiting step. Thermodynamic studies indicated that this system was feasible, spontaneous, and endothermic process. Based on these studies, H2dtoaCu can be considered as a potential adsorbent for the removal of MB from aqueous solution.     

考虑超临界高压吸附方程的页岩气传质输运模型

目前页岩气渗流方程中常用Langmuir模型来描述吸附项对流动的影响,但在储层条件下Langmuir模型不足以描述页岩气的超临界高压吸附特征,因此需要探索建立考虑超临界高压吸附模型的页岩气渗流方程。首先本文根据统计热力学基本原理并结合相应假设建立了超临界高压吸附模型,然后根据渗流理论建立了考虑超临界高压吸附模型的页岩气渗流模型,并与考虑Langmuir模型的渗流方程进行了对比。研究表明:与Langmuir模型相比新吸附模型更能准确的描述页岩的超临界高压等温吸附曲线;新渗流方程拟合页岩气流动实验结果的精度更高,更利于描述吸附解吸对流动的影响;认为吸附解吸作用对中期日产气量的影响较大。     

大肠杆菌JM109对废水中铀(Ⅵ)的吸附实验研究

利用大肠杆菌JM109去除含铀废水,研究了在pH值、温度、吸附时间、铀离子的初始浓度、菌体浓度等,耐辐射奇球菌对铀的吸附效果.吸附试验结果表明耐辐射奇球菌有较高的吸附铀的能力,其中对低浓度的含铀废水处理潜力较大.当pH值为4.5时吸附效果最好,投加菌体浓度最佳为0.1 g/L,大约50 min左右达到吸附平衡,吸附量最高达到693.8 mg/g.吸附热力学研究其更符合Freundlich等温模型,吸附过程符合准二级动力学模型.     

NDA-100树脂对苯酚的吸附性能与数学模拟

研究了超高交联吸附树脂NDA-100对水中苯酚的吸附性能，试验结果表明NDA-100对苯酚具有良好的吸附特性，吸附等温线符合Langmuir和Freundlich等温吸附方程，吸附为放热的物理吸附过程．采用理论数学模型对NDA-100树脂固定床吸附水杨酸生产废水过程中苯酚质量浓度的变化情况进行模拟．结果表明，该数学模型能很好地用来对固定床吸附穿透曲线进行模拟．该固定床吸附数学模型的建立为预测NDA-100树脂固定床吸附水杨酸废水中苯酚达到安全泄漏点的时间以及树脂固定床吸附容量提供了一个方便可靠的方法．     

新型深海中温菌Wangia profunda（SM-A87）胞外多糖对对硝基苯胺的吸附研究

采用深海中温菌Wangia profunda（SM-A87）的胞外多糖对对硝基苯胺进行吸附试验。分别用热分析仪、FTIR和Zeta电位仪对胞外多糖进行表征分析,并研究了吸附时间、胞外多糖用量、pH和温度等方面对其吸附规律的影响。结果表明：胞外多糖可有效去除水中的对硝基苯胺。20℃时,0．1g／L的SM-A87胞外多糖吸附处理50mL初始浓度为15mg／L的对硝基苯胺水样120min后,对硝基苯胺的最大吸附率可达91％;Langmuir、Freundlich、Redlich-Peterson等温方程和准二级动力学方程均能较好地描述SM—A87胞外多糖吸附对硝基苯胺的热力学及动力学过程,由Langmuir方程得到SM—A87胞外多糖对对硝基苯胺的最大吸附量为769．2mg／g（30℃）。