聚硫醚纤维素吸附阳离子染料的动力学与热力学

脱脂棉在碱存在下与环硫氯丙烷发生醚化反应,合成了一种环境功能材料--聚硫醚纤维素（PTCC）。 考察了溶液酸度对吸附容量的影响并研究了PTCC对3种阳离子染料的吸附动力学与热力学。 研究结果表明,中性介质较有利于吸附的进行;298 K、pH=7.0时,静态吸附2 h后,吸附趋于平衡,PTCC对碱性艳蓝B、碱性艳蓝R和夜蓝的饱和吸附量分别为726、652和320 mg/g;PTCC对阳离子染料的吸附过程符合Lagergren二级吸附动力学方程,吸附速率常数k2随着温度的降低而升高,低温有利于吸附反应的进行;吸附过程ΔG、ΔH和ΔS均为负值,表明该吸附是自发的放热过程,主要是通过范德华力实现的。 吸附过程的吸附等温模型符合Langmuir等温式,可以用单分子层吸附理论加以解释。     

立方体纳米Cu2O吸附热力学及动力学的粒度效应研究

采用不同粒径的单一(100)晶面的立方体纳米Cu₂O作为模型材料, 研究了粒径和温度对其吸附动力学和吸附热力学性质的影响规律. 基于已建立的纳米材料吸附热力学和动力学理论, 推导出了单一(100)晶面立方体纳米Cu₂O材料的吸附热力学和吸附动力学性质与粒径之间的关系式. 实验结果与理论预测结果一致: 随着纳米Cu₂O粒径的减小, 吸附速率常数增大而吸附活化能和吸附指前因子减小; 标准摩尔吸附Gibbs自由能 Δ_a $G^{\rlap{-}0}_{m}$减小而标准吸附平衡常数ln $K^{\rlap{-}0}$、 标准摩尔吸附焓 Δ_a $H^{\rlap{-}0}_{m}$和标准摩尔吸附熵 Δ_a$S^{\rlap{-}0}_{m}$均增大, 且以上参数均与粒度的倒数具有较好的线性关系.     

介孔TiO2对溶菌酶吸附的动力学和热力学

773.15 K下焙烧二钛酸(H₂Ti₂0₅)制备了介孔结构TiO₂。采用比表面分析仪(BET)、扫描电镜(SEM)、拉曼(Raman)光谱和X射线衍射(XRD)仪进行表征研究了介孔TiO₂对溶菌酶的吸附行为和机理。结果表明,该吸附过程较好地满足Langmuir吸附模型;随着溶液pH值的增高,溶菌酶在介孔TiO₂上的吸附量先增大后减小。在pH = 7.2时,达到最大吸附容量72.5 mg·g^-1。该介孔TiO₂对溶菌酶具有良好的吸附稳定性,经过5次循环后吸附的溶菌酶残余量仍有81.6%。动力学研究表明,介孔TiO₂与溶菌酶间的吸附满足准二级动力学模型,吸附传质过程由膜扩散和粒内扩散共同影响与控制。对热力学参数的计算发现,该过程ΔG⁰ < 0, ΔH⁰ > 0, ΔS⁰ > 0,表明介孔TiO₂对溶菌酶的吸附是一个自发的、吸热的熵增过程。     

有机膨润土结构对吡虫啉吸附热力学和动力学的影响机理

为深入了解有机膨润土结构对农药吸附性能的影响机理,论文制备十六烷基三甲基氯化铵(HTMA)载量系列变化的有机膨润土,通过吸附热力学和动力学研究了新烟碱杀虫剂吡虫啉与改性有机膨润土的相互作用和影响农药分子在有机膨润土层间扩散的结构因素。结果显示,季铵盐改性削弱了膨润土片层与吡虫啉的静电结合,但是增强与吡虫啉的疏水相互作用。吡虫啉吸附动力学与有机膨润土层间结构密切相关,低载量(<0.8′CEC)的HTMA对膨润土层间距的影响很小,但是层间堆积密度的增加导致吡虫啉吸附速率常数急剧下降。HTMA载量的进一步增加导致其层间排列方式由单层平铺向双层平铺的转变,层间距急剧增加使得吡虫啉吸附速率常数略有增大。     

油页岩飞灰对重金属离子的吸附动力学及热力学

采用批式振荡吸附法研究了燃油页岩电厂循环流化床锅炉飞灰对重金属离子Pb²+、Cu²+、Zn²+、Cd²+的吸附动力学及吸附热力学特性,并提出了吸附机理。结果表明,油页岩飞灰对Pb²+、Cu²+、Zn²+、Cd²+的吸附平衡数据符合Langmuir和Freundlich吸附等温方程,但Freundlich方程能够更好地描述吸附等温线。在油页岩飞灰对重金属离子吸附的初始阶段,拉格朗日准一级动力学方程、准二级动力学方程、Elovich方程、粒子内扩散模型均能很好地反映吸附模式,而整个吸附过程则遵循二级反应动力学方程,其吸附过程是液膜扩散和粒子内扩散共同作用的结果。油页岩飞灰对Pb²+、Cu²+、Zn²+、Cd²+的吸附是吸热反应。     

球形纤维素吸附剂对Cu~(2+)的吸附动力学与热力学研究

以离子液体([Bmim]Cl)为反应介质,丙烯酸为单体,对纤维素进行均相接枝共聚,并采用油包水反相悬浮技术制得球形纤维素吸附剂。采用静态吸附实验方法研究了该吸附剂对水溶液中Cu2+的吸附性能,包括各种因素(溶液pH值,溶液初始浓度,吸附时间,吸附温度)对吸附效果的影响。研究结果表明,适当提高溶液pH值,增加溶液初始浓度,以及延长吸附时间都有利于改善吸附效果;球形纤维素吸附剂对Cu2+的吸附符合Langmuir吸附等温式,吸附过程是自发的放热过程;吸附剂对Cu2+的吸附符合二级吸附动力学模型,吸附过程由膜扩散和颗粒内扩散联合控制。球形纤维素吸附剂对Cu2+的具有很好的吸附性并具有良好的再生性能,可以循环使用。     

邻-氨基酚修饰吸附树脂对2-氨基吡啶的静态吸附热力学及动力学特征

合成了两种邻-氨基酚修饰超高交联吸附树脂(MOAR-1、MOAR-2),并用该树脂对水溶液中2-氨基吡啶的静态吸附热力学和动力学特征进行研究。热力学研究结果表明,Freundlich吸附等温方程能够对静态吸附等温线进行很好地拟合。吸附焓变ΔH<0,其绝对值小于60kJ/mol,表明以物理吸附为主以及该吸附剂容易脱附的特征;ΔG<0,说明吸附是自发行为;ΔS<0,表明吸附质分子在树脂表面上的运动受到了限制。两种树脂对2-氨基吡啶的吸附量随着温度的升高而降低,适当降低温度有利于吸附。动力学研究的结果表明:吸附符合一级动力学方程,吸附速率随温度升高而增大。表观活化能Ea<4.0kJ/mol,说明吸附较容易进行。     

介孔碳CMK-3对苯酚的吸附动力学和热力学研究

研究了介孔碳CMK-3对苯酚的吸附性能, 与传统商用活性碳(CAC)进行了比较, 结果表明, CMK-3比CAC的吸附量大、吸附速率快、达到平衡时间短, 是一种较好的吸附剂. 同时探讨了介孔碳CMK-3对苯酚的吸附热力学和动力学特征. CMK-3对苯酚的吸附行为可用Langmuir和Freundlich等温式进行描述, 相关性都较好, 但更符合Freundlich经验公式. 分别采用模拟一阶反应和二阶反应模型考察了吸附动力学, 并计算了这些动力学模型的速率常数. 模拟二级反应模型和实验数据之间有较好的相关性. 分别计算了热力学参数ΔG0, ΔS0和ΔH0, 结果表明, CMK-3对苯酚的吸附过程是吸热和自发的.     

离子交换树脂吸附胞嘧啶核苷三磷酸的动力学和热力学研究

根据CTP在离子交换树脂上的吸附容量和分离因数的大小,确定Duolite A-30树脂适合CTP与CDP及CMP之间的分离.CTP在Duolite A-30树脂上的吸附动力学和热力学研究表明,在283.15～303.15K之间,CTP的质量浓度在7.5g/L以上时,Duolite A-30树脂对CTP的吸附主要受颗粒扩散的控制,其有效扩散系数为D=3.47×10-7cm2/s,溶液的质量浓度≤1.0g/L时,CTP与Duolitc A-30树脂之间的交换速率主要受液膜控制,其液膜扩散系数为Kf=4.112×10-4/s.热力学参数Eα=9.008kJ/mol,△H=5.17kJ/mol·K,△S283.15K=80.28J/mol·K.     

X-5大孔树脂吸附熊果酸的动力学与热力学特性研究

研究了熊果酸在X-5树脂上吸附的动力学和热力学特性,从物理化学的角度探讨了树脂吸附天然产物的机理。动力学结果表明,在pH=6.36时,熊果酸在X-5树脂上吸附量最大,吸附量为0.1016mmol/g。热力学结果表明,不同温度下熊果酸在X-5树脂上的等温吸附符合Langmuir方程和Freundlich方程,吸附热焓变?Hm=58.77kJ/mol,熵变?Sm=0.23kJ/mol·K,吉布斯自由能?Gm随温度升高向负方向增加。以上热力学参数表明,熊果酸在X-5树脂上的吸附属于自发的物理吸附过程,且在X-5大孔树脂吸附熊果酸过程中,液固界面间增加了随机性吸附。     

阴离子型有机化合物在LDHs上的动力学和热力学研究

考察了水滑石焙烧产物MgAl-LDO吸附3种阴离子染料Acid Red 88(AR88)、Acid Orange 3(AO3)、Acid Violet 90(AV90)过程中的热力学和动力学机理,并在不同温度下探究该吸附过程的热力学参数。实验结果表明:MgAl-LDO对染料阴离子的吸附过程复合Langmuir吸附等温模型,且为自发、放热的过程。3种染料在MgAl-LDO上的吸附过程均符合准二级反应动力学模型,且该吸附过程是由MgAl-LDO与阴离子染料之间的反应速率控制而不是两者之间的扩散作用。计算所得的吉布斯自由能绝对值在7~15 kJ·mol-1,这主要是由染料阴离子与MgAl-LDHs层板的氢键作用产生,结合Materials Studio 5.5软件模拟染料分子在MgAl-LDHs上的排列分布,推测MgAl-LDO对阴离子染料的吸附机理是表面吸附(占优势)与层间插层的协同作用。     

阴离子型有机化合物在LDHs上的动力学和热力学研究

本文考察水滑石焙烧产物MgAl-LDO吸附3种阴离子染料AcidRed88（AR88）、AcidOrange 3（AO3）、AcidViolet90（AV90）过程中的热力学和动力学机理,并在不同温度下探究该吸附过程的热力学参数。实验结果表明：MgAl-LDO对染料阴离子的吸附过程复合Langmuir吸附等温模型,且为自发、放热的过程。3种染料在MgAl-LDO上的吸附过程均符合准二级反应动力学模型,且该吸附过程是由MgAl-LDO与阴离子染料之间的反应速率控制而不是两者之间的扩散作用。计算所得的吉布斯自由能绝对值在7~15kJ·mol^-1,这主要是由染料阴离子与MgAl-LDHs层板的氢键作用产生,结合MaterialsStudio 5.5软件模拟染料分子在MgAl-LDHs上的排列分布,推测MgAl-LDO对阴离子染料的吸附机理是表面吸附（占优势）与层间插层的协同作用。     

煤气化废渣基活性炭吸附对二甲苯动力学与热力学研究

本文以固体废弃物煤气化废渣(CGR)为原料,采用两阶段酸处理与CO_2活化制得煤气化废渣基活性炭(CGR-AC)。选用CGR-AC为吸附剂,系统考察了模拟精对苯二甲酸(PTA)精制工艺产生的含对二甲苯(PX)废水在不同温度下的吸附过程。结果表明,CGR-AC吸附PX的过程在热力学上符合Freundlich方程,且ΔH0,ΔG0,是一个自发的、吸热的物理吸附过程;在动力学上符合准二阶动力学模型,说明该吸附过程可能存在吸附剂与吸附质之间的电子共享与交换。     

苦味酸在聚酰胺树脂上的吸附热力学及动力学

在静态下,考察了温度对聚酰胺树脂吸附水溶液中苦味酸的影响,探讨了吸附的热力学、动力学规律.结果表明:温度对吸附的影响较小,等温吸附规律可用Freundlich或Langmuir方程表示;吸附过程为熵驱动的吸热、熵增的自发过程;属物理吸附范畴;吸附动力学规律可用q=aeb/t吸附速率方程表示,属颗粒内扩散控制.     

巯基功能化膨润土吸附Pb2+的动力学和热力学研究

研究了自制巯基功能化膨润土(TFB)对Pb2+的吸附行为,考察了溶液的pH值、离子强度、吸附时间和温度对吸附平衡的影响,并对吸附过程进行了动力学与热力学研究.结果表明,常温下,吸附时间为60min、0.1mol/L的KNO3、pH=6.0、5.0g/L TFB对200mg/L的Pb2+的吸附率达到85.4％以上,TFB对Pb2+的吸附动力学符合准二级动力学方程;TFB对Pb2+的吸附热力学符合Langmuir等温线方程和Dubinin-Radushkevich (D-R)等温线方程,表明吸附主要发生在TFB表面的活性区域,属于单分子层吸附,其吸附平均活化能E在8-16kJ/mol范围内,表明该吸附过程为化学吸附,不同温度下的吸附热力学的吉布斯自由能以及熵变和焓变表明该吸附过程为自发放热反应.     

纳米TiO_2对去除水溶液中硒的吸附性能研究

研究了纳米TiO_2对Se(Ⅳ)的吸附行为,考察了不同吸附材料、吸附剂用量、溶液pH、吸附时间、温度等因素对吸附作用的影响.结果表明,纳米TiO_2对Se(Ⅳ)的吸附在3min基本达到平衡;pH为5.0时,Se(Ⅳ)可被纳米TiO_2定量吸附,吸附率接近97%;吸附过程符合二级动力学模式,吸附等温线数据能较好的用Lamgmuir和D-R等温模式描述,吸附热力学参数△H_θ.和△G~θ为负值,说明该吸附过程为自发的放热过程.     

大孔树脂对蜘蛛香总酚酸的吸附热力学和动力学研究

通过静态吸附实验,研究大孔吸附树脂对蜘蛛香总酚酸的吸附热力学和动力学特征。结果表明,AB-8树脂对蜘蛛香总酚酸的吸附率和解吸率均为最高;吸附等温线符合Langmuir模型;热力学参数ΔG<0、ΔH<0、ΔS<0,说明其吸附过程为自发、熵减、放热的物理吸附;准二级动力学方程可描述其吸附动力学特征;吸附速率受薄膜扩散和颗粒内扩散的影响,其中薄膜扩散为主要的速率控制步骤。     

硫辛酸在三种不同树脂上的吸附热力学和动力学研究

通过静态吸附实验,研究了大孔交联聚苯乙烯树脂(XAD-4)、氧修饰超高交联聚苯乙烯树脂(NDA-100)和胺基修饰超高交联聚苯乙烯树脂(ND-90)对乙醇．水溶液中硫辛酸的吸附热力学及动力学特性,结果表明：硫辛酸在XAD-4树脂上是单层吸附,符合Langmuir等温吸附方程,吸附过程符合准一级动力学吸附方程。硫辛酸在NDA-100和ND-90树脂上的吸附也符合Langmuir等温吸附方程,但并不只是单层吸附,同时兼有毛细管凝聚和微孔填充作用,吸附过程可分为大孔和中孔区的吸附以及微孔区的吸附两个阶段,两个阶段都符合准一级动力学吸附方程。     

大孔吸附树脂对湖南黑茶茶多酚的吸附热力学和动力学研究

以湖南黑茶为原料,采用超声法提取湖南黑茶中茶多酚,后通过静态吸附和解吸实验,对5种大孔吸附树脂进行筛选,研究大孔吸附树脂对湖南黑茶茶多酚的吸附热力学和动力学。结果表明,大孔吸附树脂D-101对湖南黑茶茶多酚有较大的吸附量、较强的解吸能力。大孔吸附树脂D-101对黑茶茶多酚的吸附符合Freundlich等温吸附方程;且ΔH0、ΔG0、ΔS0,表明黑茶茶多酚在大孔吸附树脂D-101上的吸附属于可自发进行的物理吸附,吸附过程为放热、熵减过程。吸附动力学研究结果表明,准二级动力学方程的计算值与实验值吻合较好,适合描述大孔吸附树脂D-101对黑茶茶多酚的吸附过程。     

HPD-100树脂吸附小檗碱的热力学及动力学研究

研究了小檗碱在HPD-100树脂上的吸附热力学和动力学行为。考察了小檗碱在HPD-100树脂上的吸附等温曲线和吸附动力学曲线,确定了吸附过程的热力学及动力学参数。结果表明,HPD-100树脂对小檗碱的等温吸附可采用Langmuir方程描述、吸附为自发进行的放热型物理吸附过程;Dunwald–Wagnen内扩散方程能较好地拟合吸附动力学数据,吸附过程以颗粒内扩散为主要控制步骤,该吸附过程的表观活化能为29.11kJ/mol。本文为HPD-100树脂分离富集小檗碱类生物碱的实际应用提供基础数据及指导。