201×7强碱性阴离子交换树脂吸附浓海水中溴的热力学研究

研究了201×7强碱性阴离子交换树脂吸附浓海水中溴的热力学行为,测定了不同温度下的吸附等温线,并计算出吸附过程的热力学参数ΔG、ΔH和ΔS。研究表明,该树脂对溴的吸附容量为2.489mg Br2/mL湿树脂,吸附率达到98%;吸附平衡数据符合Langmuir吸附等温方程;ΔG为负值,该吸附过程可自发进行;ΔH>0,且其绝对值小于40kJ/mol,表明该吸附过程吸热且属于物理吸附;ΔS>0,该吸附过程属于熵增过程。     

Li~+掺杂TiO_2介孔材料对靛染废液吸附处理的研究

以固相合成法制备的Li-TiO_2介孔材料为吸附剂,对靛染废液进行吸附实验。结果表明,Li-TiO_2介孔材料对靛染废液中靛蓝的吸附动力学规律符合准一级吸附模型,吸附行为与Langmuir和Freundlich方程均吻合;在298K、pH=6时,速率常数k=0.01476min-1,吸附表观活化能Ea=-3.359k J/mol,静态吸附容量达1.068mg/g;热力学参数中,吸附焓变ΔH0,吸附Gibbs自由能变ΔG0,吸附熵变ΔS0,表明该吸附为自发的放热过程。以上实验结果证明,Li-TiO_2介孔材料是一种性能优良的吸附剂,能很好地处理靛染废液。     

碧螺春绿茶对碱性染料灿烂绿的吸附

为了探讨碧螺春茶叶用于吸附灿烂绿的可能性,研究了碧螺春绿茶吸附灿烂绿的最佳吸附条件及解吸附条件。研究结果表明,在吸附条件为当溶液起始p H值为4.1,茶叶与灿烂绿质量比为833∶1,接触时间为45 min,室温(25±1)℃时,茶叶对灿烂绿吸附率达80%,吸附量为0.96 mg/g。对Na OH、CH_3COOH和HCl3种解吸附剂的研究表明,最佳解吸附剂是Na OH,解吸1.5 h解吸率最高达93.20%。该吸附过程符合Langmuir等温吸附方程,属于单分子层吸附。吸附过程热力学参数自由能变化ΔG0,焓变ΔH=102.32 k J/mol0,熵变ΔS=0.33 k J/(mol·K)0,说明吸附过程是自发的吸热熵增过程。     

三聚磷酸二氢铝吸附Cd~(2+)的动力学研究

采用动态吸附法研究三聚磷酸二氢铝吸附镉离子的动力学行为并进行吸附活化状态热力学参数分析。结果表明,当三聚磷酸二氢铝粒径小于150μm、搅拌器转速大于200r/min、Cd2+的初始浓度为500mg/L时,三聚磷酸二氢铝对镉离子的化学吸附符合二级反应动力学方程,吸附速率常数k与温度T之间的关系符合Arrhenius方程式,吸附的活化能为Ea=27.93kJ/mol,吸附的频率因子A=65.33L/mg·min,ln(k/T)与1/T之间的关系符合Eyring公式,其活化焓ΔH=25.44kJ/mol,活化熵ΔS=-218.54J/mol·K。     

Mg/Al-NO_3 LDH吸附诺氟沙星的热力学和动力学研究

采用平衡吸附实验,研究了诺氟沙星在自制焙烧态镁铝水滑石(Mg/Al-NO_3 LDH)上的吸附热力学和动力学行为。结果表明,在固液比1∶500、p H=5.0、吸附温度25℃、离子强度0.1 mol/L的条件下,吸附1 h对诺氟沙星(20 mg/L)的吸附过程符合Langmuir等温线方程和准二级动力学,理论平衡吸附量达到32.05 mg/g。其热力学参数ΔG0 KJ/mol,ΔH0 KJ/mol,由此推断焙烧态镁铝水滑石对诺氟沙星的吸附是自发放热反应。     

CTMAB交联累托石吸附苯胺废水的研究

以十六烷基三甲基溴化铵 (CTMAB) 为交联剂与累托石进行交联反应,制备CTMAB交联累托石,吸附处理CODCr值为910.6mg/L和2806.4mg/L的苯胺废水。结果表明,当CTMAB交联累托石用量为40g/LH2O、pH为7.00和1.00、常温吸附60min时,其CODCr去除率达67%以上。吸附符合Freundlich等温吸附式:?1.338Ct1/n,吸附反应为一级反应:tteCC51019.10--=, 吸附热力学研究表明:ΔH=1.819kJ/mol,ΔG=0.051kJ/mol,ΔS=6.073J/mol稫。     

原位合成羟基磷灰石/壳聚糖复合吸附剂及除氟特性研究

利用原位共沉淀法合成了羟基磷灰石/壳聚糖复合吸附剂,通过扫描电镜、X射线粉末衍射、红外光谱和N2吸附-脱附曲线,研究复合前后羟基磷灰石的理化特征变化。实验结果表明与壳聚糖复合后羟基磷灰石的晶型并没有改变,只是结晶度有所降低,且复合后表面形成了不规则的凹凸结构,表面粗糙度增加。比表面积从106.75m2/g增加到127.58m2/g。复合吸附剂孔径大部分集中在10~50nm,属于介孔结构。利用Langmuir和Freundlich吸附等温方程对实验数据进行了拟合,对比相关系数R2值,Langmuir模型能更好地描述该吸附过程。复合吸附剂对氟离子的吸附符合拟二级反应动力学方程。计算了吸附热力学和动力学参数值,探讨了复合吸附剂对氟离子的吸附机理。ΔG0<0、ΔH0>0和ΔS0>0,说明复合吸附剂对氟离子的吸附是自发的、吸热的熵增过程,温度升高有利于吸附。吸附活化能(Ea)=15.03kJ·mol-1,迁移能(E)=7.639kJ·mol-1,说明该吸附过程以物理吸附为主。     

凹凸棒黏土负载纳米TiO_2-Fe_3O_4吸附剂的制备及Cr(Ⅵ)的脱除

采用溶胶-凝胶法、一锅反应法制备了负载纳米TiO_2和Fe_3O_4的凹凸棒黏土(TiO_2-Fe_3O_4-ATP)吸附剂,并进行了模拟废水中Cr(Ⅵ)的吸附及脱附性能的研究。通过扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、傅里叶变换红外光谱(FT-IR)和EDS等分析方法对ATP负载纳米TiO_2-Fe_3O_4前后结构进行了表征,考察了物料配比及吸附时间、pH值、温度、投加量和初始质量浓度对Cr(Ⅵ)吸附率的影响。结果表明,吸附剂在Ti元素含量与负载总量的摩尔比为3∶4时吸附效果最佳。当吸附剂质量为0. 6 g,Cr(Ⅵ)离子初始质量浓度小于0. 8 mg/L时,pH=6,温度20℃,吸附剂对Cr(Ⅵ)的吸附率为79. 8%。TiO_2-Fe_3O_4-ATP吸附剂对Cr(Ⅵ)离子吸附满足Freundlich模型。在20～40℃条件下,吸附过程ΔG 0、ΔS=-43. 55 J/(mol·K)、ΔH=-14. 36 k J/mol,表明该吸附是个自发、熵减、放热的过程。吸附过程符合准二级动力学模型,吸附速率控制步骤以表面化学反应为主。TiO_2-Fe_3O_4-ATP吸附剂在循环使用4次后,吸附率仍能达到65%以上。     

聚(N-甲基-N-对乙烯基苄基乙酰胺)对水中苯酚的吸附

由大孔交联氯甲基化聚苯乙烯进行甲胺化和乙酰化反应,合成了聚(N-甲基-N-对乙烯基苄基乙酰胺)树脂,树脂的氯含量由原来的3.95mmol/g降至0.63mmol/g.测定了树脂对水中苯酚的吸附等温线,结果表明,吸附平衡数据符合Freundlich等温方程.利用热力学函数关系计算了吸附焓、吸附自由能和吸附熵,结果表明,吸附量在10～40mg/g时,吸附焓为-71.20～-24.65kJ/mol,吸附自由能为-4.64～-6.07kJ/mol,吸附熵为-62.35～-218.56J/(mol·K).讨论了吸附过程中树脂对水中苯酚吸附的氢键与疏水作用的吸附机理.     

新型离子交换树脂CG-6对人凝血酶原复合物的吸附行为分析及研究

根据人凝血酶原复合物(Prothrombin Complex Concentrate,以下简称PCC)的性质,对合成的大孔阴离子交换树脂进行静态吸附研究,并与已经商品化的DEAE Sephadex A50、Streamline DEAE凝胶型离子交换树脂进行比较,筛选出吸附性能较优的CG-6树脂.通过静态吸附实验,测定了CG-6对PCC在不同温度下的吸附等温线、考察了吸附过程中的动力学和热力学行为并初步探讨了吸附机理.结果表明,吸附动力学可用拟二级速率方程来描述,计算值与实测值吻合较好.CG-6对PCC的吸附等温线可分为两段,在较低的平衡浓度下,吸附平衡符合Langmuir方程,温度的升高有利于平衡吸附量的增大,表明该吸附反应为一吸热过程.求出反应的焓变△H=115.1kJ/mo1,熵变△S分别为2.37J/mol·K(5℃)、20.97 J/mol·K(15℃)、23.11J/mol·K(20℃)、37.32J/mol·K(30℃),吉布斯自由能变化△G分别为-0.54kJ/mol(5℃)、-5.93kJ/mol(15℃)、-6.66kJ/mol(20℃)、-11.20kJ/mol(30℃).此外,除了离子交换,CG-6对PCC也有物理吸附现象.     

717型阴离子交换树脂吸附水溶性芳香族有机污染物研究

研究了717型阴离子交换树脂对苯酚、苯甲酸和十二烷基苯磺酸钠(SDBS)等水溶性芳香族污染物吸附过程的基本化学问题.研究结果表明:717型树脂对苯酚、苯甲酸和SDBS的吸附过程均符合Lagergren二级吸附动力学方程,吸附速率均随着温度的升高而加快,吸附表观活化能Ea分别为13.2kJ/mol、59.5kJ/mol和48.1kJ/mol,吸附过程△H0和△S0均为正值,△G0均为负值,吸附能够自发进行;吸附等温模型符合Langmuir等温式;318K时,717型树脂在pH=9.1对SDBS的饱和吸附容量为360mg/g;在pH=10.2,对苯酚和苯甲酸的饱和吸附容量分别为194mg/g和286mg/g.用浓度均为0.5mol/L,体积比为5∶1的NaCl-NaOH混合溶液可快速洗脱树脂上吸附的污染物,洗脱率达98％以上.该树脂对水溶性芳香族污染物吸附容量大,易于再生和循环利用,可用于环境水体中水溶性芳香族有机污染物的吸附治理.     

Fe3O4/HA复合吸附剂对Ni(Ⅱ)的吸附性能研究

采用碱溶酸析法提取腐植酸(HA),通过CaCl₂对其改性后与Fe₃O₄进行复合,制备出不同配比的Fe₃O₄/HA复合吸附剂。利用SEM、BET、FT-IR、XRD分析方法对HA、钙改性HA、Fe₃O₄/HA复合吸附剂进行了表征,考察了物料配比及吸附时间、pH值、温度、投加量和初始浓度对Ni(Ⅱ)吸附率的影响。结果表明:质量复合比mHA:mFe₃O₄:mCaCl₂为3∶2∶2的Fe₃O₄/HA复合吸附剂(HA2)对Ni(Ⅱ)吸附效果最佳。当加入0.8 g吸附剂,Ni(Ⅱ)初始浓度为0.1 g·L^-1,吸附5 h,pH=5,温度40℃,吸附剂对Ni(Ⅱ)的吸附率为92.57%。复合吸附剂在4次吸附脱附后,对Ni(Ⅱ)的吸附率仍达到52%。吸附过程符合准二级动力学方程和Freundlich吸附等温式。在20℃~40℃条件下,热力学参数ΔG<0、ΔS=37.57 J/(mol·K)、ΔH=11.07 kJ·mol^-1,表明该吸附是自发、熵增、吸热的过程。     

D406螯合树脂对硫酸锌溶液中氟的吸附和解吸性能及动力学研究

研究了D406螯合树脂对硫酸锌溶液中氟的吸附和解吸性能,考察了影响氟吸附和解吸的因素以及该树脂吸附和解吸氟的动力学参数。结果表明,在25℃、pH=2、硫酸锌浓度为1.50mol/L、氟离子浓度为200mg/L条件下,D406螯合树脂对氟的吸附量为5.55mg/g。D406螯合树脂对氟的吸附符合Freundlich吸附模型。吸附和解吸的动力学符合Boyd液膜扩散方程,吸附反应活化能Ea=12.14kJ/mol,解吸反应活化能Ea=19.54kJ/mol。     

改性高粱秸秆对Cu(Ⅱ)吸附性能及热力学和动力学分析

研究了改性高粱秸秆对Cu(Ⅱ)的吸附性能。结果表明,pH对改性高粱秸秆吸附Cu(Ⅱ)影响显著。常温(30℃)下,对20mL pH=5.0的20mg/L的Cu(Ⅱ)溶液,改性高粱秸秆投加量0.35g,吸附时间60min,Cu(Ⅱ)去除率可达84.82%。改性高粱秸秆对Cu(Ⅱ)的吸附符合Langmuir吸附等温方程和准二级动力学模型,吸附过程的△G0<0,△H0>0且仅为4.31kJ/mol,△S0>0说明改性高粱秸秆对Cu(Ⅱ)的吸附是以单分子层物理吸附为主的自发吸热过程。     

硅镁吸附剂对水中氨氮的吸附性能研究

利用商业硅镁吸附剂吸附脱除水中氨氮。分别采用XRD、BET、SEM及FT-IR对硅镁吸附剂进行表征。考察剂液比、吸附时间及吸附温度等因素对吸附脱除氨氮效果的影响。采用Langmuir、Freundlich及Temkin等温吸附模型对吸附平衡实验数据进行拟合,采用准一级、准二级吸附动力学模型及颗粒内扩散模型对吸附动力学实验数据进行拟合。Langmuir等温吸附模型的相关系数R²在0.993～0.999之间,标准差SD在0.0038～0.011之间,在293.15K时的单分子层饱和吸附量q_m为1356.75mg/g;准二级动力学模型的相关系数R²均为0.999;ΔG⁰为负值,ΔH⁰在-14.454～-9.447kJ/mol之间。结合吸附热力学及动力学数据可知,氨氮在硅镁吸附剂上的吸附过程可自发进行,吸附过程主要为物理吸附,但亦可能部分涉及化学吸附。     

盾构渣土基碳复合陶粒的制备及除磷性能

以固体废弃物地铁盾构渣土、稻草秸秆和氧化镁为主要原料,通过烧结法制备了一种盾构渣土基碳复合陶粒。考察了陶粒吸附磷的主要影响因素及平衡吸附量,并采用模型对实验数据进行拟合分析。结果表明,当盾构渣土、稻草秸秆粉末和氧化镁质量比为7∶2∶1,在最佳烧结条件700℃烧结可得到除磷性能最佳的陶粒。当吸附pH=6.3时,陶粒具有较高的磷吸附性能。吸附在12 h内基本能达到吸附平衡,该过程适合准二级动力学方程。盾构渣土基碳复合陶粒对磷酸盐的吸附符合Temkin等温模型,随温度升高吸附量逐渐增大,40℃下最大吸附量为12.76 mg/g。热力学参数ΔH=5.64 k J/mol0,ΔS=8.00 J/(K·mol)0,ΔG=3.16 k J/mol0,呈吸热、非自发的热力学特征,陶粒吸附磷后可通过2.0 mol/L的氢氧化钠溶液重新解吸回收。     

四环素在海洋沉积物上的吸附

研究了四环素在不同pH、盐度、温度下在海洋沉积物上的吸附特征. 结果表明, 在实验浓度范围内吸附行为都可以用线性等温式进行描述. 通过一种包含四环素3种形态与沉积物界面相互作用的模型对不同pH下的吸附常数进行拟合, 发现四环素正价态的吸附常数K_d⁺远大于中性态的K_d⁰与负价态的K_d^-. 随着盐度的减小四环素在海洋沉积物上的吸附增强, 而温度的升高则不利于吸附的进行. 热力学计算结果得出, ΔG^0-=-9.746~-9.713 kJ/mol; ΔH^0-=-10.056 kJ/mol; ΔS^0-<0, 表明该吸附过程是一个自发的、放热的熵减过程.     

弱碱性离子交换树脂D301分离低浓度甲酸的研究

采用D301弱碱性离子交换树脂对水溶液中低浓度甲酸进行分离。静态条件下考察了时间、温度、振荡速率和树脂用量对分离效果的影响,获得了交换等温线;动态条件下考察了不同高径比、流速、温度、浓度下动态穿透曲线;研究了树脂再生效果与稳定性。初始浓度573mg/L的甲酸废水,在树脂用量2.5g/L、温度35℃、振荡速率160r/min条件下,最大交换量为154.16mg/g;其交换等温线符合Langmuir方程,热力学平衡方程计算得G<0,H=10.25kJ/mol,S>0,表明该吸附过程是自发的、吸热、熵增加的过程。交换过程中颗粒扩散是离子交换的主要速率控制步骤,表观活化能与反应级数分别为5.983kJ/mol和0.378。     

阳离子表面活性剂在膨润土上的有序化作用及吸附热力学

绘制了不同温度下溴化十四烷基吡啶(MPB)在膨润土上的等温吸附曲线, 探讨了MPB的吸附热力学及作用机理; 并用XRD, FTIR和UV固体漫反射表征了MPB在固相上的有序化作用. 研究结果表明, MPB的吸附热力学、作用机制及有序化过程取决于其在膨润土上的负载量. 不同负载量下标准吉布斯自由能ΔGm0<0, 表明为自发吸附过程, 但存在3个不同阶段. 在低负载量(<0.8CEC)时为吸热吸附[焓变ΔHm0=7.92 kJ/mol, 熵变ΔSm0≈110 J/(K·mol)], 以阳离子交换作用吸附为主; 在高负载量阶段为放热吸附[ΔHm0=-34.41 kJ/mol, ΔSm0≈-50 J/(K·mol)], 以脂肪链间的疏水性相互作用为主; 最大吸附量随温度的升高(278 K→328 K), 从2.8CEC降低为1.5CEC, 相应的ΔHm0=-9.74 kJ/mol. 在负载量由低到高的吸附过程中, 吸附态MPB的状态从无序“液态”逐渐演变为有序“固相”, 吸附过程从熵驱动(ΔSm0>0)过渡为焓驱动(ΔHm0<0).     

氨基膦酸螯合树脂吸附重稀土的研究

研究了重稀土在氨基膦酸树脂的吸附行为.试验结果表明,氨基膦酸树脂对重稀土的吸附在pH=5.0的HAc-NaAc缓冲溶液时最佳;298K时静态饱和吸附容量为332mg/g干树脂;用2mol/L盐酸洗脱,洗脱率为91.2%;等温吸附服从Freundlich经验式;吸附反应中△H=10.76kJ/mol,表观速率常数k298=1.223×10-4s-1,表观活化能Ea=3.2kJ/mol.