静态法和EXAFS技术研究放射性核素63^Ni（Ⅱ）在丝光沸石上的吸附机理

结合静态实验和X射线吸收精细结构光谱（EXAFS）技术研究了接触时问、离子强度、初始浓度以及共存电解质离子等水化学条件对放射性核：63^Ni（Ⅱ）在丝光沸石上的吸附行为和微观机制的影响．宏观实验结果表明：放射性核素。63^Ni（Ⅱ）在丝光沸石上的吸附在pH〈7的范围内受离子强度影响,而在pH〉7的范围内不受离子强度影响．放射性核素63^Ni（Ⅱ）在丝光沸石上的吸附率随着固体浓度的增加而升高,而对应的吸附量却随着固体浓度的增加而降低．溶液中共存的电解质离子对63^Ni（Ⅱ）在丝光沸石上的吸附有一定的促进或抑制作用,具体的影响趋势和程度由共存离子的性质、共存离子与63^Ni（Ⅱ）的络合能力以及与丝光沸石表面的亲和力大小共同决定．EXAFS微观结构分析结果表明：在pH6．5的溶液中,63^Ni（Ⅱ）与丝光沸石结构框架中的Na^＋／Ca。’等阳离子进行离子交换,形成六水合的外层络合物,不同离子强度下63^Ni（Ⅱ）的微观形态没有明显区别．郇Ni（II）在丝光沸石上的吸附随时间的变化呈现两种不同的作用机制：在溶液pH7．2的条件下,吸附初始的快速反应阶段中63^Ni（Ⅱ）的吸附主要以通过形成内层络合物的形式进行;随着接触时间的增长63^Ni（Ⅱ）在丝光沸石上的吸附机理转变为镍页硅酸盐共沉淀或者氢氧化镍沉淀的形成．初始63^Ni（Ⅱ）浓度为100mg／L的EXAFS图谱分析结果表明表面多聚体的形成是此条件下63^Ni（Ⅱ）在丝光沸石上的主要吸附机理．放射性核素63^Ni（Ⅱ）在丝光沸石／水界面的吸附行为和形态分布对于准确预测其在环境介质中的迁移转化和生物有效性等物理化学行为具有重要的意义．     

壳聚糖交联不溶性腐殖酸吸附剂的制备及其吸附性能

以壳聚糖和不溶性腐殖酸为原料,采用滴加成球法制备了一种新型重金属离子吸附剂——壳聚糖交联不溶性腐殖酸,对其进行了物理性质测定及FT-IR、SEM等分析。研究了吸附剂对水溶液中Pb(Ⅱ)的吸附特征。吸附等温线分别以Freundlich和Langmuir方程进行拟合,结果显示,吸附的最佳模型为Freundlich吸附模型。利用该方程拟合的数据,由Clausius-Claperyon’s方程计算出的Pb(Ⅱ)吸附焓变值,说明吸附剂对Pb(Ⅱ)的吸附以化学吸附为主。利用吸附剂吸附Pb(Ⅱ)前后的XPS分析了吸附机理,同时考察了温度、p H值及吸附时间对吸附效果的影响。结果表明,随着温度的升高和pH值的增大,吸附剂对Pb(Ⅱ)的吸附量增加,而且吸附更符合准二级动力学模型。     

叶腊石对水溶液中铀的吸附研究

开展铀吸附研究,特别是铀在黏土矿物上的吸附行为研究,对处置库安全评价十分必要.叶腊石是自然界常见的黏土矿物,但是对叶腊石和铀相互作用的研究还较少.本文采用批式实验的方法研究了pH、离子强度等对铀在叶腊石上吸附行为的影响,还探讨了该吸附反应的热力学和动力学特性.结果表明,铀在叶腊石上的吸附受pH影响较大,受离子强度影响较小.铀在叶腊石上的吸附过程符合准二级动力学方程,Freundlich模型可以更好地拟合铀在叶腊石上的吸附行为.叶腊石吸附铀是一个自发进行的吸热反应.     

Cd2+和Ni2+在粉煤灰上的吸附特性

考察了粉煤灰对Cd2+和Ni2+的单组分吸附和双组分吸附性能。结果表明,粉煤灰可有效吸附水溶液中的Cd2+和Ni2+,去除率随pH升高而增加。吸附约60min后趋于平衡。粉煤灰对Ni2+的吸附容量高于Cd2+。单组分吸附平衡符合Freundlich模型和Redlich Peterson (R P)模型。双组分吸附时,Ni2+和Cd2+之间存在明显的竞争吸附效应;随干扰离子浓度升高,竞争吸附效应增强。不同模型拟合结果表明,双组分吸附平衡符合Freundlich竞争吸附模型。脱附实验表明,Cd2+比Ni2+易于脱附;0.1mol/L HCl、0.1mol/L HNO3 和0.05mol/L H2SO4的脱附效果接近,对Cd2+脱附率>60%,对Ni2+脱附率>35%。     

不同炭吸附材料对溶液中Pb^2＋的吸附性能比较

为比较不同炭吸附材料木炭、竹炭、改性木炭和改性竹炭对溶液中铅（Ⅱ）的吸附性能,研究了pH值、吸附剂用量、吸附平衡时间等因素对吸附量的影响。动力学研究表明,它们对铅（Ⅱ）的吸附均可用准一级动力学方程描述,测定了不同炭对铅（Ⅱ）吸附的表观速率常数,Freundlich等温吸附模型能较好地描述吸附过程;以我国饮用水标准中铅的限值0．05mg／L为标准,研究了一定质量浓度及一定量含铅废水处理时,所需吸附剂投料量的估算方法和实验验证结果,结果表明,控制合适的吸附条件,竹炭能较完全有效地除去废水中的铅。     

壳聚糖插层蒙脱土复合材料吸附酸性染料的动力学和热力学研究

通过离子交换的方法将天然大分子壳聚糖引入蒙脱土的层间,利用XRD和TG对得到的复合材料进行表征。将该复合材料用于酸性黑10B的吸附,考查了pH值、染料起始浓度、吸附时间以及温度对吸附性能的影响。结果表明,吸附动力学实验数据符合准二级动力学模型。应用Langmuir和Freundlich两种模型描述吸附等温线,结果显示Langmuir模型的拟合效果更好。计算得到吸附过程的热力学参数△Go、△Ho和△So的值分别为-27.16kJ/mol(20℃)、-14.18kJ/mol和44.0J/mol.K,说明复合材料对酸性染料的吸附是一个自发进行的放热过程。     

63Ni在泥煤-水体系中的吸附动力学

应用同位素示踪技术,简要地研究了63Ni在泥煤中的静态吸附行为。结果表明,5 min后泥煤对63Ni的吸附率可达69%,60min后达到吸附平衡;第1吸附阶段内镍吸附量随时间的延长而增加,不易解吸;从泥煤-水液固体系中泥煤的电离平衡和镍离子-氢离子之间离子交换平衡,以及物料平衡关系推导出泥煤平衡时63Ni的吸附量和氢离子的浓度、平衡时镍离子的浓度有关。溶液的pH值对镍的吸附和解吸有很大影响,随着溶液pH值增大,63Ni由水分室向泥煤分室转移的速率常数也逐渐增大,而由泥煤分室向水分室转移的速率常数逐渐减小,二者比值逐渐增大,pH=4.624 6时,2种可逆传递速率常数相等,为2.51。即适宜pH值范围内的pH值升高吸附量增大,低pH值不利于吸附。63Ni在泥煤-水体系中的动态变化可用封闭二分室进行描述,经拟合后的理论值与实验数据点具有较好的一致性。     

超声辅助高吸附型复合凝胶的制备及对水中Pb(Ⅱ)的响应和去除性能

以秸秆纤维素和木质素为原料,通过超声辅助法制得了新型纤维素-木质素复合凝胶（UCHy）。对样品进行扫描电镜（SEM）、傅里叶变换红外（FT-IR）光谱和X射线衍射（XRD）表征分析,考察了其在不同浓度Pb（Ⅱ）中的溶胀性能,研究了pH值、反应时间、温度、Pb（Ⅱ）初始浓度对其吸附能力的影响。结果表明,纤维素和木质素的添加有利于凝胶形成致密的纤维束堆积结构,超声作用则能促进凝胶连续孔洞微结构的形成,因而具备较高的溶胀率以及污染物吸附量。溶胀初期Pb（Ⅱ）溶液在UCHy中的扩散行为可用non-Fickian扩散定律描述,整体溶胀行为符合Schott’s准二级动力学方程。UCHy对Pb（Ⅱ）的吸附量随溶液pH值的增大而增大,随反应温度的升高而减小。吸附等温数据同时符合Langmuir与Freundlich模型,饱和吸附容量为786.16 mg·g^-1,吸附过程符合拟二级动力学方程。该复合凝胶表现出极高重金属的吸附性能和敏感性,具有较大的应用前景。     

以弱碱性树脂吸附2-萘磺酸/硫酸混合液相平衡研究

研究考察了β－萘磺酸（NSA）和硫酸在弱碱性D301R树脂上的单组分、双组分吸附行为。研究表明，硫酸在D301R树脂上的吸附容量远大于NSA。分别采用Langmuir和Freundlich模型对单组分试验数据进行了拟合。以多组分吸附IAST模型和Langmuir、Freundlich模型预测了硫酸、NSA在弱碱性D301R树脂上竞争吸附相平衡，模型与试验结果吻合的较好，该模型可较准确地预测双组分的竞争吸附行为。     

温敏型Keratin/PNIPAM水凝胶的制备及其对重金属离子的吸附性能和机理研究

以羽毛中提取的角蛋白为原料,N-异丙基丙烯酰胺（NIPAM）为温敏性单体,采用一锅法制备了对温度敏感的双网络型角蛋白/PNIPAM水凝胶,并对其结构、膨胀性能、吸附特性、吸附选择性及吸附机理进行了研究。结果表明,温敏型角蛋白/PNIPAM水凝胶符合负向温敏凝胶的特征,在高于低临界转变温度时凝胶排水收缩,在低于低临界转变温度时凝胶迅速吸水膨胀;温敏型角蛋白/PNIPAM水凝胶随着pH的增大对重金属Pb（Ⅱ）的吸附容量逐渐增大,在pH 5时达到最大吸附容量78.63 mg/g。温敏型角蛋白/PNIPAM水凝胶在吸附重金属Pb（Ⅱ）的过程中仅用30 min即可达到吸附平衡,对Pb（Ⅱ）的最大吸附容量为415.73 mg/g。吸附模型拟合和吸附动力学分析结果表明温敏型角蛋白/PNIPAM水凝胶符合Langmuir吸附模型（R²=0.992）,属于单层吸附。吸附动力学模型分析显示该凝胶符合准二级动力学模型,以化学吸附为主,物理吸附为辅。     

吡啶类螯合树脂对Cu(Ⅱ)和Ni(Ⅱ)吸附分离特性的研究

以自合成的氨基吡啶(ANA)树脂为吸附剂,研究其对单组分重金属离子的吸附行为和在双组分体系中对目标重金属离子的分离去除能力。单组分静态吸附实验结果表明,在pH值为5条件下,ANA树脂对Cu(Ⅱ)和Ni(Ⅱ)的吸附容量分别达到1.022mmol/g和0.446mmol/g。静态吸附等温线和动力学过程可采用Langmuir方程和Lagergren二级动力学方程进行拟合。在Cu(Ⅱ)/Ni(Ⅱ)双组分体系下,Cu(Ⅱ)的吸附量较单组分大,高浓度Ni(Ⅱ)条件下,Cu(Ⅱ)在ANA树脂上具有更好的吸附选择性能。前222BV、248BV出水中,Ni(Ⅱ)纯度分别高达100%、99.999%,经简单浓缩处理即可进行回收利用,为树脂在高纯金属制备技术中的应用提供理论指导和技术支持,同时在有色金属资源的深度提纯和高级应用中具有重要的经济和战略意义。     

果胶对钯的吸附及其在有机合成中的应用

以果胶为吸附剂,研究其对钯(Ⅱ)的吸附性能,探讨了溶液的pH值、吸附温度、果胶用量、吸附时间及钯(Ⅱ)溶液的初始浓度对吸附量的影响。 采用Pseudo-First-order、Pseudo-Second-order、Intraparticle、Diffusion、Langmuir、Freundlich和Temkin等模型对实验数据进行线性拟合。 结果表明,果胶对钯(Ⅱ)有很强的吸附性能,吸附率高达96%以上,溶液的最佳pH值为6.5,最佳温度为50 ℃,果胶对钯的吸附量随果胶用量的增加而降低,随钯溶液初始浓度的增加而增加。 吸附动力学遵从Pseudo-Second-order模型,即以化学吸附为主;等温吸附过程符合Freundlich方程;吉布斯自由能为负值,焓变和熵变分别为3.23 kJ/mol和13.32 J/(mol·K),即该过程是自发吸热的;果胶吸附的钯作为催化剂应用到Suzuki反应中,结果表明该催化剂有较高的催化活性。     

海藻酸钠-锌自修复水凝胶的制备及其对亚甲基蓝的吸附性能

废水处理中迫切需要制备多重刺激响应和具有自修复性能的吸附剂。基于此,本文选择海藻酸钠（ALG）和锌离子（Zn2+）为原料,通过一步法快速（仅2s）制备了超分子水凝胶。所制备的水凝胶显示出多重刺激（pH,金属盐等）响应性和自修复性能,这对吸附有机污染物至关重要。选择亚甲基蓝（MB）为模型染料研究了水凝胶的吸附性能。水凝胶对MB的最大吸附量为5.3 mg/g,对低浓度污染物具有良好的吸附能力（去除率超过80％）。吸附动力学均符合准二级动力学方程,Freundlich模型能很好地拟合等温吸附过程,表明ALG-Zn水凝胶对MB的吸附以多层吸附为主。制备出的ALG-Zn水凝胶适合作为吸附剂应用于废水处理。     

基于非线性拟合的污泥衍生吸附剂对铅子等温吸附特性研究

利用城市污水厂污泥制取污泥衍生吸附剂，对溶液中铅离子进行吸附实验，研究一定条件下的等温吸附特性。利用线性拟合和非线性拟合两种方法对等温吸附方程进行模拟，得到非线性拟合求得的模型参数比较可靠，同时得到Langmuir模型比Freundlich方程更适合于描述铅离子在污泥衍生吸附剂表面上的吸附行为。     

天祝褐煤腐植酸对Ni2+离子吸附性能研究

通过FTIR、FR分析了天祝腐植酸吸附重金属Ni2+离子前后的红外光谱、荧光强度的变化,对重金属离子Ni2+进行了吸附性能及机理研究.结果表明:在室温条件下(20℃～ 25℃),吸附最佳pH=6,吸附平衡时间约为5h.符合Freundlich吸附模型,相关系数R=0.9998,特性常数n为2.49.腐植酸对Ni2+有较好的吸附性能,其吸附过程可用Ho准二级反应动力学模型描述.     

pH、富里酸和温度对铀酰在ZrP_2O_7上的吸附影响

采用质量滴定法和静态法分别研究了ZrP2O7的零电荷点(pHPZC)和铀酰离子在ZrP2O7上的吸附及解吸行为.铀酰离子在ZrP2O7上的吸附受体系pH、固液比、电解质种类及富里酸(FA)强烈影响,离子强度对铀酰离子在ZrP2O7上吸附的影响较小;随着固液比(m/V)和pH增大,吸附边界向左偏移;磷酸根与硫酸根对吸附有相反的影响;在低pH下,富里酸(FA)促进铀酰离子在ZrP2O7上吸附;柠檬酸根对吸附有非常大的影响;温度升高有利于吸附.采用Langmuir和Freundlich模型对吸附等温线进行拟合研究,表明Freundlich模型可以更好地拟合铀酰离子在ZrP2O7上的吸附.通过对热力学数据如(△H0,△S0和△G0)的计算可知吸附过程是自发和吸热过程.铀酰离子在ZrP2O7上吸附为不可逆吸附.     

2-巯基苯并噻唑直接键合硅胶的制备及其对Cu（Ⅱ）的吸附性能研究

采用一种简单有效的方法合成了2-巯基苯并噻唑(MBT)直接键合硅胶.将键合硅胶用于水中Cu(Ⅱ)的吸附,考查了溶液pH值的影响.结果表明当pH为6时,键合硅胶的吸附量最大.通过分批实验,研究了278K、293K和308K 3个温度条件下的吸附平衡.应用Langmuir和Freundlich两个双参数等温线模型进行拟合,MATLAB软件的误差分析表明,Freundlich模型与实验数据更加吻合.计算得到吸附过程的热力学参数△G°、△H°和△S°的值分别为-21.90kJ/mol(293K)、14.57kJ/mol和124.61J/(mol·K).结果表明,键合硅胶对Cu(Ⅱ)的吸附是一个自发进行的吸热过程.     

新型多胺螯合树脂对Cu(Ⅱ)的吸附性能研究

通过二乙烯三胺改性反应成功制备了多胺螯合树脂(DA),以Cu(Ⅱ)为吸附质研究了该树脂对重金属离子的吸附性能。实验结果表明该树脂对Cu(Ⅱ)的吸附符合二级动力学模型,吸附为熵推动的自发吸热过程。Langmuir方程和Freundlich方程均能较好地描述其吸附过程,但Langmuir方程拟合的效果更好。在pH=5时,DA树脂对Cu(Ⅱ)的饱和吸附量达到1.360mmol/g,超过了商用树脂S984,表现出良好的吸附性能,有潜在的应用价值。     

二乙烯三胺改性多壁碳纳米管对溶液中Au(Ⅲ)和Pd(Ⅱ)的吸附

以二乙烯三胺(DETA)为改性剂, 对多壁碳纳米管(MWCNTs) 进行共价键修饰,合成了一种对Au(Ⅲ)和Pd(Ⅱ)有选择性的吸附剂MWCNTs-DETA, 并对Au(Ⅲ)和Pd(Ⅱ)的吸附参数进行了研究和优化. 结果表明, 最佳洗脱剂浓度为1.0 mol/L 硫脲-1.0 mol/L 盐酸, Au(Ⅲ)和Pd(Ⅱ)的洗脱率分别为94.48%和89.06%, 最佳条件下Au(Ⅲ)和Pd(Ⅱ)的饱和吸附容量分别为50.45和25.68 mg/g. 在对吸附等温线的考察中, Au(Ⅲ)拟合Langmuir等温线较好, 而Pd(Ⅱ)则拟合Freundlich等温线较好. 吸附动力学均拟合二级模型较好.     

双醛基席夫碱改性淀粉对Ni(Ⅱ)的吸附性能研究

设计合成新型的双醛淀粉基席夫碱类螯合树脂—双醛淀粉邻苯二胺(DASPDA),它是由双醛淀粉(DAS)为载体,伯胺基芳香族化合物邻苯二胺(PDA)为配体得到的。通过元素分析、红外光谱、电镜、热重分析等分析方法对产品进行了表征。以DASPDA作为螯合吸附剂用于重金属Ni(II)的吸附,详细考察影响吸附的因素,如初始pH值、吸附时间、初始离子浓度和温度等,得出最佳应用条件,并拟合出吸附类型,讨论其吸附动力学和吸附热力学行为。实验结果表明,螯合树脂吸附Ni(II)的最佳使用条件为pH=5.0,t=120min,吸附能力随着邻苯二胺的取代度(DS)的增加而增加,吸附平衡数据很好地遵循了Freundlich等温吸附模型;吸附过程的热力学研究表明DASPDA对Ni(II)的吸附是吸热的,升温有助于吸附。