固态胺吸附去除CO_(2)行为研究

为解决基于固态胺材料的再生式CO_(2)去除技术在便携式生保系统中的应用问题,开展了固态胺材料吸附去除CO_(2)的性能研究。进行了不同吸附温度、入口CO_(2)浓度、气体流量条件下固态胺吸附CO_(2)的穿透试验,获得了相应的穿透曲线;利用Wheeler方程对穿透曲线进行了拟合,得到了相应的拟合方程、平衡吸附量等结果。结果表明:通过Wheeler方程能够准确描述固态胺吸附CO_(2)的行为;获得了CO_(2)穿透率分别为10%和50%时的穿透时间与气体流量间的线性关系方程,方程可应用于预测固态胺反应器性能、切换周期等,使评估反应器性能的试验大为简化。

Cl_(2)和O_(2)在TiC(100)表面共吸附行为的密度泛函理论分析

基于密度泛函理论的第一性原理从头计算方法,建立了Cl_(2)和O_(2)在TiC(100)表面的共吸附模型.通过分析吸附能、电荷密度和偏态密度(PDOS)等参数,研究了Cl_(2)和O_(2)在TiC(100)表面的反应机理,发现解离后的Cl原子和O原子与TiC(100)表面的原子均成键,从而破坏了Ti—C键.Cl_(2)分子在吸附过程中充当电子的受体,得到与之成键的Ti原子贡献的电子,O_(2)分子在吸附过程中也充当电子的受体,得到C原子贡献的电子.TiC(100)表面在吸附分子后,Ti—C成键轨道上电子占据数变少,反键轨道上电子占据数增多,Ti原子与C原子之间的成键作用减弱.同时,Ti3d与Cl3s,Cl3p发生轨道重叠杂化作用,O2p轨道和C2p轨道存在较强的共振峰,Cl原子和O原子与TiC表面相互作用强烈.

蒙脱石改性材料制备及其对低浓度含钴溶液中钴的吸附行为

针对含钴废渣酸浸余液中低浓度Co^(2+)提取困难的问题,采用NaOH和S与蒙脱石混合焙烧的方法制备出硫改性蒙脱石复合材料,用于酸浸余液中Co^(2+)的吸附。对所制备的硫改性蒙脱石复合材料对Co^(2+)的吸附性能进行研究。研究表明,改性后,S被成功地负载在蒙脱石表面,并和Na均匀分布在蒙脱石结构中;在初始Co^(2+)浓度为100μg·L^(-1)、溶液pH值为8、吸附剂用量为3 g·L^(-1)、吸附时间10 h的条件下,硫改性蒙脱石复合材料最大吸附容量为90 mg·g^(-1),Co^(2+)的回收率可以达到95%。此外,对硫改性蒙脱石复合材料吸附Co^(2+)的过程进行研究时发现:该过程符合准二级动力学模型,R^(2)为0.9990。溶液中的Co^(2+)会以两种方式进入改性蒙脱石中,一是Co^(2+)与S2-以软硬酸碱作用力相结合,二是Co^(2+)会取代蒙脱石层间结构中的Na,从而达到高效提取Co^(2+)的目的。

Al改性SBA-15对水中四环素的吸附行为研究

采用Al,Fe,Cu,Mn等金属改性制备了M-SBA-15分子筛材料,对比分析了不同金属改性SBA-15分子筛对四环素的吸附性能;利用SEM,N2物理吸附对Al-SBA-15进行了表征,研究了改性时间、pH、温度、四环素质量浓度等因素对吸附行为的影响,并且采用动力学模型、等温线模型和热力学模型分析了Al-SBA-15对四环素的吸附行为。结果表明:Al-SBA-15对四环素的吸附效果最好,最佳吸附条件为N(Al)∶N(Si)=0.35、改性时间3 h、pH=6.0、温度298 K;伪二级动力学模型更适合描述Al-SBA-15对四环素的吸附动力学行为,颗粒内扩散不是吸附速率的唯一控制步骤;Freundlich模型能更好地描述Al-SBA-15对四环素的吸附行为,表明该过程以多层吸附为主;热力学分析显示Al-SBA-15吸附四环素是自发的、混乱度降低的放热过程。

微塑料的老化及其对水环境中抗生素的吸附行为研究进展

微塑料(microplastics,MPs)和抗生素作为新兴污染物,经常在水环境中能被同时检测到,并且水环境中的抗生素也经常在MPs表面被发现。MPs可以通过表面吸附和迁移,吸收、聚集并携带水环境中的各类有机污染物而受到广泛关注。与原始MPs相比,老化后的MPs因粒径变小、比表面积增大,从而吸附位点增多,而具有更强的吸附能力。主要从MPs的环境老化方式、老化后MPs对水环境中各类抗生素的吸附行为展开了综述,总结了老化MPs的老化方法及吸附抗生素的影响因素及吸附机理,并对MPs老化问题及对抗生素的吸附影响提出展望。

六偏磷酸钠在菱锰矿与方解石表面的吸附行为

用六偏磷酸钠为抑制剂,通过单矿物浮选试验、人工混合矿浮选试验、浮选溶液化学计算、分子动力学模拟、动电位测定研究菱锰矿和方解石的浮选行为以及六偏磷酸钠的作用机理。结果表明,采用六偏磷酸钠为抑制剂可以实现菱锰矿与方解石的浮选分离;六偏磷酸钠能够选择性抑制方解石的主要原因是六偏磷酸钠在溶液中主要以HPO_(4)^(2-)形式存在,HPO_(4)^(2-)会吸附在方解石表面从而抑制方解石的上浮,但在菱锰矿表面基本不发生吸附,不影响菱锰矿上浮,从而实现两种矿物的浮选分离。

美托洛尔在沉积物与活性污泥上的吸附行为

β-受体阻滞剂美托洛尔是最常用的临床治疗高血压药物,随生活污水进入污水处理系统后难以完全去除而影响生态环境,吸附是去除美托洛尔的有效方法之一.为评估美托洛尔在不同介质上的吸附行为,采用批平衡处理方法,分别探讨了吸附时间、初始浓度、溶液p H值、温度等条件下美托洛尔在污水处理厂活性污泥、珠江沉积物和湖泊沉积物上吸附行为.结果表明,3种吸附介质对美托洛尔的吸附过程均表现为先快速后缓慢的趋势,吸附平衡时间约为4 h且不受初始浓度的影响;酸性条件促进美托洛尔在介质上的吸附,离子强度的增大会抑制美托洛尔的吸附;美托洛尔在3种吸附介质上的动力学吸附过程符合伪二级动力学吸附模型,吸附常数为11.63—66.74 mg·(μg·min)^(-1).吸附过程包括物理吸附与化学吸附且以化学吸附为主,吸附反应比颗粒扩散、液膜扩散对吸附的影响更为显著,是反应的控制步骤.由于吸附介质的阳离子交换量和有机质含量的不同,3种吸附介质对美托洛尔的吸附等温线符合不同的拟合模型;热力学实验表明不同介质对美托洛尔吸附均为自发的放热反应.研究结果可为美托洛尔在天然环境中的去除技术和环境风险评价提供数据支撑.

转化生长因子β3在石墨烯C_(62)H_(20)表面吸附行为的理论研究

石墨烯在进入人体后,因其本身有较大的比表面积和丰富的功能基团而吸附各种各样的生物大分子,但其具体的结合位点和自由能变化却不得而知,因此从微观角度研究石墨烯及其衍生物与生物大分子的吸附行为是至关重要的。本研究基于经典蛋白质-石墨烯材料的界面作用,研究转化生长因子β3与石墨烯C_(62)H_(20)表面的吸附行为。并在该理论基础上,采用基于密度泛函理论(DFT)的第一性原理及分子对接计算方法,得出石墨烯与转化生长因子β3的最佳结合位置在Cys7~Tyr21、Tyr39~Gly46残基附近。两者之间的最低结合能为-12.52 kcal/mol,结合亲和力为662.9 pmol/L。本研究的结论可为实验上探究转化生长因子β3与石墨烯C_(62)H_(20)的相互作用模式提供详细的微观细节和理论支撑。

NDA-100大孔树脂对水溶液中水杨酸的吸附行为研究

通过静态吸附试验 ,研究了NDA 1 0 0大孔树脂对水溶液中水杨酸的吸附动力学及热力学特性 ,结果表明吸附符合一级动力吸附方程 ,颗粒内扩散过程是影响吸附速率的主要控制步骤 .吸附符合Langmuir和Freundlich等温吸附方程 。

pH值影响Cd在红壤中吸附行为的实验研究

以红壤为供试土壤,研究了其在不同pH值下对Cd(Ⅱ)吸附的特性,同时进行了沉淀反应的理论分析。Cd(Ⅱ)的吸附曲线可划分为3区:低pH弱吸附区;中pH值吸附增长区和高pH值强吸附区。根据Cd与土壤间专性吸附化学反应式建立了Cd在土壤中分配系数与pH的线性方程,试验数据按所建方程进行拟合的结果表明,相关系数随pH的升高而显著升高,意味着随pH值的升高,供试红壤对Cd(Ⅱ)的专性吸附作用加强。沉淀反应的理论分析表明,当土壤溶液pH低于11时,沉淀反应都为碳酸盐控制。试验数据的不同吸附模型拟合结果表明,Langmuir能较好地描述Cd(Ⅱ)在红壤里的吸附行为。最后根据Langmuir模型中参数与pH的关系,建立了试验条件下红壤对Cd(Ⅱ)吸附等温线的pH依存方程。

超富集植物蜈蚣草对水中As(Ⅲ)吸附行为的研究

采用流动注射-氢化物发生-电热石英管原子吸收光谱法研究了超富集植物蜈蚣草对水中As(Ⅲ)的吸附行为。探讨了蜈蚣草的前处理方法、溶液pH值、吸附时间、吸附剂用量、As(Ⅲ)浓度和溶液体积等因素对蜈蚣草吸附As(Ⅲ)的吸附率的影响。结果表明,以50 mg经2 mol.L-1HCl洗脱处理后的蜈蚣草粉末为吸附剂,在pH为2.0、As(Ⅲ)浓度为20 ng.mL-1、溶液体积50 mL、吸附时间15 min条件下,蜈蚣草对As(Ⅲ)的吸附率可达86.1%,水中残余As(Ⅲ)仅为2.8 ng.mL-1。本法成本低廉、操作简便,可望直接用于地下水中As(Ⅲ)的去除。

氨基萘酚磺酸在改性超高交联吸附树脂和弱碱树脂上的静态吸附行为比较

优选弱碱树脂ND 90 0和改性超高交联吸附树脂AL 8,比较研究两者吸附 1 氨基 2 萘酚 4 磺酸 (1,2 ,4 酸 )的静态吸附行为和吸附热力学特征 .两种树脂对 1,2 ,4 酸的吸附属于优惠的吸热吸附过程 .Langmuir和Freundlich两种等温方程都能够很好地描述ND 90 0对 1,2 ,4 酸的吸附等温线 ;仅Freundlich等温方程能很好地拟合AL 8的静态平衡吸附结果 .两种树脂对 1,2 ,4 酸的吸附自由能变均为负值 ,表明了吸附的自发性 ;吸附熵变均为正值 ,与“溶剂置换”现象有关 ;吸附焓变均为正值 ,主要是由于部分化学吸附的存在 .而ND 90 0的吸附焓变远远大于AL 8,表明前者以化学吸附为主、而后者以物理吸附为主的吸附机理 .

水环境中腐殖质对重金属吸附行为的影响

水环境中金属离子—腐殖质—矿物(或细菌)之间的相互作用能够显著影响金属离子在地质体中的迁移和归宿。本文综述了水环境中腐殖质对金属离子在矿物、微生物等表面吸附行为影响的研究现状,分析讨论了复合型表面的基本特点、腐殖质对金属吸附到矿物表面的影响因素、腐殖质影响细菌表面吸附金属离子的机理,以及对三相体系不同研究者的研究思路与结论等。

^（239）Pu在西南某地板岩与土壤中的吸附行为

以西南某极低放废物处置库预选场址地质环境中板岩与土壤为吸附介质,通过吸附实验和解吸实验,研究了不同介质粒径、环境温度（10℃—50℃）、水相pH（4—12）对239Pu核素在板岩与土壤介质中吸附行为的影响特征.吸附实验表明,水相环境中板岩和土壤介质对239Pu核素的吸附过程在10 d左右达到平衡,并且其吸附分配比随着介质粒径的减小而增大,随着水相pH值的增大而增大,但温度对其吸附的影响不明显.解吸实验表明板岩和土壤介质对239Pu核素的吸附是可逆的.

铀在木纤维上的吸附行为及机理分析

为了解木纤维对铀的吸附特性,通过静态吸附实验,研究了木纤维的粒度、吸附时间、用量、温度及溶液的pH值和初始浓度等因素对模拟含铀废水中U(Ⅵ)去除率的影响,并从热力学和动力学方面对吸附过程进行了分析。结果表明:溶液初始pH≈3时,木纤维对铀的吸附平衡时间为4h,且吸附剂粒径越小、温度越高、用量越大,越有利于铀的去除;铀在木纤维上的吸附过程符合Langmuir等温吸附方程,吸附动力学过程可用准二级吸附动力学模型描述,表明化学吸附主要受动力学控制;木纤维吸附铀是自发的吸热反应。SEM、FT-IR和EDS分析结果表明,木纤维吸附铀后表面形态发生了改变,且在吸附过程中铀主要与木纤维表面活性基团螯合并形成配合物,存在表面络合吸附行为;吸附铀前后的能谱对比分析表明,吸附过程中存在离子交换行为。因此,木纤维对铀的吸附机理是以离子交换和表面络合吸附为主、物理吸附为辅的混合吸附过程。

页岩不同类型干酪根内甲烷吸附行为的分子模拟

目前对于页岩中不同类型有机质干酪根对甲烷的吸附影响规律尚不清楚。为此,根据页岩干酪根的元素含量、分子结构构建了腐泥型、混合型和腐殖型的干酪根分子模型,利用巨正则蒙特卡罗方法和分子动力学模拟方法研究甲烷在干酪根中的吸附行为,并进行了实验验证。进而探讨了温度、地温梯度、干酪根分子组成、比表面积对甲烷—干酪根吸附系统的影响,以及甲烷在页岩干酪根内的微观吸附机理。结果表明:(1)腐殖型干酪根对甲烷的吸附量最大,混合型次之,腐泥型最小;(2)干酪根的化学结构对甲烷的吸附有着重要的影响,富含芳香族的干酪根对甲烷具有更强的亲和力,碳、硫原子对甲烷在干酪根中吸附的影响较大;(3)甲烷在干酪根中吸附属于物理吸附,温度越高甲烷吸附量越小,平均等量吸附热均小于42 k J/mol;(4)随着地层深度的增加,甲烷吸附量先增加后减少,在地层深度介于2 000~2 500 m甲烷绝对吸附量达到峰值,地温梯度越小相同埋深下甲烷吸附量越多;(5)甲烷吸附量与干酪根的比表面积呈线性正相关关系。

新型交联壳聚糖树脂的制备及其对苯甲酸的吸附行为研究

以壳聚糖为原料 ,甲醛为预交联剂 ,环氧氯丙烷为交联剂 ,通过反相悬浮交联法制备出新型壳聚糖树脂 ,并用红外光谱和扫描电镜对其结构进行表征 .测定了不同温度下新制备树脂自水中吸附苯甲酸的等温线 ,计算了吸附过程的热力学参数 .并用Freundlich方程对实验数据进行拟合 ,发现该方程适用于所研究的吸附体系 .体系的热力学与吸附机理密切相关 ,当苯甲酸浓度较低时 ,吸附为放热过程 ,体系熵减少 ,降温有利于吸附 ;当苯甲酸浓度较高时 ,吸附为吸热过程 ,体系熵增加 ,升温有利于吸附 .

邻硝基苯酚在有机改性凹凸棒土上的吸附行为

应用阳离子表面活性剂十六烷基三甲基溴化铵(HDTMA)、溴代十六烷基吡啶(CPB)、四乙基溴化铵(TEA)和四丁基溴化铵(TBA)分别对凹凸棒石原土进行改性,研究有机改性凹凸棒土对水中邻硝基苯酚的吸附作用.结果表明,四种改性土对水中邻硝基苯酚的吸附在较短的时间内即基本达到平衡,且对水中邻硝基苯酚的吸附去除率与改性土的有机碳含量呈明显的正相关,同样条件下其去除能力大小的顺序是CPB改性土(HDTMA改性土(TBA改性土(TEA改性土;当体系pH值大于邻硝基苯酚的pKa时,CPB改性土对邻硝基苯酚的吸附能力明显增强;CPB改性土对邻硝基苯酚的吸附过程更适合用Henry吸附等温线进行描述,该吸附过程的主要机制是分配作用;CPB改性土对邻硝基苯酚的吸附过程是吸热反应,该吸附过程中无化学键力和配位基交换力等强作用力;阴离子表面活性剂十二烷基苯磺酸钠(SDBS)的存在抑制了CPB改性土对邻硝基苯酚的吸附.

溶胶-凝胶法制备高比表面积的纳米氧化铝及其对过渡金属离子吸附行为的研究

溶胶 -凝胶法合成高比表面积纳米氧化铝,以透射电镜(TEM),X射线衍射(XRD),比表面积测定(BET)等手段对所得的纳米氧化铝进行了表征,表明纳米粒子的粒径在 40～ 80nm.以ICP AES为检测手段,考察了纳米氧化铝材料在静态吸附条件下对于过渡金属离子的富集分离性能.结果表明,在pH 8～ 9范围内,过渡金属离子Cu,Mn,Cr,Ni可实现定量分离富集.吸附于纳米氧化铝上的金属离子可用 1.0mol/L盐酸溶液完全解脱.将所合成的纳米氧化铝用于实际标准样品黑麦叶和煤烟灰中Cu,Mn,Cr,Ni的分离富集及ICP AES测定。

H_2,CO和H_2/CO在ZrO_2催化剂上吸附行为研究

用 in situ FTIR法研究了 H2 、CO及 CO/H2 在 Zr O2 表面的吸附行为 .结果表明 ,H2 在 Zr O2 表面吸附存在两种形态的羟基 (即 Zr OH和 Zr OHZr) ,吸附温度增加 ,羟基数量增加 .CO在 2 0 0℃易与 Zr O2 表面羟基作用形成甲酸盐物种 ,吸附温度升高时 ,该物种逐渐分解生成 CO和 Zr OH.当 CO和 H2 共存时 ,表面甲酸盐的量明显增加 ,并随温度增加 ,逐渐加氢形成甲氧基 ,最后生成甲烷 .甲氧基的加氢过程较慢 ,所需反应温度也较高 ,被认为是 CO加氢合成醇的速控步骤 .