天然硅藻土吸附活性染料的热力学研究

研究了天然硅藻土吸附水溶液中两种活性染料活性黑K-RB和活性金黄X-G的吸附特性。结果表明:两种活性染料平衡吸附量都随温度上升而上升,在相同条件下活性黑平衡吸附量大于活性金黄,染料分子的大小、官能团是影响吸附主要因素。两种染料吸附等温线均符合Langmuir和Freundlich方程,表明吸附主要是物理吸附,属于多层吸附。吸附是一个吸热反应ΔH>0,自发进行(ΔG<0),ΔS总是正值,此外,根据实验数据,计算了吸附势E,其值随吸附量增多而减小。

天然硅藻土吸附废水中Cd^(2+)和Pb^(2+)的热力学研究

用天然硅藻土吸附废水中Cd2+和Pb2+两种重金属离子,探讨了天然硅藻土对Cd2+和Pb2+的吸附等温式和吸附热力学规律。结果表明:天然硅藻土对Cd2+和Pb2+的平衡吸附量随温度的升高而增加。两种重金属离子的吸附等温式都与Langmuir方程符合更好。由热力学参数可知吸附过程是自发、吸热的过程。

天然硅藻土吸附废水中酸性红BR的热力学研究

研究了天然硅藻土吸附水溶液中染料酸性红BR的热力学特性,结果表明:平衡吸附量随温度的上升而上升;吸附等温线符合Langmuir和Freundlich方程,表明主要是物理吸附,属于多层吸附。吸附过程中吸附焓变ΔH>0,为吸热反应;吸附Gibbs自由能变ΔG<0,因而能自发进行;吸附熵变ΔS为正值。此外,根据实验数据,计算了吸附势E,其值随吸附量增多而减小。

天然硅藻土中的杂质快速清除

针对几种加入了NH4HSO4的天然硅藻土的焙烧进行了研究。结果表明:经处理后的硅藻土中杂质被清除,质量达到一级硅藻土的水平。焙烧处理条件是:温度400℃,处理时间1～1.5 h,加入NH4HSO4量是清除硅藻土中杂质Al2O3、Fe2O3所需理论克分子量的2倍。

天然硅藻土的应力水平与孔隙空间分布的关系

采用压汞法研究了不同固结压力作用下具有强结构性的天然沉积硅藻土的微观孔隙入口孔径分布与应力水平的关系。研究结果表明:当应力水平小于固结屈服应力时,具有强结构性的天然沉积硅藻土的微观孔隙入口孔径分布几乎与应力水平无关,而当外加应力水平达到固结屈服压力时,虽然总体孔隙空间体积几乎与天然沉积状态时一样,但其微观孔隙入口孔径分布则发生显著变化。在屈服后阶段,随着应力水平的增大硅藻土的孔隙空间体积逐渐减少,最大孔隙变小,整体孔隙空间的孔径趋于均匀。并对微观结构变化与宏观力学特性的内在联系也进行了初步探讨。

硅藻土的改性及其在污水处理中的应用

为了研究天然硅藻土和经过原位柱撑的改性硅藻土在污水处理中的应用效果,采用对比分析的方法对两种水处理剂进行探究,采用养殖废水作为实验试剂。结果表明:在pH=7,慢速搅拌20 min的条件下,原硅藻土的最佳投药量为0.2 g/50mL,COD_(cr)的去除率为59.06%、总氮的去除率为65.20%、浊度的去除率为97.25%;改性硅藻土的最佳投药量0.25 g/50m L,COD_(cr)的去除率为81.10%、总氮的去除率为81.10%、浊度的去除率为99.96%。改性后的硅藻土在处理污水的各个方面都有更好的效果。

强结构性天然沉积土的强度变形特性

广泛分布在日本大分县的天然硅藻土是一种令人惊奇的具有正常固结历史的天然沉积结构土,其含水量如豆腐,却硬如石头。由于具有强结构性,其土样不会受到取样及成形过程的扰动影响,能够在室内对其天然状态进行力学性状研究,是一种难得的天然沉积结构性土。采用最大压力达10MPa的高压三轴仪对天然沉积硅藻土进行试验,以探讨强结构性天然沉积土的力学性状。结果表明,其固结屈服压力达到上覆压力的57倍以上,固结屈服前的压缩曲线是水平的,固结压力达到固结屈服压力时,压缩性突增。强度试验结果显示,处于固结屈服前状态的强度与应力水平无关,而处于固结屈服后状态时其强度包络线与重塑粘土同样为通过原点的直线。

经典等温吸附模型在重金属离子/硅藻土体系中的应用及存在问题

为了深入了解天然硅藻土对常见重金属离子Cu2+、Zn2+、Pb2+、Cd2+、Mn2+、Fe3+的吸附属性,同时也为了发现经典等温吸附模型应用于液/固体系时存在的问题,开展了系列等温吸附研究.结果表明,最适于描述天然硅藻土对Pb2+、Cd2+、Cu2+、Zn2+、Mn2+、Fe3+吸附的模型分别为Tenkin、Tenkin、Langmuir、Tenkin、Freundlich和Freundlich模型.各离子在天然硅藻土上的吸附以物理过程为主,吸附反应容易进行.液/固体系中,应用经典等温吸附模型对试验数据进行线性拟合时,发现平衡吸附量q e不是离子平衡浓度c e的唯一函数,而是c e与吸附剂浓度W0两个变量的函数,q e与c e/W0具有一一对应的函数关系.经典等温吸附模型存在明显的吸附剂浓度效应,参数值不稳定,模拟值与实测值差异显著,缺乏实际指导意义.试验证明新的四组分模型可用于描述天然硅藻土-水溶液体系中单一离子的吸附行为,新模型参数k与q m值也具有唯一性,可用于给定体系的实际定量计算.