Calculation of Thermodynamic Parameters for Freundlichand Temkin Isotherm Models

Derivation of the Freundlich and Temkin isotherm models from the kinetic adsorption/desorpt ion equations was carried out to calculate their thermodynamic equilibrium constants. The calculation formulae ofthree thermodynamic parameters, the standard molar Gibbs free energy change, the standard molar enthalpy change and the standard molar entropy change, of isothermal adsorption processes for Freundlich andTemkin isotherm models were deduced according to the relationship between the thermodynamic equilibriumconstats and the temperature.

Freundlich动力学方程及其参数的物理意义探析

提出了Freundlich动力学方程的概念,给出了Freundlich动力学方程的微分式和积分式的推导过程,并对Freundlich动力学方程的微分与积分式中各参数的物理意义分别进行了讨论,最后给出了实际例子证明该Freundlich动力学方程是符合实际的。

评Freundlich吸附等温式的推导

叙述了Freundlich吸附等温式的几种主要的推导方法,以及这些推导所反映的物理模型,并对它们进行了评价。

硫代氨基功能化粉煤灰空心微珠@碳纳米管吸附Cu^(2+)研究

碳纳米管作为一维纳米材料,具有高比表面积和结构可控等优点,被广泛应用于吸附领域,同时也因存在疏水性强、表面惰性以及选择性吸附能力差等不足而限制了其在重金属吸附领域的应用。以燃煤废料粉煤灰空心微珠为原料,制备了一种具有高缺陷密度的空心微珠@碳纳米管材料,并通过羧基化、酰氯化在其表面接枝了硫代氨基官能团,将其用于吸附水溶液中的Cu^(2+),结果表明:粉煤灰空心微珠@碳纳米管表面成功引入了羧基、羟基、氨基等官能团,表面Zeta电位降低;吸附容量与吸附过程中的反应温度、初始pH、初始质量浓度呈正相关;在120 min时吸附达到平衡,平衡时复合材料对Cu^(2+)的吸附容量为34.0 mg/g;吸附过程符合Freundlich吸附等温线模型,与准二级动力学模型拟合度高,吸附过程为自发的吸热反应;吸附机理包括离子交换、静电相互作用和表面络合作用。该研究成果可为粉煤灰的高值化利用和水溶液中Cu^(2+)的吸附研究提供参考。

活性炭对典型水源地NOM吸附特性的影响

利用修正后的Freundlich吸附等温线研究水源地水体中天然有机物(NOM)溶出pH、活性炭种类及活性炭粒径等对NOM吸附强度的影响。结果表明,典型水源地土壤溶出NOM吸附特性可以用修正后的Freundlich吸附等温线很好地表征;中性条件下溶出NOM的吸附强度明显高于酸性和碱性;活性炭对NOM的吸附具有选择性,且吸附强度呈现AR>HS->CP>AK-703的趋势;NOM的吸附强度随活性炭粒径的减小而增大。

沉积物的逐级分离与硝基苯的吸附

采用逐级分离法将大连近海海底沉积物进行分级处理,每级相继去除碳酸盐、有机质和金属水含氧化物,最后一级为粘土矿物.每级沉积物的电子显微镜形态观察结果与逐级分离的预期结果基本吻合.硝基苯在各级沉积物上的吸附行为符合Freundlich等温式。

厌氧颗粒污泥对五氯酚(PCP)的吸附、解吸及生物降解

以未驯化污泥接种的升流式厌氧污泥床反应器可形成降解五氯酚（ＰＣＰ）的颗粒污泥．颗粒污泥去除ＰＣＰ的主要机制是生物降解作用，而不是生物吸附作用．ＰＣＰ在颗粒污泥上的吸附和解吸符合Ｆｒｅｕｎｄｌｉｃｈ等温方程，吸附和解吸的Ｆｒｅｕｎｄｌｉｃｈ常数Ｋ、１／ｎ分别为０．７８５７ｍｇ／ｇＳＳ、０．５０７９和１．１０９５ｍｇ／ｇＳＳ、０．３７８２，部分ＰＣＰ被不可逆吸附．与其它活或死的生物材料相比，本试验形成的颗粒污泥对ＰＣＰ吸附量较小．该方程较准确地表达了ＵＡＳＢ反应器内厌氧颗粒污泥对ＰＣＰ吸附量的变化规律．

混合菌种对地下水中三氯乙烯的生物降解和吸附解吸的实验研究

由于氯代有机溶剂的大量使用和不合理的处置 ,致使三氯乙烯 (以下简称TCE)成为地下水中常见的有机污染物。本实验以TCE为靶污染物 ,采用批试验方法 ,研究了灭菌后的混合菌种对不同浓度TCE的吸附影响。实验结果表明 :当TCE浓度在 10～ 2 0 0mg l范围内 ,TCE的吸附模式符合Cs =0 17976C2 36 39e 等温方程 ;TCE的解吸模式符合C =0 0 2 987C2 1 46 1 e 等温方程 ;吸附在 15min内平衡 ;解吸在 1h内平衡。

颗粒活性炭吸附去除水中雌激素的试验研究

以自来水为试验原水,投加雌酮(E1)、雌二醇(E2)和乙炔雌二醇(EE2),考察了颗粒活性炭去除水中雌激素的效果及动力学.结果表明,活性炭吸附能快速有效地去除水中雌激素.接触10 min后,即达到吸附平衡.平衡质量浓度与雌激素起始质量浓度有关.初始质量浓度为500 ng/L时,E1、E2和EE2的去除率分别为74.7%、89.5%和82.8%.E1、E2和EE2同时存在时,活性炭对E2的吸附效果显著变差(初始质量浓度为500 ng/L时,吸附平衡质量浓度由44.65 ng/L增加到195.03 ng/L),而对E1和EE2的吸附效果没有影响.不同初始质量浓度的等温吸附数据可用Freundlich等温吸附方程来描述.

西辽河流域沙土对磷的吸附行为

采用小型回填式土柱动态吸附试验研究了西辽河流域沙土对磷的吸附行为.结果表明:沙土对磷的吸附行为符合Freundlich吸附方程和Langmuir吸附方程,且前者更优.吸附分配系数(k)平均值为31.55,磷饱和吸附量平均值为312.55mg/kg.沙土对磷的吸附方式以物理吸附为主,易淋失,仍存在一定的环境风险.固定沙土中的微团聚体因存在以孔隙填充方式的磷吸附,所以其对磷的吸附能力最强,磷淋失的环境风险最小;而流动沙土对磷的吸附能力最弱,磷淋失的环境风险最大.农田和林地沙土对磷的吸附能力最强,磷淋失的环境风险最小,是沙土的最佳利用方式.沙土对磷的吸附分配系数及饱和吸附量与土壤w(粗黏粒),w(黏粒)和w(有机质)呈极显著正相关.

沉水植物菹草在低温条件下对重金属Cu、Pb、Zn的吸附和富集

在10℃的较低温度条件下,研究了冬春季节生长旺盛的沉水植物菹草(Potamogeton crispusL.)对重金属离子Cu2+,Pb2+,Zn2+的生物吸附特征及解吸情况,对不同初始浓度重金属水体中的重金属离子去除率情况,以及在此过程中菹草各器官(叶、茎、根茎、根)对重金属离子的富集情况。结果表明,菹草对Cu2+,Zn2+的吸附在20min内达到平衡,对Pb2+的吸附在50 min内达到平衡,吸附动力学结果符合伪二级动力学方程,决定系数分别达1,1,0.997 8。Freundlich等温线可较好地拟合菹草吸附Cu2+,Pb2+,Zn2+的过程,Cu2+,Pb2+,Zn2+的吸附容量分别达到66.900 6,26.543 0,30.371 8 mg.L-1。以去离子水作洗脱剂,解吸液中3种重金属离子浓度均低于仪器检出限(0.01 mg.L-1),解吸程度微弱。投放菹草后,随着初始处理浓度的升高,水体Cu2+的去除率先降低后升高,Pb2+的去除率的变化趋势与Cu2+类似。Zn2+去除率则随水体Zn2+初始浓度的升高而逐渐升高。菹草各器官对水体3种重金属离子的富集能力不同,排序为Cu2+>Zn2+>Pb2+。不同器官对同一种重金属离子的富集量差异显著,叶是富集重金属离子的主要器官。水体重金属离子的初始浓度会影响菹草各器官富集重金属离子的能力,一般随水体重金属初始浓度升高,菹草各器官的重金属离子富集量虽有不同程度的增加但富集系数持续减小。

西辽河流域沙土对氨氮的吸附行为研究

采用小型回填式土柱动态吸附实验方法研究了西辽河流域沙土对氨氮的吸附行为。结果表明,西辽河流域沙土对氨氮的吸附行为符合Freundlich吸附等温式和Langmuir吸附等温式,最优模型为Langmuir吸附方程;西辽河流域沙土对氨氮的饱和吸附量在573.81～3 666.16 mg/kg之间,平均为1 733.83 mg/kg。吸附分配系数k在3.13～524.55之间,平均为93.47;沙土对氨氮的吸附方式以化学吸附为主,解吸可逆性较弱。被吸附的氨氮解吸淋失的环境风险较小;沙土氨氮饱和吸附量与土壤有机质含量、粘粒含量和粗粘粒含量呈极显著正相关,影响程度顺序为:有机质含量>粘粒含量>粗粘粒含量;不同利用结构沙土的氨氮饱和吸附量:林地(2 053.87 mg/kg)>农田(1 990.40 mg/kg)>草地(1 356.37 mg/kg)>沙荒地(813.30 mg/kg);农田、林地和草地结构由于土壤有机质和团聚体含量较高,对氨氮的固持能力较强,氨氮流失的环境风险较小,沙荒地结构对氨氮的固持能力最弱。氨氮流失的环境风险最大。

不同磷浓度对土壤吸附锌特性的影响

通过等温吸附试验,研究了不同磷浓度条件下水、旱田两种土壤吸附锌的规律,结果表明:在本试验条件下,以Freundlich方程拟合土壤对锌的吸附等温线的效果最好;不同磷浓度条件下,同一土壤的吸附等温线方程参数k和n均没有显著的变化;不同磷浓度对土壤吸附锌的量没有显著影响。因此,磷锌拮抗的原因可能不是施磷加强了土壤对锌的吸附作用。

西辽河流域沙土的氨氮解吸行为研究

采用小型回填式土柱淋溶实验方法研究了西辽河流域沙土的氨氮解吸行为。结果表明,西辽河流域沙土的氨氮解吸行为符合Langmuir和Freundlich解吸等温式;沙土氨氮解吸比率Dr在0.44～0.99之间,平均为0.75,解吸迟滞性指数TⅡ在0.05～0.65之间,平均为0.29,沙土对氨氮的解吸迟滞性较强,解吸可逆性较弱。被吸附的氨氮解吸淋失的环境风险较小;沙土氨氮解吸比率Dr与土壤有机质含量、粘粒含量和粗粘粒含量呈极显著负相关,影响程度顺序为:有机质含量>粗粘粒含量>粘粒含量;解吸分配系数k和解吸迟滞性指数与土壤有机质含量分别呈极显著和显著正相关,与粘粒含量和粗粘粒含量没有相关性;草地、农田和林地结构由于土壤有机质和团聚体含量较高,氨氮解吸迟滞性较强,氨氮流失的环境风险较小,沙荒地结构氨氮流失的环境风险较大。

钠基膨润土的制备及对Cu(Ⅱ)的吸附特性研究

【目的】制备钠基膨润土并探讨其对Cu(Ⅱ)的吸附特性和规律.【方法】以氯化钠作钠化剂,采用悬浮液法工艺对钙基膨润土进行钠化改型制得钠基膨润土,然后用钠基膨润土对Cu(Ⅱ)进行吸附研究,通过吸附等温线的拟合探讨其吸附特性以及酸度、温度对吸附的影响.【结果和结论】改型膨润土对Cu(Ⅱ)的吸附符合Freundlich吸附模型,是一种单分子层的表面吸附,90 min可达到吸附平衡,酸度越低吸附量越大,但pH大于5以后,吸附量就趋于稳定;而温度越高吸附量越小,当温度高于35℃后,吸附量就基本不变.在25℃和pH5时,向50 mL 10.0mg·L-1的铜离子溶液中加入0.200 g改型膨润土,去除率达到97.85%,表明该改型膨润土可在铜离子的去除方面发挥重要作用.

西辽河流域不同土地利用结构沙土磷解吸特征

采用小型回填式土柱淋溶试验方法,研究了西辽河流域沙土的磷解吸特征.结果表明,西辽河流域沙土的磷解吸特征符合Freundlich和Langmuir解吸等温式;沙土磷的解吸比率(Dr)在0.32～0.98之间,平均值为0.70;最大解吸量(Dm)与饱和吸附量(Гm)呈极显著正相关;沙土对磷的吸附方式以物理吸附为主,解吸可逆性较强.被吸附的磷在环境中较易发生淋失,仍然存在一定的环境风险.土壤中w(有机质)和w(团聚体)对磷的固持能力有较大影响;不同土地利用结构磷的Dr排序为农田(0.64)=草地(0.64)<林地(0.67)<沙荒地(0.91),农田、草地和林地磷淋失的环境风险较小;沙荒地磷淋失的环境风险最大,Dr与土壤中w(粗黏粒),w(黏粒)和w(有机质)呈极显著负相关.

二氧化锡气体传感器敏感机理的研究

结合晶粒边界的肖特基势垒模型和固体表面对气体的Freundlich等温吸附原理推导了SnO2的电导与气体浓度、工作温度之间的关系,用Mathematica对电阻—浓度的关系进行模拟,分析了模拟结果和实际的测试结果的异同.通过比较可得出在5000×10-6以下,电阻与气体浓度呈下降趋势,与模拟结果有一定差距,但在高浓度,电阻的变化趋于恒定,下降缓慢,和理论模型非常好地吻合.考虑环境气氛的影响,将模型中的特征常数d,B′适当减小可对低浓度下的模型加以修正.

物理吸附与化学吸附

在催化过程中，物理吸附和化学吸附是同时进行的。实验事实表明，在低复盖率时，可能存在理想气固吸附平衡的情形，热力学平衡常数Ｋａｄ由一组方程定义。

酚醛腐植酸树脂的制备及其对Cu^(2+)的吸附效应

为获得性能更强的腐植酸基水处理材料,以陕西黄陵风化煤、苯酚、甲醛为原料,制备出酚醛腐植酸离子交换树脂,并分析酚醛腐植酸树脂在不同初始浓度、吸附时间、吸附温度条件下对Cu^(2+)的吸附和解吸性能.结果表明,以25g/L的比例向210mg/L的Cu^(2+)溶液中加入酚醛腐植酸树脂,吸附3h即可达到吸附平衡,最大吸附容量为8.231mg/g,吸附结果符合Freundlich等温吸附模型.实验表明,酚醛腐植酸树脂经洗脱后可重复使用,酚醛腐植酸树脂对Cu^(2+)有良好的吸附和解吸特性.

β-CD固载淀粉的制备及其对藏红花T的吸附性能

为解决当前印染废水吸附材料处理效率低、时间长、吸附剂本身污染严重及难降解的问题,以玉米淀粉(CS)为固载基体,将β-环糊精(β-CD)和柠檬酸(CA)引入本聚合体系中,以柠檬酸(CA)作为交联剂,以次亚磷酸钠(SHP)作为催化剂,采用二分法完成β-环糊精固载玉米淀粉(C-β-CDP)的制备.探讨预聚体含量、预聚体和次亚磷酸钠的投放比例、反应温度和时间等因素对玉米淀粉固载β-环糊精的影响.结果表明:制备C-β-CDP的最佳工艺条件为预聚体质量分数为60%,nCA-β-CD∶nSHP=1∶0.33,反应温度为100℃,反应时间为30min.反应后出现了新的酯基,原有的结晶区被破坏,证明CS和β-CD之间发生了固载;以藏红花T为吸附对象,C-β-CDP的吸附过程更为符合Freundlich等温吸附方程,在温度为45℃时最大吸附量为14.747 2 mg/g,对藏红花T去除率为86.061 8%,吸附主要为环糊精对藏红花T的包覆,同时也包括化学吸附而并非分子扩散.