粘土对地下水中U(Ⅵ)的吸附作用及其污染控制研究

进行了U(Ⅵ)在粘土上吸附的批实验,其中,粘土样采自我国南方某大型铀尾矿库库底.实验结果表明,U(Ⅵ)在粘土上的吸附与浸泡液的pH值呈强烈的非线性关系,在pH值近中性时,U(Ⅵ)在粘土上的吸附达到了一个最大值,而在偏酸性或偏碱性条件下,U(Ⅵ)在粘土上的吸附迅速减少;运用表面络合理论建立了U(Ⅵ)在粘土上吸附的表面络合模型(DLM),该模型很好地拟合了实验数据.模型检验表明,它可以精确预测U(Ⅵ)在不同热力学条件下的吸附行为;此外,模拟结果表明,U(Ⅵ)的粘土上吸附在酸性条件下受固液比(M/V)影响明显,而在碱性条件下主要受浸泡液中HCO3-和CO2-3的控制.     

坡缕石粘土对Cu2+的吸附热力学

将坡缕石粘土分离提纯后作为吸附剂,通过对水中Cu2+的静态吸附实验,考察了时间及介质pH值对吸附效果的影响,并对吸附平衡和吸附热力学特征进行了探讨。结果表明:在实验条件下坡缕石粘土对水中的Cu2+离子具有较强的吸附作用,吸附平衡时间约为60 min,pH值对吸附效果有显著的影响,吸附量随pH值的升高而增加,当平衡溶液pH>7时吸附率超过99%;吸附平衡与Langmuir方程的符合程度优于D-R方程和Freundlich方程,由Langmuir方程拟合饱和吸附量为33.0～34.0 mg/g,由D-R方程得平均吸附能Es为13 kJ/mol,吸附过程为离子交换反应;吸附过程吸热,吸附焓为16.97 kJ/mol,吸附Gibbs函数在-27～-24 kJ/mol之间,吸附熵大于零,吸附过程可自发进行。     

Cd2+在甘肃靖远坡缕石粘土上的吸附作用研究

以提纯后的甘肃靖远坡缕石粘土作吸附剂,常温下对水中Cd2 进行吸附实验,考察了吸附时间、吸附剂用量、振荡速率及pH值对吸附效果的影响,并对吸附动力学过程和吸附平衡进行了探讨.XRD和红外光谱分析结果显示,原矿在提纯后杂质石英被有效分离,得到了坡缕石含量较高的提纯样品.吸附实验结果显示,约60 min吸附反应可达平衡;pH值对吸附效果有显著影响,吸附率随pH值的升高而增加,当平衡溶液pH>8时吸附率超过99%;吸附过程与pseudo-second-order Lagergren动力学模型方程有较好的一致性,吸附平衡同时符合Langmuir和Freundlich等温吸附模型,由Langmuir方程得到饱和吸附量为31.65 mg/g.     

β-FeOOH的水热法合成及其去除Cr(Ⅵ)实验研究

采用水热法成功合成四方纤铁矿(β-FeOOH),并结合XRD、SEM、zeta电位分析等对合成物进行系列表征。重点考察Cr(Ⅵ)初始浓度、pH值以及不同光照条件等因素下,β-FeOOH对Cr(Ⅵ)去除效果的影响。实验结果表明:合成得到的β-FeOOH为纺锤形晶体,长径200nm~250nm,端面直径30nm~50nm。Cr(Ⅵ)初始浓度、pH值以及光照条件对β-FeOOH去除Cr(Ⅵ)均存在重要影响。随着Cr(Ⅵ)初始浓度的升高,β-FeOOH吸附Cr(Ⅵ)量呈先递增后降低的趋势,当Cr(Ⅵ)初始浓度为50.07 mg/L时,β-FeOOH吸附Cr(Ⅵ)量达到最大值12.05mg/g,且吸附特征符合Langmuir方程吸附模型,饱和吸附量为16.35mg/g;β-FeOOH宜在弱酸性环境下去除Cr(Ⅵ),随着污染液pH的升高,β-FeOOH对Cr(Ⅵ)去除率呈现先增加后减小的趋势,在pH为6.24时去除率达到最大,为96.67%;光照条件会影响β-FeOOH对Cr(Ⅵ)的去除,β-FeOOH对Cr(Ⅵ)的去除效率呈现出黑暗环境自然环境紫外光照射。     

陆架边缘海环境下金属元素与有机质富集关系探讨

陆架边缘海是“河口—陆架”体系重要的碳汇,黏土矿物作为主要载体将有机质与金属元素吸附于表面或层间,通常表现为粒度、有机质和金属元素含量之间高度正相关。本文通过分析南黄海中部沉积物粒度、总有机碳、主微量元素,探讨三者之间分布特征和相互关系,进一步开展金属元素、有机质与黏土矿物吸附模拟实验,结果表明,酸性条件（pH=4）下适量的金属离子（Zn2+、Ni2+、Pb2+）明显促进伊利石对腐殖酸（有机质主要组成部分）吸附,腐殖酸吸附量达到20.06 mg/g,其中金属离子加入使腐殖酸吸附量提高6.25%;同时碱性条件（pH=8）下金属离子也能够促进伊利石对腐殖酸吸附,腐殖酸吸附量达到15.7 mg/g,金属离子加入使腐殖酸吸附量提高38.9%。金属离子的阳离子键桥作用促进伊利石吸附腐殖酸,且酸性环境下腐殖酸的吸附量高于碱性环境。证实了陆架边缘海背下金属元素的参与对黏土矿物吸附腐殖酸具有明显促进作用,有利于在全球碳循环过程形成边缘海“碳库”,同时海洋酸化可能造成海洋溶解有机质降低和重金属离子浓度升高,对陆架边缘海海洋生态系统平衡构成威胁。     

粘土对地下水中U（VI）的吸附作用及其污染控制研究

进行了U（VI）在粘土上吸附的批实验，其中，粘土样采自我国南方某大型铀尾矿库库底。实验结果表明U（VI）在粘土上的吸附与浸泡液的pH值呈强烈的非线性关系，在pH值近中性时，U（VI）在粘土上的吸附达到了一个最大值，而在偏酸性或偏碱性条件下，U（VI）在粘土上的吸附迅速减少；运用表面络合理论建立了U（VI）在粘土上吸附的表面络合模型（DLM），该模型很好地拟合了实验数据。模型检验表明，它可以精确预测U（VI）在不同热力学条件下的吸附行为；此外，模拟结果表明，U（VI）的粘土上吸附在酸性条件下受固液比（M／V）影响明显，而在碱性条件下主要受浸泡液中HCO3^-和CO3^2-的控制。     

黄河泥沙对硝基氯苯的吸附机理研究

通过静态吸附实验,研究了黄河底泥对硝基氯苯的吸附机理,并在此基础上研究了影响吸附的不同条件。实验结果表明,最佳平衡吸附时间为2h;吸附量随着平衡浓度的增加而增加,随着含沙量的增加而降低;温度对吸附的影响随含沙量不同而不同,含沙量较高时,温度对吸附影响不大,含沙量较低时,吸附量随温度的升高呈先下降后增加的趋势;在本实验条件下,吸附量随着pH值的增加而下降,随离子强度增加而增加。     

铁锰氧化物在碱性条件下对镉的吸附特征研究

实验研究了不同的pH值、初始离子浓度、矿物用量、温度以及时间等因素对针铁矿和软锰矿吸附镉的影响。结果表明:在pH值从酸性到近中性的范围内,两种氧化矿物对镉的吸附量增加较快,然后在碱性条件下吸附量保持着最大值;反应前后两种氧化矿物溶液的pH值均有不同程度的变化,其中针铁矿和软锰矿的临界pH值分别为8和6.5;两种矿物对镉的吸附在6 h左右达到了吸附平衡,吸附等温线都较好地符合Freundlich等温方程式;随着两种氧化物用量的增加,其吸附量也有增加;室温下,针铁矿和软锰矿对镉的吸附效果较好。     

油页岩对钴离子的吸附性能研究

油页岩中因含有大量的黏土矿物而对金属离子具有一定的吸附能力.采用静态吸附法对油页岩吸附钴离子的影响因素及吸附动力学进行了研究.结果表明，油页岩粒度、溶液浓度、溶液pH值、吸附时间等均对吸附性能有一定影响.油页岩对钴离子的吸附量随样品粒径的减小而增大；随着钴离子初始浓度的增加，油页岩对钴离子的吸附总量增加；溶液pH值在3~8范围内，油页岩对钴离子的吸附量和吸附率随着pH值的增大呈上升趋势.通过吸附动力学研究发现，油页岩对钴离子的吸附过程符合准二级动力学过程和粒子内扩散机理.     

地下水系统中镍污染和天然胶体共迁移特征

为了对地下水系统中天然胶体与Ni²⁺的共迁移特征进行研究，通过静态吸附实验和石英砂模拟含水层介质柱实验研究了土壤胶体对Ni²⁺在地下水中运移的影响，以及pH、离子强度（IS）、有机质等对土壤胶体吸附Ni²⁺的影响。结果表明：随着pH值升高，土壤胶体对Ni²⁺的吸附量增加；离子强度的增加会显著地降低土壤胶体吸附Ni²⁺的能力；腐殖酸（HA）的存在会增强胶体对Ni²⁺的吸附能力；在有胶体的情况下，Ni²⁺穿透砂柱的时间会缩短，吸附能力增强，吸附量增加，但当离子强度增加时，虽然Ni²⁺穿透砂柱的时间也被缩短，但是吸附量却降低。