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针铁矿/水界面反应性的实验研究 总被引：1，自引：0，他引：1
选择针铁矿对Pb2+、Cu2+、Cd2+等3种重金属离子的吸附实验,开展矿物/水界面反应性研究.金属离子(M2+)在矿物-水溶液间分配有多种表面反应机制,这些表面反应发生作用的条件主要取决于吸附质水化学性质和矿物表面荷电性,因此,溶液pH值是影响矿物/水界面反应性的关键因素.在不同pH值条件下, 表面羟基可通过发生质子化或去质子化反应而使得矿物表面产生荷电性并发生改变,而金属离子的水解则可显著加快金属羟基配合物的形成,从而进一步增强了矿物/水界面反应.本实验条件下针铁矿表面对重金属离子的吸着量随pH值升高而升高,在一个较窄的pH值范围内吸附率急剧升高,呈S形分布.针铁矿对3种不同的重金属离子的吸附能力的强弱顺序是Cu2+＞Pb2+＞Cd2+.无论是Langmuir方程还是Freundlich方程,都能较好拟合针铁矿对重金属离子的等温吸附过程.Freundlich方程的n值均在0.1～0.5之间,说明重金属离子在针铁矿表面的吸附并不能简单地归结为单配位或双配位模式,可能存在着多种吸附结合形态.表观吸附常数KM值的变化规律,说明重金属离子与针铁矿表面反应模式及其表面吸附形态发生了变化,具体的吸附形态还有待谱学研究进一步证实. 相似文献
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国内矿物治理重金属废水研究进展与展望 总被引：3，自引：4，他引：3
综述了我国利用天然矿物治理重金属废水方面的研究新成果。天然铁的硫化物、天然铁锰的氧化物、方解石与磷灰石等具有良好的表面吸附与氧化还原化学活性；不同介质中它们能不同程度地表现出对Cr^6 、Pb^2 、Hg^2 、Cd^2 等重金属离子的吸附作用，可广泛用于重金属废水处理。矿物吸附重金属离子机理的研究表明，矿物对重金属的吸附是矿物表面与无机重金属离子之间的表面作用过程，包括矿物表面功能基与重金属离子的配位反应、矿物表面氧化还原反应和沉淀转化作用，以及矿物表面离子交换吸附作用等。 相似文献
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矿物结合的腐殖质可改变矿物的表面性质,矿物对腐殖酸的吸附强度与矿物的吸附位性质、密度、荷电性及比表面积有关.若按比表面积计算,矿物对腐殖酸的吸附强度顺序为氢氧化铝>高岭石>石英;按单位质量计算,吸附强度顺序为高岭石>氢氧化铝>石英.研究表明,矿物表面活性受水溶液pH值的调控,且当pH值在4～7时,上述3种矿物对腐殖酸的吸附机理为石英主要表现为氢键作用;氢氧化铝主要表现为配体交换表面配位作用;高岭石表现为多种形式并存,包括氢键、配体交换表面配位和疏水性作用以及金属离子桥键作用. 相似文献
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三峡库区重庆段土壤某些重金属污染的矿物学方法评价 总被引：1，自引：0，他引：1
分析了三峡库区重庆段51件土壤样品的矿物组成,结果表明,石英、斜长石和钾长石是土壤中主要矿物,大部分样品中石英的含量高,主要粘土矿物是伊利石,其次是蒙脱石,其他矿物含量较低。同时,参比国家水质标准,根据土壤对金属离子的临界吸附量公式计算了样品重金属污染的阈值,对样品进行了Cd、Hg、Pb、Cu的污染状况评价。结果表明,土壤中污染元素的含量与生态效应评价值并不一致;Cd和Hg的污染尚未达到临界值,危险性较小,但不能因此忽视地球化学定时炸弹的风险;Pb和Cu的污染严重。由于包括母岩在内的样品的评价结果显示污染,可能反映研究区的地球化学背景,需要采取有效措施改善和预防目前和将来的污染危害。 相似文献
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水环境中腐殖质对重金属吸附行为的影响 总被引：7，自引：1，他引：7
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影响金属离子在地质体中的迁移和归宿。本综述了水环境中腐殖质对金属离子在矿物、微生物等表面只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的研究思路与结论等。 相似文献
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氧化铁矿物对五氯苯酚表面吸附实验及其反应模式 总被引：9，自引：2，他引：7
批量法实验研究表明,五氯苯酚 (PCP)在合成的针铁矿、纤铁矿和赤铁矿表面吸附的浓度等温线为饱和型特征,可用 Langmuir公式拟合,而 pH吸附等温线为峰型曲线,峰值在 pH≈ 5. 矿物表面化合态和 PCP溶液离子化合态分析与计算表明, PCP在氧化铁矿物表面存在两种吸附反应模式,即表面静电吸附反应和表面络合吸附反应,表面静电吸附反应常数比表面络合吸附反应常数高 1～ 2个数量级.并进一步从反应机制上证明了憎水型可离解有机化合物 (HIOCs)在矿物表面吸附的模式与趋向性. 相似文献
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重金属离子与石英表面反应的实验研究 总被引：18，自引：3，他引：15
石英对Ｃｕ＾２＋,Ｐｂ６２＋,Ｚｎ＾２＋,Ｃｄ＾２＋,和Ｎｉ６２＋等二价重金属离子的吸附等温线研究表明,石英对重金属离子的吸附反应可用Ｆｒｅｕｄｌｉｃｈ方程很好地进行描述,拟合曲线相关系数〉０．９６,吸附反应以形成金属离子单配位形态为主,只是Ｃｕ＾２＋,Ｚｎ＾２＋和Ｎｉ＾２＋等三种离子有一部分双配位形态生成。同时,利用表面配位理论模式对实验结果进行拟合,其结果为表观表面配位常数ｌｇＫＭ＝２．２－３ 相似文献
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为了研究温度对煤吸附甲烷的影响,实验测定了不同温度下煤对甲烷的吸附等温线,并对实验数据进行了拟合,同时对覆盖度与压力、温度、吸附量以及孔隙类型的关系进行了分析。结果表明:随着温度的增高,饱和吸附量和吸附速率明显降低,并且含气量与覆盖度呈正相关关系;同一压力下,随着温度升高,覆盖度降低;相对覆盖度概念可以解释高温覆盖度高而吸附量小于低温阶段的现象;结合孔隙度和液氮分析结果发现,随着温度的增高,小孔和微孔的吸附能力强于中孔和大孔;甲烷在煤上的等量吸附热随吸附量的增大而增大,但无规律可循,且由Clausius-Clapeyron方程预测出的等温吸附曲线与实测值有偏差,表明煤表面能量的不均匀性和表面离子的复杂性。 相似文献
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矿物微孔对有机污染物吸附的机理和影响因素 总被引：2，自引：0，他引：2
有机污染物对地表和地下水环境的污染是当前环境保护领域的重要问题之一。矿物的微孔结构(2.0nm)对有机污染物在地下水环境中的长期迁移与归宿以及吸附处理污染水体方面具有重要的意义和应用价值。本文在介绍矿物微孔吸附机理的基础上,探讨了矿物孔道的表面化学性质,有机污染物本身的物理化学性质,以及水环境中的共存溶解性有机质和金属离子对有机污染物在矿物微孔中吸附的影响。 相似文献
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水悬浮体系中凹凸棒石与Cu2+作用机理 总被引：12，自引：0，他引：12
研究矿物吸附重金属性能和机理,对正确认识矿物吸附性质、环境矿物材料应用研究以及重金属环境化学行为具有重要理论和实际意义。凹凸棒石是重要粘土矿物之一,也是重要的环境矿物材料,其吸附净化功能潜在应用受到广泛关注。在制备凹凸棒石纯样基础上,进行了凹凸棒石吸附Cu^2 单因素实验,吸附前后溶液pH值变化观测和吸附Cu^2 后凹凸棒石表面结构高分辨透射电镜调查。结果表明,从表面来看,凹凸棒石对Cu^2 的吸附性能主要受振荡速度、吸附时间、初始溶液pH值、吸附剂用量等因素影响,但实际上,凹凸棒石对Cu^2 的吸附作用主要是凹凸棒石诱导的Cu^2 水解沉淀作用以及凹凸棒石(带负电荷)与氢氧化铜(带正电荷)正负电荷胶体颗粒的互相作用,这有别于严格意义的矿物界面吸附作用。产生这种作用的机制在于凹凸棒石属于天然纳米矿物材料,具有较高的表面化学活性,凹凸棒石一水悬浮体系中凹凸棒石表面水解呈现出碱性,结果导致吸附平衡水溶液pH值较初始水溶液有较大程度的升高,达到Cu^2 水解基本完全的pH条件. 相似文献
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氧化铁矿物对重金属离子的吸附及其表面特征 总被引：5，自引：0，他引：5
杂质和复杂的微形貌导致铁（氢）氧化矿物表面的能量和结构高度不均一。能量高、配位数低的位置吸附力强。电荷和离子半径决定了重金属离子的吸附能力。由于表生地球化学过程中的吸附过程几乎都与流体有关,流体的ｐＨ值主要通过对铁氧化物的影响吸附过程,ｐＨ值的变化改变了铁氧化物表面羟基的分布,即改变表面吸附位置的结构,进而影响氧化物的吸附能力,铁（氢）氧化物的表面结构其复杂,现有的吸附理论从不同的角度出发,在一定程度上解释了铁（氢）氧化物的吸附行为,但也存在许多问题。 相似文献
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Fertilization and pH effects on processes and mechanisms controlling dissolved inorganic phosphorus in soils 总被引：5，自引：0，他引：5
We used of a set of mechanistic adsorption models (1-pK TPM, ion exchange and Nica-Donnan) within the framework of the component additive (CA) approach in an attempt to determine the effect of repeated massive application of inorganic P fertilizer on the processes and mechanisms controlling the concentration of dissolved inorganic phosphorus (DIP) in soils. We studied the surface layer of a Luvisol with markedly different total concentrations of inorganic P as the result of different P fertilizer history (i.e. massive or no application for 40 years). Soil pH was made to vary from acid to alkaline. Soil solutions were extracted with water and CaCl2 (0.01 M). The occurrence of montmorillonite led us to determine the binding properties of P and Ca ions for this clay mineral.Satisfactory results were obtained using generic values for model parameters and soil-specific ones, which were either determined directly by measurements or estimated from the literature. We showed that adsorption largely controlled the variations of DIP concentration and that, because of kinetic constrains, only little Ca-phosphates may be precipitated under alkaline conditions, particularly in the P fertilized treatment. The mineral-P pool initially present in both P treatments did not dissolve significantly during the course of the experiments. The adsorption of Ca ions onto soil minerals also promoted adsorption of P ions through electrostatic interactions. The intensity of the mechanism was high under neutral to alkaline conditions. Changes in DIP concentration as a function of these environmental variables can be related to changes in the contribution of the various soil minerals to P adsorption. The extra P adsorbed in the fertilized treatment compared with the control treatment was mainly adsorbed onto illite. This clay mineral was the major P-fixing constituent from neutral to alkaline pH conditions, because the repulsion interactions between deprotonated hydroxyl surface sites and P ions were sufficiently counterbalanced by Ca ions. The drastic increase of DIP observed at acid pH was due to the effect of the lower concentration of surface sites of Fe oxides and kaolinite.In addition to confirming the validity of our approach to model DIP concentrations in soils, the present investigation showed that adsorption was the predominant geochemical process even in the P fertilized soil, and that Ca ions can have an important promoting effect on P adsorption. However the influence of the dissolution of the mineral-P pool under field conditions remained questionable. 相似文献
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WU Daqing DIAO Guiyi YUAN Peng PENG Jinlian 《《地质学报》英文版》2006,80(2):192-199
The adsorption of pentachlorophenol （PCP） onto quartz, kaolinite, illite, montmorillonite and iron oxides has been investigated by batch equilibrium techniques. The pH-dependent isotherms are curves with peak values, the position of which is at about pH = 5-6 depending on the mineral species. Based on distribution of both speciation of surface hydroxyls on minerals and PCP in solution a surface reaction model involving surface complexation and surface electrostatic attraction is presented to fit the pH-dependent isotherms, and both reaction constants are calculated. The results show that on quartz and phyllosilicate minerals the predominant adsorption reaction is surface complexation, meanwhile both of surface electrostatic attraction and surface complexation are involved on the iron oxide minerals. The reaction constants of surface electrostatic adsorption are usually one to three orders in magnitude, larger than that of surface complexation. The concentration-dependent isotherms can be well fitted by Langmnir equation with the correlation coefficient R〉0.93 for kaolinite and iron oxides. The maximum adsorption is found in the order： hematite 〉 lepidocrocite 〉 goethite 〉 kaolinite 〉 quartz 〉 montmorillonite ≈ illite, which can be interpreted by consideration of both reaction mechanism and surface hydroxyl density. The significant adsorption of PCP onto mineral surfaces suggests that clay and iron oxide minerals will play an important role as HIOCs are adsorbed in laterite or latertoid soil, which is widespread in South China. 相似文献
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Adams公式和Couch公式是利用沉积物中硼元素浓度对沉积水体古盐度进行定量恢复的常用方法,但由于两种方法的恢复结果经常存在较大差异,古盐度的计算结果常难以让人信服。为了验证Adams公式和Couch公式的可靠性,本次研究采集了青海湖布哈河口区不同沉积环境的表层沉积物和底层水体样品,处理后分别分析了沉积物中硼元素浓度、总有机碳（TOC）含量及矿物组成,同时对水体盐度及其硼浓度进行了测量,结果表明:湖泊水体中硼浓度与盐度存在极好的线性正相关性,但沉积物中硼元素的浓度与沉积水体中硼的浓度并无直接联系。根据沉积物中硼的浓度及黏土矿物含量和组成,分别采用Adams公式和Couch公式对水体盐度进行计算,盐度计算值均远高于水体盐度实测值,其中Adams公式的计算结果与实测值差别最大,盐度计算值与沉积物中硼含量呈正相关关系。沉积物中的硼元素主要由继承自母岩的硼、黏土矿物吸附硼和有机质中富集的硼三部分组成,只有黏土矿物中的吸附硼能够反映水体盐度。青海湖布哈河口区沉积物富含有机质,有机质对硼强烈的富集作用是导致Adams公式和Couch公式盐度恢复结果失效的重要原因,同时不同类型黏土矿物对硼吸附能力的差异也对恢复结果有重要影响:黏土矿物在盐水中的浸泡试验表明蒙脱石对硼的吸附能力最强,次为伊利石,高岭石吸附能力最差,推翻了Couch关于伊利石对硼吸附能力最强的认识。原Adams公式和Couch公式仅没有考虑有机质对硼的影响,对不同类型黏土矿物吸附能力的认识有误,不适合陆相沉积物沉积水体古盐度的恢复。沉积物黏土矿物中吸附硼浓度仍是反映沉积水体盐度的可靠指标,古盐度的恢复首先必须消除沉积物中有机质对硼的影响,然后根据一系列的浸泡试验确定不同类型黏土矿物对硼的吸附系数,并建立新的计算公式。 相似文献
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天然矿物材料的多孔结构、结构组装和光催化性能 总被引：6，自引：0，他引：6
自然界存在丰富的多孔矿物资源,其孔隙结构使其具有良好的吸附性能,能够吸附聚集水体中的污染物(特别是有机污染物)。在分析天然多孔矿物的孔结构基础上,文中提出了结构组装的概念,即在多孔矿物中进行功能粒子组装,对多孔矿物进行表面修饰、微结构组装(如层状结构矿物的插层)。通过结构组装,在多孔矿物中引进功能粒子(如有光催化性能的TiO2 颗粒)。组装在天然矿物中的功能粒子能够降解聚集在其中的污染物,大幅度提高功能粒子的效果,提高光催化降解的功效,获得性能优异、成本低廉的天然矿物型有机污染物降解材料。此外,在同一矿物材料中复合小孔、中孔、大孔不同大小的孔结构,实现不同大小的孔径组装,也能够扩大光催化剂TiO2 的承载面积,提高吸附性能。经过结构组装的天然多孔矿物材料复合了吸附、光催化等性能,在环境治理特别是有机物污染降解方面有很好的应用价值。 相似文献