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相似文献
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1.
凹凸棒石与Ni2+的长期吸附作用   总被引:2,自引:1,他引:1  
以Ni2+为例研究了凹凸棒石与重金属离子长期作用过程,探讨了重金属离子在凹凸棒石上的吸附反应动力学,并运用高分辨透射电镜揭示了凹凸棒石与重金属离子互相作用引起重金属离子水解沉淀、形成氢氧化物或层状双氢氧化物次生物相的现象.实验表明,凹凸棒石-Ni2+水悬浮体系中,随着时间的延长溶液的pH值逐渐升高,Ni2+浓度逐渐降低,并且长期作用后悬浮液的pH值和重金属离子浓度受到固/液比控制.Ni2+在凹凸棒石和水两相中的分配在长达40 d的时间内都没有达到完全平衡,表明凹凸棒石-Ni2+水悬浮体系中存在凹凸棒石与重金属离子长期互相作用.凹凸棒石与Ni2+长期作用Ni2+浓度变化可以用抛物线扩散方程、双常数方程、一级扩散方程、Elovich方程较好地拟合.凹凸棒石与重金属的长期作用反应机制可能是由于凹凸棒石纳米效应和反应活性,表面缓慢水化导致含重金属离子溶液pH值缓慢升高,诱导了Ni2+在凹凸棒石表面沉淀,在凹凸棒石表面形成了氢氧化物或层状双氢氧化物.  相似文献   

2.
针铁矿/水界面反应性的实验研究   总被引:1,自引:0,他引:1       下载免费PDF全文
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   

3.
凹凸棒石粘土吸附废水中污染物机理探讨   总被引:58,自引:1,他引:57  
凹凸棒石是链层状硅酸盐,具有0.38nm×0.63nm的孔道。许多研究者据此都把凹凸棒石粘土吸附废水中污染物的机理解释为凹凸棒石具有微孔道和较大的比表面积,并且这一解释被普遍接受。作者根据凹凸棒石矿物晶体结构和吸附选择性以及吸附实验研究认为,由于凹凸棒石孔道直径小于大多数分子及水合离子的直径,除少数简单分子和离子外,多数分子和离子都不能进入凹凸棒石孔道,而且凹凸棒石内孔道选择性优先吸附水分子,因而在 多数水处理中,凹凸棒石对吸附质的吸附不是内表面吸附,而是外表面吸附。并且这种外表 面吸附属于凹凸棒石的胶体和离子交换吸附。除了溶液的pH值等介质条件外,共存胶体蒙脱石和凹凸棒石的相互作用可能对凹凸棒石粘土的吸附性能起重要作用。  相似文献   

4.
凹凸棒石与Zn^2+的长期作用研究   总被引:1,自引:0,他引:1  
以凹凸棒石与Zn2+为例研究粘土矿物与重金属离子长期作用过程,并运用高分辨透射电镜和X射线衍射分析粘土矿物与重金属离子长期作用的次生物相。结果表明:Zn2+与凹凸棒石的长期作用是一个二阶段的过程,初始阶段为快速吸附作用,其后表现为慢速沉淀反应。高分辨透射电镜和X射线衍射分析表明,凹凸棒石与Zn2+的长期作用过程中,具有纳米矿物特性的凹凸棒石表面快速水化,提高了悬浮液的pH值,诱导Zn2+水解沉淀。而后,凹凸棒石缓慢溶解释放Al3+和SiO44-与Zn(OH)2沉淀反应,形成Zn-A1双氢氧化物和异极矿。这一结果对认识土壤环境中重金属与粘土矿物的作用及重金属的归宿具有重要意义。  相似文献   

5.
多粘芽孢杆菌(Paenibacillus polymyxa)吸附Cu2+的实验研究   总被引:2,自引:1,他引:2  
细菌表面往往存在多种化学基团,能够通过吸附作用影响环境流体中金属元素的活动性,从而与表生条件下的元素富集、矿物成核结晶等地球化学过程密不可分。为了深入认识细菌吸附作用的地球化学意义和环境效应,揭示细菌吸附金属离子的热力学行为,选择了多粘芽孢杆菌(Paenibacillus polymyxa)为研究细菌,系统开展了滴定实验和Cu2 吸附实验。通过连续酸滴定方法分析了细菌表面的化学特征,发现多粘芽孢杆菌在pH值为7.54~6.50范围内,表面带负电荷,表现出质子吸附行为;设计开展了Cu2 吸附实验,发现溶液的pH值对Cu2 吸附有一定影响,可能存在Cu2 与细菌表面质子的交换作用;根据Cu2 吸附等温线拟合计算,发现吸附等温线符合Langmuir和Freundlich吸附模型,根据Langmuir模型计算得到每个细胞的Cu2 饱和吸附量高达1.69×10-7mg。  相似文献   

6.
几种氧化锰矿物的合成及其对重金属的吸附和氧化特性   总被引:7,自引:0,他引:7  
以改进或优化的方法合成土壤中常见的几种氧化锰矿物,对其形貌、结构、组成和表面性质进行表征,研究其对几种重金属的吸附和对Cr(Ⅲ)的氧化特性及与其结构和表面性质的关系。结果表明,合成的水钠锰矿、钙锰矿、锰钾矿和黑锰矿均为单相矿物,具有典型的形貌特征。水钠锰矿、钙锰矿和锰钾矿的PZC较低,分别为1.75、3.50和2.10,其表面可变负电荷量的大小顺序为水钠锰矿≥锰钾矿>钙锰矿;黑锰矿的PZC较高,表面可变负电荷量远低于其他3种矿物。供试矿物中,水钠锰矿对Pb2 、Cu2 、Co2 、Cd2 和Zn2 等重金属的吸附能力最强,黑锰矿的吸附能力最弱,除黑锰矿吸附更多的Cu2 外,供试氧化锰矿物对Pb2 的吸附量最大。氧化锰矿物对重金属的吸附受重金属的水解常数和矿物的表面负电荷的影响较大,它们均影响氧化锰矿物表面诱导水解作用及吸附离子形态。供试氧化锰矿物对Cr(Ⅲ)氧化能力和氧化过程中Mn2 释放量不同,受矿物结构、氧化度、表面性质以及结晶度等因素影响,氧化能力顺序为水钠锰矿>锰钾矿>钙锰矿>黑锰矿,最大氧化量分别为1330.0、422.6、59.7和36.6mmol/kg。  相似文献   

7.
矿物溶解的表面化学动力学机理   总被引:13,自引:0,他引:13  
谭凯旋  张哲儒 《矿物学报》1994,14(3):207-214
本文应用表面化学理论分析了矿物在水溶液中的溶解反应动力学机理。表面化学的催化作用使矿物溶解反应的活化能显著降低。矿物溶解速率受表面吸附、表面交换反应和解吸反应等表面化学过程的控制并与溶液的pH值有关,正比于溶液αH+值的nθ次幂。受表面吸附控制时,nθ=1,溶解速率随pH增大而减小;受表面交换反应控制时,nθ=0,溶解速率与pH无关;受解吸反应控制时,酸性条件下nθ为0~1内的正小数,碱性条件下nθ为-1~0之内的负小数。大多数矿物的溶解作用在酸性条件下受表面吸附和/或表面交换反应控制,在碱性条件下受解吸反应的控制。  相似文献   

8.
利用静态吸附实验研究了溶液pH值、反应时间、初始Cu2+浓度等因素对凹凸棒石粘土矿中粘土质白云岩去除Cu2+效 果的影响,将准一级、准二级、Elovich动力学方程与反应动力学进行拟合,再利用Langmuir、Freundlich等温方程对实验数 据进行等温式拟合,并与普通白云岩和凹凸棒石粘土进行了对比研究。结果表明,粘土质白云岩相对于其他两种材料受pH 影响较小,且在pH3~5范围内对Cu2+去除率均大于85%,最佳pH为5;对Cu2+的去除符合准二级动力学模型,粘土质白云 岩对铜的去除速率和去除率均最高;等温数据符合Freundlich模型,对Cu2+的最大去除量(pH=5,30℃)为186.2×10-3。粘 土质白云岩去除水中Cu2+的主要机制为矿物水化与溶解引起的表面沉淀及凹凸棒石与新生碱式碳酸铜[Cu2CO3(OH)2]胶体的静 电吸附。粘土质白云岩中纳米凹凸棒石与亚微米多孔白云石共生,具有较高的化学反应活性,除Cu2+效果明显优于普通白 云岩和凹凸棒石粘土,在处理含Cu2+废水方面具有潜在应用价值。  相似文献   

9.
凹凸棒石进行碱改性后性能的提高,为其钝化修复重金属污染土壤提供重要基础。本文采用不同比例的氢氧化钠对凹凸棒石进行改性,利用扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)和傅里叶变换红外光谱法(FTIR)分析改性前后凹凸棒石理化特性的变化,并在人工配制的重金属Cd污染土壤上进行钝化实验,研究氢氧化钠改性凹凸棒石对污染土壤中Cd的化学形态变化以及环境风险的影响。结果表明:与对照相比,添加氢氧化钠与凹凸棒石质量比为1∶2的改性材料,土壤pH值显著升高0.85个单位。酸溶态Cd含量显著降低46.25%,残渣态Cd含量显著增加1.99倍;土壤中Cd的风险评价指数和潜在风险指数分别由36.70%和207.90降至20.08%和86.40,有效降低了土壤中Cd的迁移能力和环境风险。SEM、XRD和FTIR分析表明,凹凸棒石经过改性后表面粗糙程度增加,Si—O—Si键等化学键打开,用于吸附重金属的活性位点增加。碱改性凹凸棒石主要通过吸附作用,硅羟基和氢氧根与Cd2+反应生成沉淀来固定土壤Cd,从而达到钝化修复Cd污染土壤的效果。因此碱改性凹凸棒石可对土壤中Cd进行有效钝化,在重金属污染...  相似文献   

10.
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   

11.
凹凸棒石吸附性能应用的制约因素   总被引:10,自引:0,他引:10  
凹凸棒石是链层状硅酸盐, 具有3-8?×6-3?孔道、较大的比表面积和吸附能力。但是由于凹凸棒石孔道直径小于大多数分子及水合离子的直径, 除少数简单分子和离子外, 多数分子和离子都不能进入凹凸棒石孔道, 而且凹凸棒石选择性吸附水分子, 因而在多数情况下, 凹凸棒石对吸附质的吸附不是内表面吸附, 而是外表面吸附。并且外表面吸附是胶体和离子交换吸附。本文阐述了凹凸棒石的孔道直径、吸附选择性、体系pH 值及凹凸棒石和蒙脱石胶体颗粒的互相作用对凹凸棒石吸附性能应用的制约。  相似文献   

12.
Adsorption of chromium and copper in aqueous solutions using tea residue   总被引:5,自引:3,他引:2  
In this study, adsorption of copper and chromium was investigated by residue of brewed tea (Tea Waste) from aqueous solutions at various values of pH. It was shown that adsorbent dose, copper and chromium ion concentrations in such solutions influence the degree of these heavy metal ions’ obviation. The adsorption level of the prepared solutions was measured by visible spectrophotometer. The tea residue adsorbed copper (II) and chromium (VI) ions at initial solution pH by 25 % and 3 %, respectively. During the experiments the peak adsorption occured in hydrated copper nitrate aqueous solution at pH range of 5–6. Likewise the maximum adsorption appeared in potassium chromate aqueous solution at pH range of 2–3. In addition, tea residue adsorbed about 60 mg/g of copper (II) ion at pH=5, while chromium adsorption was registered at about 19 mg/g at pH=2. The data obtained at the equilibrium state, was compared with Langmuir and Freundlich models. Results showed that regarding the kinetics of adsorption, the uptake of copper (II) and chromium (VI) ions by tea residue was comparatively faster, with the adsorption process exhaustion completed within the first 20 min of the experiments. Furthermore, results revealed that adsorption data concerning the kinetic phase is closely correlated with a pseudo-second order model with R2> 0.99 for copper (II) and chromium (VI) ions  相似文献   

13.
锰的氧化物和氢氧化物在污染水体净化中的应用研究现状   总被引:17,自引:1,他引:17  
经过对锰的氧化物和氢氧化物在净化污染水体中的应用综合研究,发现该氧化物和氢氧化物样品能有效去除污染水体中的有毒有害金属离子和 氧化降解苯酚、2-丙醇、苯及印染废水等有机物,其污染净化能力主要是基于表面络合反应、表面离子交换作用和变价元素的氧化还原作用。同时介绍了锰氧化物和氢氧化物所具有的4个环境属性;离子交换、氧化还原、粒径效应和孔道效应,提出将结构特征与环境化学有机结合,深入探讨其环境属性与污染净化能力之间的关系是目前主要的研究方向。  相似文献   

14.
土壤矿物对金属离子的临界吸附量   总被引:3,自引:0,他引:3  
本文从矿物表面羟基与溶液中金属离子反应的化学平衡方程出发,得到金属离子在矿物表面单基配位和双基配位吸附的覆盖度计算公式,并据此探讨了覆盖度的影响因素和变化规律,指出覆盖度随pH变化曲线拐点的实际意义。假设土壤和地表水达到平衡,参比水质标准,提出了矿物吸附金属离子的临界覆盖度公式,并初步探讨了石英吸附Cd2 的临界覆盖度-pH曲线,进而推导出土壤矿物对金属离子的临界吸附量公式。  相似文献   

15.
Ruppia maritima and Echinodorus amazonicus were prepared in a dehydrated powder form. The characteristics and mechanisms of adsorption of heavy metals were studied under various pH values, reaction times, and heavy metal ion concentrations. The results showed that under different pH and reaction time conditions, heavy metal adsorption was lead > cadmium > zinc > copper. The adsorption of lead increased linearly with the lead concentration. For cadmium, zinc and copper, the adsorption was saturated when metal ion concentration exceeded 200 mg/L. When a Freundlich model was applied, R 2 values for the heavy metal adsorption by the aquatic plants mostly exceeded 0.9. The adsorption of heavy metal ions by these two aquatic plant powders was better explained by the Lagergren second-order equation than the first-order equation. From the Fourier Transform Infrared spectra, there was an adsorption peak at 2,115 cm?1 for R. maritima. The peak shape did not change with metal affiliation except there was a shift of peak wavelength before adsorption. The results indicate that the mechanism of heavy metal adsorption by the two species is not simply on the mono-molecular layer level, and that intra-particulate dispersal is the dominant process. Heavy metal pollution does not affect the basic chemical components, and major substances involved in heavy metal adsorption including carbohydrates, cell wall pectin, and protein functional groups.  相似文献   

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