石灰土与紫色土中铅的等温吸附-解吸特性
石灰土与紫色土中铅的等温吸附-解吸特性
摘要:为了探讨铅在紫色土?石灰土中的环境容量,通过野外采样?室内模拟试验对两种土壤中铅的吸附-解吸特性进行了研究?结果表明,铅在紫色土?石灰土中的吸附平衡均可采用Langmuir?Freundlich和Temkin等温吸附方程来拟合,石灰土以Langmuir方程拟合最佳,而紫色土以Freundlich方程拟合最佳;由Langmuir方程求得石灰土对铅的最大吸附量(19 728.77 mg/kg)大于紫色土对铅的最大吸附量(12 194.68 mg/kg);紫色土?石灰土吸附态铅的解吸量都随着铅吸附量的增大而增大,两种土壤的解吸能力都比较弱?研究可为不同类型土壤的铅污染治理提供理论依据?
关键词:紫色土;石灰土;铅;吸附-解吸
Isothermal Adsorption-desorption Characteristics of Lead in Purple and Calcareous Soil
Abstract: In order to probe into the environmental capacity of lead in purple, calcareous soil and provide a theoretical basis for lead pollution of different types of soil. The adsorption-desorption properties of the two kinds of soil to lead were studied through field sampling, laboratory simulation experiments and equilibrium constant oscillation. The results showed that Langmuir, Freundlich and Temkin＇s adsorption equations could be used to fit adsorption equilibrium of lead in the two kinds of soil. The best fitting was Langmuir＇s equation in calcareous soil and Freundlich＇s equation in purple soil, respectively. The maximum adsorption of lead in calcareous soil was bigger than that in purple soil. Besides, the desorption of lead in the two soils increased with the increase of lead adsorption, but the desorption was weak.
Key words: calcareous soil; purple soil; lead; adsorption-desorption
土壤是人类赖以生存的环境因素之一,也是重金属元素生物地球化学循环的重要环节?吸附-解吸是重金属元素在土壤生态系统中一种常见的反应过程?铅是土壤中重要的重金属污染元素之一,通过食物链的层层积累,土壤中的铅最终危害人体健康?外源铅进入土壤后,与土体进行一系列的物理化学反应而逐渐达到动态平衡,其在不同土壤中的吸附?解吸特性因土壤性质?环境因素的不同而存在很大的差异[1,2]?有研究表明,铅在土壤中的化学行为,特别是吸附与解吸特性,控制着铅的迁移转化过程和植物对铅的吸收[3,4]?近年来,随着农业生产中农药和化肥的大量使用,汽车尾气的大量排放,城市污水及垃圾处理不当等诸多因素,导致土壤中的铅含量急剧增加,土壤的铅污染现象越来越普遍[5,6]?土壤铅污染直接导致了作物的产量和品质降低并直接或间接地危害人的身体健康,因此研究土壤对铅的吸附-解吸特性,对寻求有效控制土壤中重金属环境行为的对策具有重要意义?关
吸附等温线地测定方法
吸附动力学和热力学的大致了解只是动力学是做时间变化曲线，热力学是温度变化曲线。 查文献的时候没有具体步骤，只是有图（好像纵坐标用Qmg/g表示）。 吸附等温线是研究固体表面状态和孔结构不可缺少的工具，因此必须充分重视吸附等温线 的测定方法及其测定条件。 .1 试样预处理 固体表面的性质与试样的预处理条件紧密相关，必须仔细研究并控制预处理条件，防止在 预处理过程中改变固体的表面性质和内部结构。因此，要求预先详细了解试样的性质。如 对于微孔物质，由于微孔内吸附势非常大，连氦气也能被吸附。比表面积测定中使用的氮 气能很强地吸附在沸石等复杂氧化物和氢氧化物的酸性位置。氧化铝的相变化很复杂。对 具有孔结构的物质，预处理温度过低，不能充分除去吸附水和孔内的其他吸附分子；温度 过高，容易发生羟基间的缩聚脱水，或发生烧结引起孔和表面的变化。因此，需要选择合 适的温度进行预处理。最好是利用第6章介绍的热分析等方法预先掌握吸附质的脱附温度、试样的结构变化温度、相转移温度、分解温度，确定最佳预处理条件。 除了质量管理等特殊情况外，测定气相吸附量和液相吸附量时都必须确定预处理条件，使 试样上原来吸附的分子完全脱除，或者预先吸附一定量的某种吸附质。预处理条件因试样 而异，下面介绍预处理时的一般注意点。 .1.1 预处理的保护气氛 对容易发生氧化还原等表面反应的试样以及要求严格脱除原来吸附分子的试样（如金属粉 末和活性炭），预处理时需要采用高真空或高纯氮、高纯氦等惰性气体。粉末试样在抽真 空太快时，由于粉末内部包含的气体突出，容易发生粉末飞散。这不仅减少了试样质量， 而且细粉末还会进入到压力计等真空测量系统内，降低体系的真空度，且很难清除干净。 为了防止发生这种情况，可以预先干燥试样，控制除气和升温速度不要太快，还可在试样 上方装过滤样，控制除气和升温速度不要太快，还可在试样上方装过滤器以防万一。 .1.2 抽真空 除气时间要足够长。对于沸石、活性炭和硅胶等多孔体，微孔内的吸附物质完全扩散到孔 外需要很长的时间，必须保证充足的除气时间。试样附近的真空度一般低于真空泵的真空度，当压力计安放在真空泵附近时，更要注意这种差别。因此，要求排气管短，内径大， 充分除气，切实保证真空度。油旋转泵要使用抗污油，并定期更换抗污油。真空泵与试样 之间要设置液氮浴，使油蒸气不扩散到试样中，防止污染试样；从试样过来的气体不进入 到油中，防止这些气体降低油的蒸气压。液氮浴使用前要清洗干净，如条件允许，预处理 和吸附测定最好分别使用不同的真空管线。高真空时最好使用不需要油的分子涡轮泵。此外，由于吸附水的脱附可能在孔内引发表面水热反应，因此要控制真空除气速度，保持加 热温度和除气速度的平衡，最好采用计算机程序控制除气和气温的速度，防止发生水热反应。
三种铁氧化物的磷吸附解吸特性以及与磷吸附饱和度的关系
收稿日期:2005-01-04 修改稿收到日期:2005-03-29 基金项目:国家自然科学基金项目(30370817,30471006);土壤与农业可持续发展国家重点实验室开放基金资助。 作者简介:邵兴华(1969— ),女,内蒙古人,博士研究生,主要从事土壤磷素化学研究。3通讯作者三种铁氧化物的磷吸附解吸特性以及 与磷吸附饱和度的关系 邵兴华1,章永松1,2 3 ,林咸永1,2,都韶婷1,于承艳1 (1浙江大学环境资源学院,教育部环境修复与生态健康重点实验室,浙江杭州310029;2土壤与农业可持续发展国家重点实验室,中国科学院南京土壤研究所,江苏南京210008) 摘要:采用三种人工合成铁氧化物(针铁矿、赤铁矿和水铁矿)比较了结晶态和无定形铁氧化物对磷的吸附—解吸特性以及与磷吸附饱和度的关系。结果表明,三种铁氧化物的磷吸附特性均可用Langumir 方程来描述,相关系数 均大于019,达到极显著水平。从磷最大吸附量(Q m )、吸附反应常数(K )和最大缓冲容量(MBC )三项吸附参数综合考虑,水铁矿(无定形)对磷的吸附无论在容量还是强度方面均比结晶态铁氧化物针铁矿和赤铁矿大得多。水铁矿吸附的磷比针铁矿和赤铁矿所吸附的磷更难解吸;水铁矿的大量活性表面并没有表现出增加磷释放的作用。磷吸附饱和度有望作为评价土壤或铁氧化物磷吸附—解吸的强度和容量因子的一个综合指标。关键词:铁氧化物;磷;吸附—解吸;吸附饱和度 中图分类号:S15316+1 文献标识码:A 文章编号:1008-505X (2006)02-0208-05 Phosphorusadsorptionanddesorptionpropertiesofthreesyntheticironoxides andtheirrelationtophosphorusadsorptionsaturation SHAOXing 2hua 1,ZHANGYong 2song 1,2 3 ,LINXian 2yong 1,2 ,DUShao 2ting 1,YUCheng 2yan 1 (1MOE KeyLab.of Environ .Remediation and EcosystemHealth,College of Natural Resour .and Environ .Sci.,Zhejiang Univ., 310029Hangzhou,China;2State KeyLab.of Soil and Sustainable Agri., Inst.of Soil Sci., CAS ,Nanjing 210008,China ) Abstract:ThedifferencesofPadsorption 2desorptioncharacteristicsofamorphousandcrystallineironoxidesandtheir relation toPadsorptionsaturationwerestudiedbyusingthreesyntheticironoxides.TheresultsshowedthatPadsorption propertiesofthesethreesyntheticironoxidescouldbedescribedbyLangumirequationwithacorrelationcoefficientlarger than019beingstatisticalsignificantat1%level.ItwasfoundbycomprehensivelytakingQ m (maximumquantityofad 2 sorption ),K (adsorptionconstant )andMBC (maximumbuffingcapacity )intoaccount,ferrihydrate (amorphous )was muchlargerthancrystallineironoxides (goethiteandhematite )inbothintensityandcapacityofPadsorption.Pad 2 sorbedbyferrihydratewasmuchmoredifficulttobedesorbedthanthosebygoethiteandhematite.Thelargeactivesur 2facesofferrihydratecontributelittleonPdesorption.ItwassuggestedbyourresultsthatPadsorptionsaturationmightbe apromisingintegratedindexforestimatingtheintensityandcapacityofPadsorption 2desorptioninsoilsorironoxides.Keywords:ironoxide;phosphorus;adsorption 2desorption;adsorptionsaturation 铁氧化物是土壤结构体的胶结物质之一,不仅是这些土壤中最常见和含量较高的氧化物,而更重要的是它具有较高的活性,易随环境条件的变化而转变[1]。铁氧化物可变电荷表面对磷的固定是影响磷在土壤中的浓度、形态、化学行为和生物有效性的重要因素,有关研究一直是土壤化学领域里的热 点[2]。水稻土淹水过程中,氧化还原电位降低,是促使氧化铁活化的重要条件之一[1]。活化程度不同,形成的铁氧化物的颗粒大小和比表面积有很大的差异,势必引起磷吸附解吸特性的差异。章永松等人[3]研究发现,土壤中的结晶态氧化铁随淹水期明显下降,而无定形氧化铁急剧增加,并且在不同土层 植物营养与肥料学报2006,12(2):208-212 PlantNutritionandFertilizerScience
石灰土与紫色土中铅的等温吸附-解吸特性
石灰土与紫色土中铅的等温吸附-解吸特性 摘要:为了探讨铅在紫色土?石灰土中的环境容量,通过野外采样?室内模拟试验对两种土壤中铅的吸附-解吸特性进行了研究?结果表明,铅在紫色土?石灰土中的吸附平衡均可采用Langmuir?Freundlich和Temkin等温吸附方程来拟合,石灰土以Langmuir方程拟合最佳,而紫色土以Freundlich方程拟合最佳;由Langmuir方程求得石灰土对铅的最大吸附量(19 728.77 mg/kg)大于紫色土对铅的最大吸附量(12 194.68 mg/kg);紫色土?石灰土吸附态铅的解吸量都随着铅吸附量的增大而增大,两种土壤的解吸能力都比较弱?研究可为不同类型土壤的铅污染治理提供理论依据? 关键词:紫色土;石灰土;铅;吸附-解吸 Isothermal Adsorption-desorption Characteristics of Lead in Purple and Calcareous Soil Abstract: In order to probe into the environmental capacity of lead in purple, calcareous soil and provide a theoretical basis for lead pollution of different types of soil. The adsorption-desorption properties of the two kinds of soil to lead were studied through field sampling, laboratory simulation experiments and equilibrium constant oscillation. The results showed that Langmuir, Freundlich and Temkin＇s adsorption equations could be used to fit adsorption equilibrium of lead in the two kinds of soil. The best fitting was Langmuir＇s equation in calcareous soil and Freundlich＇s equation in purple soil, respectively. The maximum adsorption of lead in calcareous soil was bigger than that in purple soil. Besides, the desorption of lead in the two soils increased with the increase of lead adsorption, but the desorption was weak. Key words: calcareous soil; purple soil; lead; adsorption-desorption 土壤是人类赖以生存的环境因素之一,也是重金属元素生物地球化学循环的重要环节?吸附-解吸是重金属元素在土壤生态系统中一种常见的反应过程?铅是土壤中重要的重金属污染元素之一,通过食物链的层层积累,土壤中的铅最终危害人体健康?外源铅进入土壤后,与土体进行一系列的物理化学反应而逐渐达到动态平衡,其在不同土壤中的吸附?解吸特性因土壤性质?环境因素的不同而存在很大的差异[1,2]?有研究表明,铅在土壤中的化学行为,特别是吸附与解吸特性,控制着铅的迁移转化过程和植物对铅的吸收[3,4]?近年来,随着农业生产中农药和化肥的大量使用,汽车尾气的大量排放,城市污水及垃圾处理不当等诸多因素,导致土壤中的铅含量急剧增加,土壤的铅污染现象越来越普遍[5,6]?土壤铅污染直接导致了作物的产量和品质降低并直接或间接地危害人的身体健康,因此研究土壤对铅的吸附-解吸特性,对寻求有效控制土壤中重金属环境行为的对策具有重要意义?关
影响活性炭吸附性能的因素
影响活性炭吸附性能的因素 在水处理中，活性炭对水中有机物的吸附量与很多因素有关，去除率在20%～80%之间，。 1 .活性炭的结构及特性 活性炭的孔径、空容分布及比表面积影响吸附容量。因活性炭吸附有机物主要在微孔中进行，微孔所占空容和表面积的比例愈大，吸附容量愈大。 由于活性炭表面带微弱的电荷，水中极性溶质竞争活性炭表面的活性位置，导致活性炭对非极性溶质的吸附量降低，而对某些金属离子产生离子交换吸附或络合反应。 2 .被吸附有机物的性质 a.分子结构和表面张力 芳香族有机物比脂肪族有机物更易被活性炭吸附；越是能降低溶液表面张力的有机物越容易被活性炭吸附。 b.有机物的分子量 一般水中有机物的分子量增加，吸附量也增加。但也有出现随分子量的增大，吸附速度降低的现象。当活性炭微孔大小为有机物分子的3～6时能够有效地吸附，由于分子筛的作用而使扩散阻力增加，吸附速度就降低。 c.有机物的溶解度 活性炭在本质上是一种疏水性物质，因此被吸附有机物的疏水性愈强愈易被吸附。因此，在水中溶解度愈小的有机物愈易被活性炭吸附。 3 .影响活性炭吸附的因素 a.水中有机物的浓度 大多数的有机物在浓度和吸附量之间存在特定的关系，而且一般是浓度增加吸附量按指数关系增加。
b.温度和共存物质 活性炭对水中有机物的吸附，温度的影响可以忽略不计。一般天然水中存在的无机离子对活性炭吸附有机物也几乎没有影响。但汞、铬、铁等金属离子含量较高时，则可能因为在活性炭表面起化学反应并生成沉淀、积累在炭粒内，使活性炭的孔径变小，影响活性炭的吸附效果。 c.接触时间 因为吸附是液相中的吸附质向固相表面的一个转移过程，所以吸附质与吸附剂之间需要一定的接触时间，才能使吸附剂发挥最大的吸附能力。在水处理量一定的情况下，增加接触时间，意味着增加水处理设备或增大水处理设备，而且接触时间太长时，吸附量的增加并不明显。因此，一般设计时接触时间约20～30分钟。 d. pH值 在多数情况下，先把水的pH值降低到2～3，然后再进行活性炭吸附往往可以提高有机物的去除率。这是因为水中的有机酸在低pH值下电离的比例较小，为活性炭提供了容易吸附的条件。
煤体瓦斯吸附和解吸特性的研究_张力
煤体瓦斯吸附和解吸特性的研究 张 力1,邢平伟2 (1.中国矿业大学,江苏徐州221008;2.太原理工大学,山西太原030024) [摘 要] 简要介绍了煤吸附瓦斯气体的本质,影响煤吸附量的主要因素以及煤吸附瓦斯气体的过程;分析了煤体瓦斯解吸扩散的主要形式和影响煤体瓦 斯扩散速度的主要因素。 [关键词] 煤;瓦斯;吸附;解吸;扩散 [中图分类号]T D712 [文献标识码]A [文章编号]1003-6083(2000)04-0018-03 0 引 言 固体物质都具有或大或小的把周围介质中的分子、原子或离子吸附到自己表面的能力,这一性能被称为物质的吸附性能。煤是一种复杂的多孔介质,是天然吸附剂[1],其中直径在10-6cm以下的微孔,由于其内表面积占表面积的97.3%,可以高达200m2/g,具有很大的比表面积,从而决定了煤的吸附容积。甲烷以两种形式(承压游离状态和吸附状态)存在于煤层和共生岩层的孔隙裂隙中,对不同状态甲烷相对含量的实验研究表明煤中全部甲烷含量的90%～95%以吸附状态存在。研究煤与瓦斯的吸附和解吸规律,对于煤与瓦斯的突出预测,煤层瓦斯流动机理,煤的瓦斯含量预测及计算采落煤瓦斯涌出,煤层气开发和利用都有现实意义。 1 煤的吸附特性 1.1 煤吸附瓦斯的本质 研究表明煤对瓦斯的吸附作用,在一定瓦斯压力下乃是物理吸附,其吸附热一般小于20k J/m ol。煤表面的原子(它们的价力尚未达到完全饱和程度)在其表面产生一种力场。在这种力场的影响下,周围的瓦斯分子比无力场存在时更易凝结。瓦斯的凝结能力决定着它的被吸附能力,煤分子对瓦斯气体分子的吸引力越大,煤对瓦斯气体的吸附量越大。煤分子和瓦斯气体分子之间的作用力由德拜(Debye)诱导力和伦敦色散力(London dispersion force)组成,由此而形成吸引势,即吸附势阱深度Ea(也称势垒)。自由气体分子必须损失部分所具有的能量才能停留在煤的孔隙表面,因此吸附是放热的;处于吸附状态的瓦斯气体分子只有获得能量Ea才能越出吸附势阱成为自由气体分子,因此脱附是吸热的[2]。瓦斯气体分子的热运动越剧烈,其动能越高,吸附瓦斯分子获得能量发生脱附可能性越大。当瓦斯压力增大时,瓦斯气体分子撞击煤体孔隙表面的机率增加,吸附速度加快,瓦斯气体分子在煤孔隙表面上排列的稠密度增加。吸附量与瓦斯压力的关系(吸附等温线),一般可用朗格缪尔方程式计算。 1.2 瓦斯吸附影响因素 (1)温度的变化会引起瓦斯气体分子热运动剧烈程度的变化。温度升高时,瓦斯气体分子的热运动加剧,因而其扩散能力增加,瓦斯气体分子在煤孔隙表面停留时间缩短,因而吸附能力下降。温度降低时情况相反。吸附气体不同,其吸附能力不同。 (2)研究表明煤体对于二氧化碳(C O2)、甲烷(CH4)和氮气(N2)来说,其吸附能力C O2 >CH4>N2。 (3)外载荷对吸附的影响与煤体孔隙率变化有关。压力升高时,煤体孔隙、裂隙逐渐闭合。一方面孔隙率降低,煤体孔隙表面积减小,因面吸附量减小;另一方面瓦斯通道缩 81 江 苏 煤 炭 2000年第4期 收稿日期:2000-08-19
土壤中镉的吸附特性及其与植物对镉吸收和镉淋溶的关系
土壤中镉的吸附特性及其与植物对镉吸收和镉淋溶的关系摘要 目前关于镉的吸附的实验主要是在研究一系列的土壤—水分比率基础上进行的，以此来评价对于植物根系吸收和地下水淋溶过程中土壤中镉的吸附特性以及镉的有效性表达。土壤样本分别从一个受从前的铅锌冶炼厂污染的站点，受污水灌溉污染的站点，人工添加镉和污水污泥中取得。温室盆栽实验对作物产量和镉吸收做了测定。镉在土柱中的淋溶作用同样可以通过土壤蒸渗仪试验来测定。土壤溶液的镉浓度降低增加了溶液—土壤比例并且伴随着一个负面的作用。两个常量对数线性回归得到进行鉴别。截距C1是土壤溶液中溶液—土壤比为1时镉的浓度，并且这个常量是影响土壤中最初元素提供的关键因素。斜率a表示的是土壤溶液中镉浓度的一个下降的趋势，这个与土壤的缓冲能力有关。一个校正的浓度C1/a用来表达土壤吸附能力。这个总指数和植物对镉的吸收和土壤柱中镉的淋溶有显著的关系。 简介 植物根系从土壤固体颗粒中解吸出的元素形成的土壤溶液中吸收元素。土壤中镉对于植物和地下水位的环境影响受土壤溶液中镉浓度动力学的支配，并且后者受土壤固相中金属的解吸（包括溶解）的控制。那么照此看来解吸就是控制镉在土壤-水-植物系统中转移的关键过程。 植物的利用率通常是和操作上定义的提炼分数相关联的。化学萃取物提供了一个关于土壤金属分数的简单的分类，但是这是基于对化学试剂的任意反应而不是对金属迁移的真实反映。被萃取的金属和被植物吸收的同位素成分的金属有着显著的不同。植物对元素的吸收利用率可以表示为土壤溶液浓度（土壤强度因子），土壤缓冲能力（容量因子）和扩散系数（迁移因子）。土壤缓冲能力经常从等温吸附线中估算出，通常是从大量离子已经被考虑在内的震动的0.05mol/L的CaCl2土壤溶液中得到。不幸的是，解吸曲线或许不会符合吸附曲线。这样的话，因此基于解吸或许能够更好的评价土壤的缓冲能力。 镉相较于其他中金属元素更加容易迁移到深层土壤或是通过淋溶作用进入地下水。土壤中镉的迁移模型已经被研究涉及到土壤特性以及吸附等温线但是鲜有文献报告谈到过通过一个简单的试验去对镉淋溶进行预测实现污染风险的估计。 在现在的研究调查中，用分批处理镉的解吸试验，盆栽植物生长试验和利用土柱的淋溶试验去创建解吸等温线并进一步去创建植物元素利用率和土壤中镉的淋溶风险。 材料和方法 土壤和土壤处理 三种褐色的被过滤过的土壤（联合国粮农组织：淋溶土）取自法国北部，一种是耕种过的未受污染的（S0），另外两种受污染的土壤取自以前受污水灌溉的土壤。表格1列出了土壤的理化性质。未受污染的土壤（S0）每千克混以40克取自南锡污水处理厂的干燥的污水污泥，并且每千克土壤加入2mgCd（以CdCl2的形式），均匀地混合在一起。 这个试验还包括之前在盆栽试验中用过的另外三组土样。第一组（S3-S6）取自位于法国北部（北部加莱海峡地区）石灰性粉砂质的棕色土（hapludalf），代表一个距离梯度从以前的铅锌冶炼厂取得的（如表一所示）。第二组是最初未被污染的，分别取自摩泽尔河附近的冲积的棕色土（砂成新土）（S7）和冲积物覆盖的棕色土（典型的hapludalf）（S8）。表2展示了把实验土壤混以CdCl2，巴黎-Achere污水处理厂的污水污泥以及不同形式的氮后的变化。第三组实验取自中国南方具有代表性的两种土壤类型，一种是水稻土（S9），另一种是
铅的基本性质
重金属铅的污染与防治 64090225 张建伟 铅是一种常见的毒物，其神经毒性早在１个世纪以前就已证实。随着现代化工业、交通业的发展和铅在各领域的广泛使用，环境铅污染日趋严重，对人体造成很大的危害。本文就铅污染及其防治做一个简单的介绍。 一铅的基本性质 1 铅为带蓝色的银白色重金属，熔点327.502°C，沸点1740°C，质地柔软，抗张强度小。 2 金属铅在空气中受到氧、水和二氧化碳作用，其表面会很快氧化生成保护薄膜； 3 在加热下，铅能很快与氧、硫、卤素化合； 4 铅与冷盐酸、冷硫酸几乎不起作用，能与热或浓盐酸、硫酸反应； 5 铅与稀硝酸反应，但与浓硝酸不反应；铅能缓慢溶于强碱性溶液。 6 铅主要用于制造铅蓄电池；铅合金可用于铸铅字，做焊锡；铅还用来制造放射性辐射、X射线的防护设备；铅及其化合物对人体有较大毒性，并可在人体内积累。 7 没有氧化层的铅色泽光亮，密度高，硬度非常低，延伸性很强。它的导电性能相当低，抗腐蚀性能很高，因此它往往用来作为装腐蚀力强的物质（比如硫酸）的容器。 二铅在介质中的存在形式 1 水中的铅 天然水中铅主要以Pb2+状态存在，其含量和形态明显地受CO32-、SO42-、OH-和Cl-等含量的影响，铅可以Pb(OH)2、Pb(OH)3-、PbCl2等多种形态存在。（1）吸附腐殖质对铅离子的吸附；粘土矿物质对铅离子的吸附等。 （2）溶解沉淀铅离子与相应的阴离子生成难溶化合物，大大限制了铅在水体中的扩散范围，使铅主要富集于排污口附近的底泥中，降低了铅离子在水中的迁移能力。 2 空气中的铅 来源其一是铅作业行业排出的大量含铅废气，如印刷业、机械制造业、金属冶炼业，蓄电池制造业等。 其二汽车尾气会排出大量的含铅废气，主要来自汽油中防爆剂四乙基铅。 其三家庭墙壁装饰所用的含铅涂料和油漆，可造成居室内铅污染 3 土壤中的铅 （1）来源自然原因：风化岩石中的矿物，例如方铅矿、闪锌矿。 人为原因：大气降尘、污泥、城市垃圾的土地利用、采矿和金属加工业。 （2）土壤中铅对生物的影响： 低浓度的铅对某种植物的生长起促进作用，而高浓度的铅除了在作物的食用部位积累残毒外，还表现为幼苗萎缩、生产缓慢，产量下降甚至绝收。通过植物
铅的性质
一、铅的性质 铅是最软的重金属，呈灰白色。熔点低（327.4℃）、密度大（11.68克/厘米3）、展性好、延性差。对电和热的传导性能不好。高温下易挥发。 铅在空气中表面能生成氧化铅膜，在潮湿和含有二氧化碳的空气中，表面生成碱式碳酸铅膜，这两种化合物，均能阻止铅的继续氧化。铅是两性金属，既能生成铅酸盐，又能与盐酸、硫酸作用生成 PbCl2和PbSO4的表面膜。因其膜几乎不再溶解，而能起到阻止继续被腐蚀的钝化作用。铅还具有吸收放射线的性能。 自然界中含铅的矿物，主要有方铅矿和白铅矿。以方铅矿分布最广，开采最多。目前，铅的生产方法，仍沿用传统的工艺流程，即由采选、烧结焙烧、还原熔炼、火法精炼及电解精炼等几个环节构成的提取过程。八十年代以来开始工业应用的直接炼铅方法主要有氧气底吹炼铅法和基夫赛特炼铅法。铅能与锑、锡、铋等配制成各种合金。 二、二氧化铅 PbO2 （又称过氧化铅、铅酸酐）分子量239．19 棕褐或暗褐色（显微）结晶或（重质）粉末。是四价铅的氧化物，不是二价铅的过氧化物。晶体结构属斜方晶系。受光的作用分解成四氧化三铅和氧。熔点290℃/分解；相对密度(水=1)9.36~9.38g／cm3。稳定性：稳定；危险标记：11(氧化剂)。有毒！ 不溶于水和醇，微溶于乙酸、氢氧化钠水溶液。缓慢溶于硝酸和醋酸铵，迅速溶于盐酸（溶于稀盐酸）、硝酸与过氧化氢溶液。加热到290℃易分解，生成氧和三氧化二铅。更高温度下生成氧和四氧化三铅。为强氧化剂。与强碱加热生成高铅酸盐。与有机物接触易燃。 二氧化铅系两性氧化物，酸性比碱性强。跟强碱共热生成铅酸盐。有强氧化性。跟硫酸共热生成硫酸铅、氧气和水。跟盐酸共热，生成二氯化铅、氯气和水。跟硫、磷等可燃物混和研磨引起发火。 二氧化铅电极是良好的阳极材料，可代替铂阳极。由硝酸使四氧化三铅分解[Pb3O4+ 4HNO3→PbO2 + 2Pb(NO3)2 + O2]或由漂白粉与碱性的氢氧化铅溶液作用而制得。用熔融的氯酸钾或硝酸盐氧化一氧化铅，或用次氯酸钠氧化亚铅酸盐可制得二氧化铅。 采用差热分析法，恒流放电法和循环伏安法研究了氢损失对于a-PbO2和β-PbO2的电化学性质的影响。电化学形成的PbO2的热分解表明PbO2中存在两种类型的结构水：一种是吸附在PbO2颗粒表面的物理吸附水，可在较低温度下消失；另一种是位于PbO2晶格内部的化学结构水，只能在较高温度下失去。铅酸电池中PbO2还原反应主要由扩散过程控制，物理吸附水的损失对容量影响不大，而化学结构水的损失导致了容量的严重衰减。 製備二氧化鉛披覆鈍性金屬電極之方法，其將鈍性屬於含硝酸鉛、硝酸銅、醋酸鉛和醋酸銅之電鍍液中進行電鍍，該電鍍液中添加了適量之非離子型或陰離子型界面活性劑及／或可以改變電解液性質的有機添加劑，以改良析出二氧化鉛的電化學特性。電極材料（尤其是陽極），都必須具有良好的機械性、導電性、抗蝕性、經濟性及電化觸媒效應。傳統上，陽極材料大多採用鉛、鐵、鐵矽合金、磁鐵礦、鎳、白金及石墨等，而這些材料有些微不符合前面所述的電極特性條件。自1967年不溶性陽極的專利被提出後，由於不溶性陽極的特性優異，幾乎取代了以往的石墨、白金等傳統陽極，而使得電化學工業有了很大的改變與進步，也因為如此世界各國有許多學者專家，不斷的對具導電性的氧化物從事研究。爾後就有一系列不同底材及不同氧化物被覆之研究，底材以鈍性金屬為主，例如T i、T a、N b、Z r等，而氧化物則有R u O2、I r O2、
活性炭的吸附性能及有机物吸附介绍
活性炭的吸附性能及有机物吸附介绍 活性炭的吸附性能及有机物吸附的一般概念 活性炭的强吸附性能除与它的孔隙结构和巨大的比表面积有关 外（其比表面积可500-1700m2/g），还与细孔的行状和分布以及表面化学性质有关。 活性炭的细孔一般为1～10nm，其中半径在2nm以下的微孔占95％以上，对吸附量影响最大；过渡孔半径一般为10～100nm，占5％以下，它为吸附物质提供扩散通道，影响扩散速度；半径大于100nm、所占比例不足1％的大孔也是作为提供扩散通道的。 活性炭的吸附通道决定影响吸附分子的大小，这是因为孔道大小影响吸附的动力学过程。有报道认为，吸附通道直径是吸附分子直径的1.7～21倍，最佳范围是1.7～6倍，一般认为孔道应为吸附分子 的3倍。
活性炭表面化学性质可以说其本身是非极性的，但由于制造过程中处于微晶体边缘的碳原子共价键不饱和而易与其他元素（如H、O）结合成各种含氧官能团，如羟基、羧基、羰基等，以致活性炭又具有微弱的极性，并具有一定的化学和物理吸附能力。这些官能团在水中发生离解，使活性炭表面具有某些阴离子特性，极性增强。为此，活性炭不仅可以除去水中的非极性物质，还可吸附极性物质，优先吸附水中极性小的有机物，含碳越高范德华力越大，溶解度越小的脂肪酸愈易吸附，甚至微量的金属离子及其化合物。 活性炭过滤用以脱除水中的微量污染物和对反渗透膜产生损害 的游离氯。因为活性炭是一种非极性吸附剂，外观为暗黑色，粒状。主要成分碳、氧、硫、氢，具有良好的吸附性能和稳定的化学性质，可以耐强酸、强碱，能经受水浸、高温、高压作用，不易破碎。活性炭是用动植物、煤、石油及其它有机物作原料，经加热脱水、炭化、活化制成的。具有巨大的比表面积和发达的微孔，微孔直径为20~30埃。此外，活性炭的表面有大量的羟基和羧基官能团，可以对各种性质的有机物进行化学吸附、以及静电引力作用。因此，可以脱色，除臭味，脱除重金属、各种溶解性有机物、放射性元素、胶体及游离氯等。 活性炭对有机物的去除 活性炭去除有机物的影响因素
乳酸菌对重金属镉的耐受性和吸附机制研究
目录 摘要............................................................................................................................................ I Abstract ......................................................................................................................................... I II 中英文缩略.................................................................................................................................... V 第一章绪论.. (1) 1.1食品中重金属镉污染状况及对人类健康的影响 (1) 1.2微生物与重金属镉相互作用的研究 (9) 1.3乳酸菌与重金属镉相互作用的研究 (17) 1.4本文立题依据及研究内容 (22) 第二章耐镉菌株的分离、筛选及鉴定 (23) 2.1实验材料与设备 (23) 2.2实验方法 (25) 2.3结果与讨论 (28) 2.4本章小结 (33) 第三章乳酸菌对镉的吸附特性研究 (34) 3.1实验材料与设备 (34) 3.2实验方法 (35) 3.3结果及讨论 (37) 3.4本章小结 (45) 第四章乳酸菌吸附镉的作用机制研究 (47) 4.1实验材料与设备 (47) 4.2实验方法 (48) 4.3结果及讨论 (50) 4.4本章小结 (61) 第五章乳酸菌受重金属镉胁迫的耐受机制研究 (62) 5.1实验材料与设备 (62) 5.2实验方法 (63) 5.3结果及讨论 (67) 5.4本章小结 (70) 第六章结论与展望 (71) 6.1主要结论 (71) 6.2创新点 (72) 6.3研究展望 (72) 参考文献 (73) 附录I 本论文中所用试剂的配方 (90) 附录II TIANamp Bacteria DNA Kit说明书(TIANGEN:DP110413) (91) 攻读学位期间研究成果 (93) 致谢 (94)
吸附脱附曲线分析
吸附等温线- 概述 吸附等温曲线是指在一定温度下溶质分子在两相界面上进行的吸附过程达到平衡时它们在两相中浓度之间的关系曲线。在一定温度下,分离物质在液相和固相中的浓度关系可用吸附方程式来表示〔1〕。作为吸附现象方面的特性有吸附量、吸附强度、吸附状态等,而宏观地总括这些特性的是吸附等温线〔2〕。吸附等温曲线用途广泛,在许多行业都有应用。在地质科学方面,可以用于基于吸附等温线的表面分形研究及其地球科学应用〔3〕;在煤炭方面,煤对混合气体中CH4和CO2的吸附呈现出不同的吸附特点;煤对CO2优先吸附,并且随着压力的升高,煤对CO2选择性吸附… 吸附等温线- 吸附等温线平衡 在恒定温度下，对应一定的吸附质压力，固体表面上只能存在一定量的气体吸附。通过测定一系列相对压力下相应的吸附量，可得到吸附等温线。吸附等温线是对吸附现象以及固体的表面与孔进行研究的基本数据，可从中研究表面与孔的性质，计算出比表面积与孔径分布。 吸附等温线有以下六种（图 1）。前五种已有指定的类型编号，而第六种是近年补充的。吸附等温线的形状直接与孔的大小、多少有关。 Ⅰ型等温线：Langmuir 等温线 相应于朗格缪单层可逆吸附过程，是窄孔进行吸附，而对于微孔来说，可以说是体积充填的结果。样品的外表面积比孔内表面积小很多，吸附容量受孔体积控制。平台转折点对应吸附剂的小孔完全被凝聚液充满。微孔硅胶、沸石、炭分子筛等，出现这类等温线。
这类等温线在接近饱和蒸气压时，由于微粒之间存在缝隙，会发生类似于大孔的吸附，等温线会迅速上升。 Ⅱ型等温线：S 型等温线 相应于发生在非多孔性固体表面或大孔固体上自由的单一多层可逆吸附过程。在低 P/P0处有拐点B，是等温线的第一个陡峭部,它指示单分子层的饱和吸附量，相当于单分子层吸附的完成。随着相对压力的增加，开始形成第二层，在饱和蒸气压时，吸附层数无限大。 这种类型的等温线，在吸附剂孔径大于 20nm时常遇到。它的固体孔径尺寸无上限。在低P/P0区，曲线凸向上或凸向下，反映了吸附质与吸附剂相互作用的强或弱。 Ⅲ型等温线：在整个压力范围内凸向下，曲线没有拐点 B 在憎液性表面发生多分子层，或固体和吸附质的吸附相互作用小于吸附质之间的相互作用时，呈现这种类型。例如水蒸气在石墨表面上吸附或在进行过憎水处理的非多孔性金属氧化物上的吸附。在低压区的吸附量少，且不出现 B 点，表明吸附剂和吸附质之间的作用力相当弱。相对压力越高，吸附量越多，表现出有孔充填。有一些物系（例如氮在各种聚合物上的吸附）出现逐渐弯曲的等温线，没有可识别的 B点．在这种情况下吸附剂和吸附质的相互作用是比较弱的。 Ⅳ型等温线： 低P/P0区曲线凸向上，与Ⅱ型等温线类似。在较高P/P0区，吸附质发生毛细管凝聚，等温线迅速上升。当所有孔均发生凝聚后，吸附只在远小于内表面积的外表面上发生，曲线平坦。在相对压力 1 接近时，在大孔上吸附，曲线上升。 由于发生毛细管凝聚，在这个区内可观察到滞后现象，即在脱附时得到的等温线与吸附时得到的等温线不重合，脱附等温线在吸附等温线的上方，产生吸附滞后(adsorption hysteresis)，呈现滞后环。这种吸附滞后现象与孔的形状及其大小有关，因此通过分析吸脱附等温线能知道孔的大小及其分布。 V型等温线的特征是向相对压力轴凸起。与III型等温线不同，在更高相对压力下存在一个拐点。V型等温线来源于微孔和介孔固体上的弱气－固相互作用，微孔材料的水蒸汽吸附常见此类线型。 VI型等温线以其吸附过程的台阶状特性而著称。这些台阶来源于均匀非孔表面的依次多层吸附。液氮温度下的氮气吸附不能获得这种等温线的完整形式，而液氩下的氩吸附则可以实现。
含镉废水的吸附法处理
含镉废水的吸附法处理 [摘要]由于具有处理效率高、可以利用廉价的原材料或充分利用固体废弃物等特 点，吸附法在含镉废水处理中得以广泛的研究。文章综述了无机、有机和生物吸附剂在处理含镉废水方面的研究进展，并对今后应用吸附法处理含镉废水提出了相应的建议。 [关键词]含镉废水；吸附剂；处理技术；去除率 The Advances in Applying Adsorbent to Cadmium Wastewater Treatment Xia Zhixin1, Zhang Yinbo2, Guo Yanping1 (1. Department of Environment and Civil Engineering, Guangdong Vocational College of Environmental Protection Engineering, Foshan 528216； 2. South China Institute of Environmental Sciences, MEP, Guaangzhou 510655, China) Abstract: Adsorption method using in treating cadmium-contained wastewater has been researched because of adsorbent’s removal rate highly, utilized cheaper raw material or waste solid. In this paper, the advances in applying inorganic, organic and biological adsorbent to treating cadmium pollution are reviewed, with a discussion on the future application prospects in this aspect. Keywords: cadmium-contained wastewater；adsorbent；treatment technology； removal rate 随着工业的发展，含铬废水大量排放，造成水体和土壤的污染，直接影响人类饮用水的卫生状况。铬的化合物中危害最大的是Cr(Ⅵ)的化合物，它具有致癌的危险。对电镀等工业排放的含cr(Ⅵ)废水，常见的处理方法有生物处理法、离子交换法、化学法、膜分离法、电渗析法、吸附法?1等。其中吸附法由于操作简单方便，处理效果好，可循环使用等优点，已经成为重金属离子去除的主要方法之一。 我国对镉排放采取严格控制措施。《污水综合排放标准》(GB8978-1996)将镉列为第一类污染物，总镉最高允许排放浓度为0.1 mg/L。含镉废水处理技术的确定，是保证稳定达标排放的关键。吸附法处理含镉废水，由于具有较高的处理效率和较好的出水水质，引起了极大的关注。目前，含镉废水的研究主要集中在吸附剂的制备与选择、影响吸附效果的因素和吸附机理的探讨等方面。含镉废水处理用吸附剂分为无机物及其改性吸附剂、有机物及其改性吸附剂和生物吸附剂三类。 1 无机物及其改性吸附剂 吸附法是利用多孔性的固体物质作吸附剂去除镉的，常用于处理含镉废水的无机吸附剂有：沸石、硅藻土、粉煤灰、膨润土、累托石、羟基磷灰石、赤泥、海泡石、活性氧化铝、磁性四氧化三铁、纳米二氧化钛等。
吸附剂一般有以下特点
吸附剂一般有以下特点 一、概述 能有效地从气体或液体中吸附其中某些成分的固体物质。 吸附剂一般有以下特点：大的比表面、适宜的自动馏程孔结构及表面结构；对吸附质有强烈的吸附能力；一般不与吸附质和介质发生化学反应;制造方便，容易再生；有良好的机械强度等。 吸附剂可按孔径大小、颗粒形状、化学成分、表面极性等分类，如粗孔和细孔吸附剂，粉状、粒状、条状吸附剂，碳质和氧化物吸附剂，极性和非极性吸附剂等。 常用的吸附剂有以碳质为原料的各种活性炭吸附剂和金属、非金属氧化物类吸附剂(如硅胶、氧化铝、分子筛、天然黏土等)。 衡量吸附剂的主要指标有：对不同气体杂质的吸附容量、磨耗率、松装堆积密度、比表面积、抗压碎强度等。用于滤除毒气，精炼石油和植物油，防止病毒和霉菌，回收天然气中的汽油溴价以及食糖和其他带色物质脱色等。 二、吸附剂的种类 工业上常用的吸附剂有：硅胶、活性氧化铝、活性炭、分子筛等，另外还有针对某种组分选择性吸附而研制的吸附材料。气体吸附分离成功与否，极大程度上依赖于吸附剂的性能，因此选择吸附剂是确定吸附操作的首要问题。 1.硅胶 是一种坚硬、无定形链状和网状结构的硅酸聚合物颗粒，分子式为SiO2.nH2O，为一种亲水性的极性吸附剂。它是用硫酸处理硅酸钠的水溶液，生成凝胶，并将其水洗除去硫酸钠后经干燥，便得到玻璃状的硅胶，它主要用于干燥、气体混合物及石油组分的分离等。工业上用的硅胶分成粗孔和细孔两种。粗孔硅胶在相对压力变送器湿度饱和的条件下，吸附量可达吸附剂重量的８０％以上，而在低湿度条件下，吸附量大大低于细孔硅胶。 活性氧化铝是由铝的水合物加热脱水制成，它的性质取决于最初氢氧化物的结构状态，一般都不是纯粹的Al2O3,多次开关机即可使被磁化的金属部件消磁,而是部分水合无定形的多孔结构物质，其中不仅有无定形的凝胶，还有氢氧化物的晶体。由于它的毛细孔通道表面具有较高的活性，故又称活性氧化铝。它对水有较强的亲和力，是一种对微量水深度干燥用的吸附剂。在一定操作条件下，它的干燥深度可达露点-７０℃以下。 2.活性炭 是将木炭、果壳、煤等含碳原料经炭化、活化后制成的。活化方法可分为两大类，即药剂活化法和气体活化法。药剂活化法就是在原料里加入氯化锌、硫化钾等化学药品，在非活性气氛中差压变送器加热进行炭化和活化。气体活化法是把活性炭原料在非活性气氛中加热，通常在700℃以下除去挥发组分以后，通入水蒸气、二氧化碳、烟道气、空气等，并在700~1200℃温度范围内进行反应使其活化。活性炭含有很多毛细孔构造所以具有优异的吸附能力。因而它用途遍及水处理、脱色、气体吸附等各个方面。 3.沸石分子筛 又称合成沸石或分子筛，其化学组成通式为： O.Al2O3.nSiO2.mH2O 式中M2(Ⅰ)和M(Ⅱ)分别为为一价和二价金属离子，多半是钠和钙，n称为沸石的硅铝比，硅主要来自于硅酸钠和硅胶，铝则来自于铝酸钠和Al(HO)3等，它们与氢氧化钠水溶液反应制得的胶体物，经干燥后便成沸石，一般n=2~10,m=0~9。 沸石的特点是具有分子筛的作用，它有均匀的孔称重传感器径，如3A0、4A0、5A0、10A0细孔。有4A0孔径的4A0沸石可吸附甲烷、乙烷，而不吸附三个碳以上的正烷烃。它已广
(完整版)BET吸附-脱附曲线分析及含义
气体吸附等温线通常分为六种，其中五种（I-V）是由国际理论与应用化学会（IUPAC）所定义的。I型等温线表示在低的相对压力（平衡蒸汽压与饱和蒸汽压的比值）时，材料具有很强的吸附能力进而达到平衡。I型等温线通常被认为是在微孔或者单层吸附的标志，由于强的吸附作用。（这可能也有化学吸附的作用，涉及到在吸附质与吸附剂表面的化学键作用，这里我们不讨论化学吸附）值得注意的是，孔的大小是根据他们的直径（或宽度）来进行分类的：微孔（小于2nm），中孔（2-50nm），大孔（大于50nm）。鉴于大多数多孔固体是使用非极性气体（N2 Ar）进行吸附研究的，所以不太可能出现化学吸附作用。因此，对于I型等温线的经典解释是材料具有微孔。然而，I型等温线也有可能是具有孔径尺寸非常接近微孔的介孔材料。尤其是N2在77K或者Ar在77K和87K圆柱孔情况下，I型等温线将在较低的相对压力（大约0.1作用）下达到平衡对于材料是微孔，从最近的一些报道结果得出的。因此，当I型等温线没有在相对压力0.1处达到平衡，该材料有可能存在大量的中孔或者就是单独的中孔。然而，这种I型分布有可能在某种程度上介孔孔径分布范围变宽。这是因为分布高度均匀圆柱孔的材料可能展示出在相对压力低于0.1或者更小时，可以在吸附等温线被识别（因此，这些等温线可以被分类成IV型等温线，下面我们会讨论）。 尽管，接近饱和蒸汽压的多层可能会十分不连续，但大孔材料大多是通过随着相对压力增加时，吸附量逐渐地增加的方式进行多层吸附。这种不受限制的多层形成过产生了II型和III型等温线。在这种情况下，吸附-脱附曲线重合；也就是说，没有发生滞后现象。这主要取决于所测试的材料的性质，II型等温线是单层形成的明显特征，否则是在整个压力范围内都是凸起的III型等温线。后者的行为可以观察到在吸附分子与吸附剂表面和被吸附物作比