反相气相色谱法研究CPC_膨润土对VOCs的吸附作用
膨润土基吸附材料的制备、表征及其吸附性能研究
膨润土基吸附材料的制备、表征及其吸附性能研究膨润土基吸附材料的制备、表征及其吸附性能研究摘要：膨润土是一种广泛应用的吸附材料，其在环境治理、水处理等领域具有重要的应用价值。
本文通过实验研究了膨润土基吸附材料的制备、表征及其吸附性能，探讨了不同制备条件对吸附材料性能的影响，并提出了进一步研究的方向。
关键词：膨润土，吸附材料，制备，表征，吸附性能1. 引言膨润土是一种具有层状结构的天然矿物材料，其具有较大的比表面积和孔隙结构，因此在环境治理和水处理等方面具有良好的吸附能力。
膨润土基吸附材料以其优异的吸附性能被广泛应用于废水处理、气体吸附、土壤修复等领域。
了解膨润土基吸附材料的制备、表征及其吸附性能，对于深入研究其应用机理和提高吸附效率具有重要意义。
2. 膨润土基吸附材料的制备膨润土基吸附材料的制备方法通常包括机械混合法、化学合成法和物理-化学法等。
机械混合法是最简单的方法，通过机械搅拌将膨润土与添加剂混合，形成吸附材料。
化学合成法可通过添加化学试剂改变膨润土的结构及性质，进而提高吸附性能。
物理-化学法则结合机械混合和化学合成的优点，通过物理和化学方法对膨润土进行处理，制备吸附材料。
3. 膨润土基吸附材料的表征膨润土基吸附材料的表征方法主要包括比表面积测试、孔隙分析、形貌观察等。
比表面积测试通常采用氮气吸附法，根据吸附等温线计算出吸附材料的比表面积。
孔隙分析则可通过压汞法或气体吸附法测定吸附材料的孔隙结构及孔径分布。
形貌观察则可通过扫描电镜(SEM)和透射电镜(TEM)等技术，观察吸附材料的微观形貌和结构。
4. 膨润土基吸附材料的吸附性能研究膨润土基吸附材料的吸附性能主要体现在吸附容量和吸附速率上。
吸附容量是指吸附材料单位质量对目标物质的吸附量，可通过静态吸附实验或动态吸附实验进行测试。
吸附速率则是指吸附材料对目标物质的吸附速度，可通过动态吸附实验中吸附曲线的斜率来评估。
此外，pH值、温度、离子强度等环境因素也会对膨润土基吸附材料的吸附性能产生影响。
膨润土的研究进展
膨润土吸附材料在有机污染物控制中的研究进展李雪飞郑岳青*（宁波大学材料科学与化学工程学院浙江宁波315211）摘要：由于特殊的天然纳米结构，膨润土改性吸附材料在有机污染物控制与修复中有广阔的应用前景。
本文重点评述了膨润土吸附材料对有机污染物的吸附作用机制，构效关系。
简要总结其在一些有机污染物的控制作用。
并展望了今后的重点研究方向。
关键词：膨润土；吸附材料；有机污染物；污染控制Adsorption of bentonite materials in organic pollutants controlresearch progressLI Xue-Fei ZHENG Yue-Qing*(Faculty of Material Science and Chemical Engineering , Ningbo University, Ningbo 315211, Zhejiang)Abstract:Because of natural peculiar nanometer structure,the bentonite changes nature adsorption material controlling in organic pollutants and having a prospect to apply vastly in renovation. Priority reviews the main body of a book having stated bentonite adsorption material imitating relation to organic pollutants adsorbing mechanism , structure. Brief summary it's the control action in a few organic pollutants. And have looked into the future at priority the days to come studying direction.key word：Bentonite ；Adsorption material ；Organic pollutants ；Contamination control引言当前，人类的生存环境已普遍受到化学物质特别是有毒有害有机物的污染。
挥发性有机物(VOCs) 吸附回收技术的研究进展
广州和风环境技术有限公司 /更多有关废气处理核心技术，请百度：和风环境技术。
现阶段许多学者就如何有效控制治理挥发性有机物（VOCs）进行了诸多探讨，本文就吸附法的相关部分，诸如常用吸附剂种类、吸附剂再生相关技术、吸附所用设施、主要吸附技术以及与吸附有关的治理技艺组合进行了介绍。
此外，还对应用吸附回收技术治理VOCs中亟待解决的问题及其未来发展趋势进行了积极探索。
1吸附法治理技艺吸附法是指有效运用固体吸附物质来吸收存在于废气中的污染物质。
就吸附方法而言可将其分为物理手段和化学手段进行吸附处理，而就针对VOCs废气而言，其则主要采取物理手段来进行吸附处理。
吸附法能最大程度的较低处理废气的浓度、高风量主体为有机物的废气，一般用来吸附脂肪化合物和芳香族化合物、大部的含氯溶剂、常使用的醇类物质、小部的酮类以及酯类物质等。
吸附法的重要工艺技术是确定吸附剂种类、回收设备设施以及相关工艺、再生介质、后处理技术等。
1.1常用吸附剂选择就当前吸附净化VOCs常采用的吸附剂可分为无机吸附物质和有机吸附物质，目前无机吸附剂相对而言运用较为普遍，其主要运用作为吸附剂的一般为活性炭物质、分子筛构造、沸石颗粒、硅胶颗粒、活性氧化铝材料、多孔结构类粘土及矿石等等，而有机吸附剂一般都有高聚物吸附树脂材料制作而成。
无机吸附剂主要用于制作吸附体的材料就是活性炭及其相关物质。
与此相比，蜂窝活性炭一个突出特点就是较小床层阻力。
就当前来说，我国在高风量、低浓度VOCs处理设施上普遍采用的吸附物质是由蜂窝状活性炭制作的。
较其他物质相比，其具有更多的优良之处，活性炭纤维具有极大的表面比值，富含着起主要吸附作用的大量微孔且其分布较为匀称，能够高速有效地进行吸附脱附，此外，就其材料本身而言也容易再生等。
1.2吸附剂再生技术广州和风环境技术有限公司 /就治理VOCs通常使用的吸附剂再生办法包括在低压条件下运用水蒸气来置换废气实现再生、利用高热气流进行吹扫实现再生和降低压力或者抽成真空环境来解除吸附。
膨润土中吸兰量 -回复
膨润土中吸兰量-回复膨润土是一种具有吸水、保水和保肥功能的土壤改良材料，在农业、园艺和土壤修复等领域被广泛应用。
其中，膨润土中吸蓝量是一个重要的性能指标，本文将一步一步回答关于膨润土中吸蓝量的问题。
一、什么是膨润土？膨润土是一种由膨润矿物质组成的土壤改良材料，主要成分是硅酸镁。
由于其独特的物理和化学性质，膨润土可以吸附水分并迅速膨胀，形成胶状物质。
二、膨润土中吸蓝量的意义是什么？膨润土中吸蓝量是指膨润土对兰污染物的吸附能力，它反映了膨润土在水环境中处理兰污染的能力。
兰污染物是指水中溶解的有机物和无机物，对水环境和生态系统造成严重的危害，如水体富营养化、水生生物死亡等。
三、膨润土中吸蓝量的影响因素有哪些？1. 膨胀性：膨润土的膨胀性越好，其吸蓝量也越高。
2. 粒径和比表面积：粒径较小、比表面积较大的膨润土对兰污染物的吸附能力更强。
3. pH值：膨润土的pH值对吸蓝量有一定影响，pH值过高或过低都会降低膨润土的吸蓝能力。
4. 温度：温度的升高对膨润土的吸蓝量有明显影响，通常温度越高，吸蓝量越低。
四、如何测定膨润土中的吸蓝量？膨润土中的吸蓝量可以通过实验室方法进行测定。
以下是一种常用的测定方法：1. 准备膨润土样品：将膨润土样品经过筛选，选取粒径适中的颗粒作为试样。
2. 准备兰溶液：将适量的兰溶液配制成标准溶液。
3. 操作步骤：将膨润土样品与兰溶液混合，并静置一段时间，使其完全接触。
4. 通过测定样品前后兰溶液的浓度差异，计算膨润土中吸蓝量。
五、如何提高膨润土中的吸蓝量？提高膨润土中的吸蓝量可以通过以下方法实现：1. 选择适宜的膨润土种类和规格。
2. 采取适当的膨润土处理方法，例如高温煅烧、酸洗等，以提高膨润土的性能。
3. 调节膨润土的pH值，保持其在适宜的范围内。
4. 根据不同的污染物特性，选择合适的膨润土处理剂。
六、膨润土中吸蓝量的应用领域有哪些？膨润土中吸蓝量的优良性能使其在许多领域得到应用：1. 污水处理：膨润土可以用于污水处理厂中的深度处理，去除其中的有机物和无机物。
CTAB-膨润土对极性酚类_胺类有机污染物的非线性吸附机制研究
摘要有机膨润土制备简单、价格低廉且吸附效果好，在有机污染废水处理领域应用非常广泛，因此研究有机膨润土对有机污染物的吸附行为和吸附机制具有重要意义。
已有研究中，有机膨润土对多环芳烃类/硝基苯类等非极性有机物的吸附等温线是线性的，其吸附机理为线性分配。
有机膨润土对酚类/胺类等极性有机物的吸附等温线是非线性的，其吸附机理被认为是表面吸附。
但是，本文通过研究不同改性量制备的CTAB-膨润土对酚类、胺类、硝基苯类和多环芳烃类等有机物的吸附、脱附和竞争吸附行为，发现酚类/胺类等极性有机物在CTAB-膨润土上的非线性吸附机理不是表面吸附，而是非线性分配和空间限制，对极性有机物在有机膨润土上的非线性吸附机理提供了新的认识。
（1）证明了酚类和胺类等极性有机物在CTAB-膨润土上的非线性吸附机理为非线性分配和空间限制，氢键是非线性分配的主要作用力。
具体结果如下：（i）CTAB-膨润土的比表面积很小，而酚类/胺类有机物在CTAB-膨润土上的非线性吸附量很大。
其中SA-N2（氮气吸附比表面积）≤8.4 m2/g，SA-CO2（二氧化碳吸附比表面积）≤59.8 m2/g，酚类/胺类在CTAB-膨润土上的非线性吸附量达到300 mg/g以上；（ii）多环芳烃类/硝基苯类非极性有机物在CTAB膨润土上的吸附等温线是线性的，而酚类/胺类等极性有机物在CTAB-膨润土上的吸附等温线是非线性的；（iii）吸附系数log K d与有机物辛醇-水分配系数log K OW和吸附剂有机碳含量f oc正相关（log K d=S×log K OW + I，I=X×f oc + Y），表明CTAB-膨润土是良好的分配相，有机物进入CTAB-膨润土层间有机相的过程为分配；（iv）饱和吸附量log Q0与有机物辛醇中溶解度log S o (log S o < 2.8)和膨润土有机碳含量f oc 成正比（log Q0=J×f oc + K），符合分配机理的特征；（v）辛醇中溶解度log S o> 2.8的有机物，分配进入CTAB-膨润土时受到空间限制作用；（vi）吸附作用力E值与有机物氢键供质子能力αm成正比（E=B×αm + C），表明氢键作用是酚类/胺类在CTAB-膨润土上非线性分配的主要作用力，也是导致等温线非线性的主要原因。
U(Ⅵ)和Th(Ⅳ)在金川膨润土上的吸附的开题报告
U(Ⅵ)和Th(Ⅳ)在金川膨润土上的吸附的开题报告
一、研究意义
随着现代工业的发展和人类活动的增加，环境污染问题越来越受到关注。
铀和钍是两种对环境具有潜在危害的元素，它们与土壤、水体、岩石等介质之间的相互作用会影响到环境的污染程度。
金川膨润土是一种常见的吸附材料，具有较好的吸附能力。
本研究旨在探究U(Ⅵ)和
Th(Ⅳ)在金川膨润土上的吸附行为，为环境污染治理提供理论依据。
二、研究方法
1.材料制备
采用化学纯品级的铀(VI)和钍(IV)作为实验物质，金川膨润土作为吸附材料。
实验操作时需使用纯水和其他分析纯试剂。
2.实验步骤
（1）制备稀溶液：称取一定量的铀(VI)和钍(IV)溶入纯水中，使其质量浓度相同，制备稀溶液。
（2）吸附实验：取一定量的金川膨润土与溶液混合，搅拌一定时间后，离心分离，分别对上清液和沉淀进行分析，以得到吸附率和吸附等温线。
（3）数据处理：利用Excel软件对实验结果进行统计和分析，获得吸附等温线和吸附参数。
三、预期结果
预计本实验可以获得以下几个结果：
1.获得U(Ⅵ)和Th(Ⅳ)在金川膨润土上的吸附等温线。
2.分析金川膨润土的吸附性质，获得吸附参数。
3.分析U(Ⅵ)和Th(Ⅳ)在金川膨润土上的吸附机理，为环境污染治理提供理论依据。
综上，本研究拟探究U(Ⅵ)和Th(Ⅳ)在金川膨润土上的吸附行为，为环境污染治理提供理论支持，也可以为金川膨润土在环境治理中的应用提供指导。
Th(Ⅳ)在高庙子膨润土上的吸附行为
Ａｂ ｔａ ｔ Ｓ ｒ ｔｏ ｆＴｈ（Ｖ） ｏ ｓｒｃ ： ｏ ｐ ｉｎ ｏ Ｉ ｎ ＧＭ Ｚ ｂ ｎ ｏ ｉ ｓ ａ ｆ ｎ ｔ ｎ ｏ Ｈ ， ｉｎｃ ｓｒ ｎ ｔ ｎ ｅ ｔｎ ｔ ａ ｕ ｃｉ ｆｐ ｅ ｏ ｏ ｉ ｔｅ ｇ ｈ ａ ｄ
Ｔｈ Ｉ ｃ ｎ ｅ ｔａ ｉｎ ｓ ｓｕ ｉｄ ｕ ｄ ｒ ｍ ｂｅ ｔ ｃ ｎ ｉ ｏ ｓｎ ａｃ ｔｃ ｎｑ ｅ Ｔｈ （Ｖ） ｏ ｃ ｎ ｒ ｔｏ ｓ ｗａ ｔ ｄｅ ｎ ｅ ａ ｉｎ ｏ ｄｔ ｎ ｕ ｉｇ ｂ ｔｈ ｅ ｈ ｉ ｕ ． ｉ ｅ ｒ ｓ ｌ ｎ ｉａｅｔ ａ ｈ ｏ ｐ ｉｎ ｏ （ ） ｏ ｅ ｕ ｔ ｉｄｃ ｔ ｈ ｔｔ ｅ ｓ ｒ ｔ ｆＴｈ Ｉ ｓ ｏ Ｖ ｎ ＧＭ Ｚ ｂ ｎ ｏ ｉｅ ｉ ｓｒ ｎ ｌ ｆｅ ｔｄ ｂ Ｈ ｅ ｔ ｎｔ ｓ ｔｏ ｇ ｙ ａｆ ｃｅ ｙ ｐ
ｖ ｌ ｅ １ ５ ７ ） ａ ｄ ｉ ｎ ｃ ｓ ｒ ｎ ｈ． Ｔｈ ｅ ｅ ｅ ｏ ｕｍｉ ｃｄ ｉ ｃ ｅ ｓ ｓ ｈ ｏｒ ｔｏｎ ｏｆ ａ ｕ ｓ（ ． — ．５ ｎ ｏ ｉ ｔ ｅ ｇｔ ｅ ｐｒ ｓ ｎｃ ｆ ｈ ｃ ａ ｉ ｎ ｒ ａ ｅ ｔ ｅ ｓ ｐ ｉ
９．５ Ｋ ｐ 学№ 与 ｄ比以及 腐 殖 酸 对 吸 附的 影 响 。测 定 了 ２ ３ １ 下 的吸 附 等 温 线 。实 验 结 果 表 明 ， Ｈ 和 离 子 强度 对 一
吸附 的影 响 很 大 ， 殖 酸 在 低 ｐ 下 促 进 Ｔ （ ） 高 庙 子 膨 润 土 上 的 吸 附 ， 在 高 ｐ 下 几 乎 没 有 影 响 ； 腐 Ｈ ｈⅣ 在 而 Ｈ Ｔｈ Ⅳ ） 高 子 膨 润 土 上 的 吸附 主 要 通过 表 面 络 合 和 离 子 交 换 进 行 ； ａ ｇ ｉ方 程 可 以很 好 的拟 合 吸 附 等 （ 在 Ｌ ｎ ｍｕｒ
CTMAB-膨润土对染料废水吸附试验研究
CTMAB-膨润土对染料废水吸附试验研究摘要：通过振荡吸附实验，研究了CTMAB-膨润土对亚甲基蓝模拟染料废水和实际染料废水的吸附性能。
结果表明，对亚甲基蓝吸附的最佳条件为投加量0.40 g、温度25℃、pH值为7、时间45 min，最佳脱色率99.86%；各因素对实际染料废水的脱色率与模拟染料废水一致，实际染料废水最佳脱色率92%，CODcr去除率36%。
关键词：膨润土；改性；染料废水；吸附染料的应用造就了五彩缤纷的世界，目前，染料的应用已经涉及到各行各业。
我国是公认的染料大国，如今，我国的染料产量、出口量和消费量已位列世界各国之首，纺织印染也是我国的重要工业之一，其污染问题令人瞩目。
对于印染废水的处理，主要以生物法处理为主，但是随着化纤织物的发展和印染后整理技术的进步，使一些难生化降解有机物大量进入印染废水，给处理增加了难度。
原有的生物法COD处理率由原来70%下降到50%，并且在脱色方面一直不能令人满意，因此开发新的处理技术和工艺成为关键。
近年来，吸附法已经成为处理染料废水一种简单可行的方法。
其中最常用的是活性炭，但活性炭的高成本使其不能大规模生产利用，寻找廉价经济的吸附剂来代替活性炭已成为各国研究的热点。
膨润土分布广泛，其基本结构是两层硅氧（Si-O）四面体夹一层铝氧（Al-O）八面体，具有良好的吸附性、阳离子交换能力和体积膨胀性，可以作为一种优良的吸附剂，膨润土具有亲水憎油性的特点，与聚合物的相容性较差，有必要对其进行改性后再利用。
文章主要对有机表面活性剂改性膨润土处理亚甲基蓝和实际染料废水进行研究，分析时间、温度以及pH等因素对其吸附染料脱色率的影响，探究其原因，为以后膨润土的实际应用提供科学数据。
1材料与方法1.1供试材料实验所用膨润土由上海市四赫化工有限公司提供，亚甲基蓝为分析纯试剂，实际染料废水来自青岛某印染厂经预处理后出水。
1.2试验方法CTMAB-膨润土的制备。
称取一定量的天然膨润土，置于1 000 ml大烧杯中，加入一量的十六烷基三甲基溴化铵（CTMAB），在磁力加热搅拌器上搅拌8 h，离心分离，倾去上清液。
CPC改性鹏润体对水中锌离子的吸附
CPC改性膨润土吸附锌离子的性能摘要：研究了有机改性膨润土对锌离子的吸附性能。
结果表明: 有机改性膨润土对水中锌离子的吸附在30 min 达到平衡; 在20 mL、50 mg/ L 的锌离子溶液中, 当其用量为1. 0 g 时, 有机改性膨润土对水中锌离子的吸附去除率达到99. 54%;温度对水溶液中锌离子的去除有一定的影响, 有机改性膨润土吸附水中锌离子的过程为放热反应。
关键词有机改性膨润土吸附锌离子Adsorption Performance of Bentonite modified byCetylpyridinium Chloride for Zn2+Abstract： The adsorption performance of organic modified bentonite on Zn2+ from aqueous solution was studied.The results show that the adsorption of organic modified bentonite on Zn2+ reaches equilibrium in 30 min. The removal efficiency of Zn2+ achieves 99. 54% when 1. 0 g organic modified bentonite is added into 20 mL of 50mg/ L Zn2+ aqueous solution. Temperature exerts an effect on the adsorption of the Zn2+ and the adsorption process is proved to be exothermic.Keywords :Organic Modified Bentonite Adsorption Zn2+重金属离子是水体、土壤中的一类重要污染物, 主要来源于采矿、冶金、电镀等工业排放的废水和固体垃圾填埋场的滤液。
改性膨润土对阳离子染料中性红的吸附性能研究
改性膨润土对阳离子染料中性红的吸附性能研究作者：张婕尚成江来源：《山东工业技术》2014年第13期【摘要】本文研究了用十六烷基三甲基溴化铵（CTMAB）改性的膨润土对阳离子染料中性红吸附性能，结果表明，改性膨润土对阳离子染料中性红的吸附能力优于钠基膨润土。
【关键词】阳离子染料中性红；有机膨润土；吸附0 引言染料与我们的生活息息相关，它的发展使我们的生活得以色彩斑斓，但是，染料工业废水的COD和色度非常，严重影响植物的光合作用，对环境的危害及其严重。
目前，处理染料废水的方法有化学混凝法、离子交换法、臭氧氧化法光催化讲解法及吸附法，吸附法处理简便，效率高，不会产生二次污染，应用较为广泛。
用阳离子表面活性剂制成的有机粘土中的烷基有机相具有疏水性质，水分子一般难以存在于这类有机粘土矿物质的层间，而非离子型有机化合物却极易被烷基有机相所吸附，使这类有机粘土矿物质成为极好的吸附剂。
本文以阳离子染料中性红为研究对象，研究了用十六烷基三甲基溴化铵（CTMAB）阳离子表面活性剂改性的有机膨润土（吸附剂）对阳离子染料中性红的吸附行为。
1 实验部分1. 1 仪器和原料主要实验仪器：真空干燥箱，上海精宏实验设备；BS224S电子天平，德国sartourius；集热式恒温加热磁力搅拌器，郑州汇成科工贸有限公司；SHZ-D（Ⅲ）循环水式真空泵，巩义市予华仪器有限公司； KM快速研磨机，湘潭湘仪仪器有限公司，湘潭仪器仪表厂；UV-754 分光光度计；电子pH计。
主要实验原料：盐酸、氢氧化钠，无水碳酸钠、十六烷基三甲基溴化铵（CTMAB）（均为 AR）、阳离子染料中性红（分析纯）。
1.2 钠基膨润土的制备采用悬浮液法对膨润土进行钠化改型。
取100g的膨润土，加入1000 mL水，浆液浓度为10%，加入4%的钠化剂无水Na2CO3。
在温度75 ℃搅拌反应3 h，在105 ℃下烘干，用KM快速研磨机，研磨后过180目筛得到钠基膨润土。
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490
环 境 科 学 学 报
23 卷
得出吸附等温式常数 KH 、KF 、n ,在等温线线性范围的吸附平衡常数即为 KH . (1) 吸附平衡常数与有机物性质的关系 表 1 列出了 VOCs 各主要物理化学性质及 80 ℃
kJΠmol
kPa
Henry 等温式
Q = KH C
KH
R2
Freundilich 等温式
Q = KF C1Πn
KF
n
R2
78. 114 353. 24
30. 75
100. 13
103. 9 0. 9987 127. 1 1. 0 0. 9983
92. 141 383. 78
33. 59
38. 61
第 23 卷第 4 期 2003 年 7 月
环 境 科 学 学 报 ACTA SCIENTIAE CIRCUMSTANTIAE
文章编号 :025322468 (2003) 0420488206 中图分类号 :X132 文献标识码 :A
Vol. 23 ,No. 4 Jul. ,2003
106. 167 412. 27
36. 33
15. 05
358. 2 0. 9988 458. 6 1. 0 0. 9974
106. 167 417. 58
37. 00
12. 56
394. 4 0. 9991 886. 1 1. 0 0. 9971
84. 932 312. 90
28. 38
351. 51
168. 8 0. 9988 178. 2 1. 0 0. 9981
106. 167 409. 35
35. 91
16. 70
290. 5 0. 9990 413. 0 1. 0 0. 9978
106. 167 411. 51
35. 92
15. 70
281. 5 0. 9989 387. 5 1. 0 0. 9979
吸附热可以表征固体吸附剂表面与吸附质间键能 ,由吸附热实验结果可判断吸附作用力 类型和大小 ,同时吸附热还是吸附 、解吸工艺设计基础参数之一. 基于此 ,以氯代十六烷基吡啶 (Cetyl Pyridinium Chloride , CPC) 改性的膨润土为代表 ,研究有机膨润土对不同 VOCs 吸附性能 差异 、吸附热及其与 VOCs 性质间的关系 ,其目的是为设计新型高效的 VOCs 吸附材料 ,特别是 有机废气处理时有机膨润土吸附材料的选择等提供理论依据.
气相平衡浓度为 :
C = ( ma ·h) Π( W ·j F0 )
(2)
式中 , C 为气相平衡浓度 (molΠmL) , F0 为校正到柱温的出口流量 (mLΠmin) ,柱压梯度校正因子
j = 3[ ( PiΠP0 ) 2 - 1 ]Π( PiΠP0 ) 3 - 1 ] , Pi 为柱前压 ( Pa) , P0 为柱后压 ( Pa) .
时 VOCs 在 CPC2膨润土上的吸附等温式系数 KH 、KF 、n. 在研究的浓度范围内 ,平衡常数基本 上随饱和蒸气压的增加而减小 ,随沸点的升高而增大 ,对同类有机物随分子量的增大而增大 ; 不同种类有机物沸点蒸发热大的吸附平衡常数也较大.
VOC
苯 甲苯 乙苯 对二甲苯 间二甲苯 邻二甲苯 二氯甲烷 三氯甲烷 四氯化碳 四氯乙烯 环己烷 正己烷 正庚烷 正辛烷 异辛烷 乙酸丁酯 乙酸乙酯 乙醚 丙酮 甲基异丁基酮
Study on sorption characterization of VOCs onto CPC2bentonite by inverse gas chromatography
TIAN Senlin , ZHU Lizhong , SHI Yao ( College of Environmental and Resource Sciences , Zhejiang University , Hangzhou
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4期
田森林等 :反相气相色谱法研究 CPC2膨润土对 VOCs 的吸附作用
489
于色谱曲线上峰高与气相平衡浓度间 、色谱曲线下面积与吸附量间分别有定量关系 ,可根据色
反相气相色谱法研究 CPC2膨润土对 VOCs 的 吸附作用
田森林 ,朱利中 3 ,施 耀 (浙江大学环境与资源学院 ,杭州 310028)
摘要 :运用反相气相色谱法研究了 20 种 VOCs 在 CPC2膨润土上的吸附平衡及吸附热. 结果表明 ,CPC2膨润土对 VOCs 的吸附 有较强选择性 ,吸附能力与有机物的分子量 、分子结构 、饱和蒸气压等物理化学性质有关 ,对苯系物和分子量较大的酯类和 酮类等吸附能力较强. 温度较低时 ,CPC2膨润土对 VOCs 的吸附能力较强 ,吸附热较大 ;吸附热与 VOCs 的沸点蒸发热相当 ,但 比活性炭等常规吸附剂对 VOCs 的吸附热小. 关键词 :有机膨润土 ;吸附 ;挥发性有机物 ;反相气相色谱
反相气相色谱法是测定吸附剂对不同挥发性有机物吸附平衡快速 、可靠的方法之一 ,还可 同时测定吸附热. 方法基本原理是向以待测吸附剂为固定相的气相色谱中注入微量有机物 ,由
收稿日期 :2002207205 ;修订日期 :2002209204 基金项目 :国家自然科学基金项目 (29777005) ;国家高技术研究发展计划 (863) 资助项目 (2002AA302305) 作者简介 :田森林 (1975 —) ,男 ,博士研究生 3 通讯联系人
2 结果与讨论
211 吸附等温线 为研究有机膨润土对不同种类挥发性有机物的吸附性能 ,测定了苯系物 、烷烃 、氯代烷烃 、
氯代烯烃 、酯 、醚 、酮等 7 类 20 种常见挥发性有机物的吸附等温线. 根据反相色谱数据 ,用吸附 量 Q (molΠg) 对气相平衡浓度 C (molΠmL) 作图 ,分别用 Henry 等温式和 Freundlich 等温式拟合 ,
93. 4 0. 9964 124. 7 1. 0 0. 9959
119. 377 334. 33
29. 79
182. 81
114. 7 0. 9966 88. 1 1. 2 0. 9977
153. 822 349. 79
29. 84
20. 19
37. 9 0. 9973 62. 1 1. 0 0. 9966
以 lnVg 对 1ΠT 作图 ,由斜率可计算出微分吸附热ΔHa .
1 实验部分
111 试剂与仪器 实验所用表面活性剂氯代十六烷基吡啶及 20 种挥发性有机物均为分析纯 ,膨润土为钠基
膨润土 ,阳离子交换容量为 100102 meqΠ100 g(土) . 有机膨润土制备方法见文献[5] . 岛津 GC214B 气相色谱仪 ,FID 检测器 ,色谱柱为 2 m ×4 mm ( I1D. ) 不锈钢柱 ,载气为高纯
氮 (纯度 ≥991999 %) ,电子分析天平 ,皂膜流量计 ,1 、5 、10μL 微量进样器 (使用前经过校准) . 112 IGC 测定方法
(1) 色谱柱填装 称取色谱柱质量后 ,均匀填入 CPC2膨润土 ,将色谱柱安装至气相色谱 , 在柱温 105 ℃下通氮气吹扫 ,直至色谱曲线基线平稳 ,再称色谱柱重量 ,由色谱柱前后重量差 求出吸附剂质量. (2) 柱流量测定及校正 实验时固定柱前压为 200kPa ,皂膜流量计测定柱后 流量 ,并记录室温和大气压 ,以计算压力梯度校正因子. (3) 色谱曲线的测定和处理 调节柱 温 、柱前压至实验所需值 ,待基线平稳后 ,用微量进样器进一定量待测有机物液体至色谱中 (平 行进样 3～5 次) ,用色谱工作站以 50 Hz 采样频率记录数据 ,绘出色谱曲线 ,将谱图数据分别按 式 (1) 、式 (2) 转换成相应的吸附量和气相平衡浓度 ,绘制吸附等温线 ,并计算相应的微分吸附 热. 重复进样 ,保留时间 、峰面积及峰高偏差均小于 5 %.
与膨润土原土相比 ,有机膨润土有机碳含量增加 、疏水性提高 、对有机物吸附能力增强 ,在 有机废水 、废气吸附处理和土壤 、地下水污染修复中有很好的应用前景. 但迄今研究得最多的 是吸附处理水中有机污染物 ,而用于废气吸附处理研究较少[1] . 初步研究表明 ,有机膨润土是 一种有很好应用前景的有机废气吸附剂 ,但对其吸附不同挥发性有机物 (VOCs) 的性能 、机理 和热力学的研究较少 ,低浓度 、较宽温度范围内的吸附性能及热力学方面的研究则更少[2 —6] .
(1)
式中 , ma 为进样量 (mol) , Q 为吸附量 (molΠg) , W 为吸附剂质量 (g) , S 为峰面积 (mV·min) ,
Байду номын сангаас
∫h
Ac = ( tc - t0 ) d h , t0 为死时间 (min) , h 为色谱曲线上各点对应的响应值 (mV) , tc 为保留时
0
间 (min) .
吸附量对气相平衡浓度作图即可得到吸附等温线.
根据保留体积与温度的关系 : lnVg = - ΔHaΠRT + 常数
(3)
式中 , Vg 为比保留体积 (mLΠg) ,ΔHa 为微分吸附热 (JΠmol) , T 为柱温 ( K) , R 为气体常数 ,81314
J ·K- 1 ·mol - 1 .
310028 , China) Abstract :Sorption properties and enthalpies of 20 VOCs onto CPC2organobentonite were studied by inverse gas chromatography. CPC2bentonite showed strong selectivity toward VOCs , and its sorption capacity depended on physicochemical properties of VOCs , such as molecular weight , structure , and saturated vapor pressure. The sorption abilities of BTEX , esters and ketones with greater molecular weights to CPC2bentonite were greater than the others. The sorption properties were obviously influenced by temperature. The sorption enthalpies of VOCs onto CPC2 bentonite were similar fo heating of evaporation , but smaller than that of common adsorbents. Keywords :organobentonite ; sorption ; volatile organic compounds ; inverse gas chromatography