Sb_V_在高岭土表面的吸附_pH_离子强度_竞争性离子与胡敏酸的影响
高岭土吸附材料
高岭土吸附材料
高岭土是一种天然矿物质，由于其优良的吸附性能，被广泛应用于污水处理、饮用水净化、废气处理、金属离子的回收等领域。
高岭土的主要吸附机理包括物理吸附、化学吸附和交换吸附。
物理吸附是指在物体表面附着的一种弱化学力，例如茶叶、煤炭等吸附物质都是通过物理吸附进行吸附的。
化学吸附是指吸附剂与被吸附物质之间通过化学键结合的过程，例如吸附剂和营养盐之间通过化学键结合形成的化合物。
交换吸附是高岭土在吸附过程中最常见的一种吸附机理，这种吸附是指交换离子在高岭土表面的吸附位置，具体的交换机理是利用高岭土表面的交换离子与溶液中的离子进行高岭土表面离子吸附的过程，进而使溶液中的离子向高岭土表面交换。
交换吸附对于痕量元素的回收和废水处理有着特别重要的意义。
高岭土吸附材料的应用领域包括污水处理、废气处理、金属离子的回收等方面，其中应用最为广泛的是在污水处理领域。
高岭土可以去除污水中的有机污染物、重金属离子、营养盐等污染物，净化水体。
在废气处理方面，高岭土主要用于吸附有机污染物和气体中的硫化物等成分，有效地净化气体。
高岭土还可以用于金属离子的回收。
在铜、镍、锌、铁等金属离子的生产过程中，高岭土可以作为固相吸附剂，从废水中回收这些金属离子，减少排放的废水中的重金属污染物。
高岭土／胡敏酸复合体对重金属离子吸附解吸实验研究
・
侯 德 封 奖获 奖 者 论 文 ・
Ｂｕ ｌ ｔ ｆＭ ｉ ｅ ａ ｏ ｙ， ｔ ｏ ｏ ｙ ａ ｄ Ｇｅ ｃ ｅ ｓ ｒ ｌ ｉ ｏ ｎ ｒ ｌ ｇ Ｐｅ ｒ ｌ ｇ ｎ ｏ ｈ ｍｉｔ ｙ ｅｎ Ｖｏ ． ７ Ｎｏ ４ Ｏｃ ． ２ ０ Ｉ２ ． ， ｔ 对 重 金属 离子 吸 附解 吸 实 验 研 究
吴平霄， 徐玉芬， 朱能武， 志 党
华 南 理 工 大学 环 境 科学 与２ 程学 院 ， 州 ５ ００ １ ２ 广 １０６
摘 要 ： 文 利 用 高 岭 土 对胡 敏 酸 吸 附形 成 稳定 的有 机一 本 无机 络合 物 ， 究 了高 岭 土／ 敏 酸复 合 体 对 Ｃ 、 ｄ 和 Ｃ ” 的 吸 研 胡 ｕ Ｃ” ｒ 附 结 果 表 明 ， 敏 酸对 高岭 土 改性 后 能提 高 上 述 三 种 重 金 属 离 子 的 吸 附 性 能 ， 岭 土 ／ 敏 酸 复 合 体 对 三 种 重 金 属 离 子 的 胡 高 胡 吸 附量 都 随 ｐ 值 的 升 高 而 增 加 ， 离 子 强 度 的 增加 而减 小 。本 文 还 研 究 了高 岭 土／ 敏 酸 复 合体 对 上 述 三 种 重 金 属 离 子 的 Ｈ 随 胡
尤其是在 粘粒 矿 物 和 阳离 子 紧密 结合 时 以有 机一 无 机 复合体 的形式存 在 。它 的比表 面积大 ， 结构复 杂 ， 含 有羧基 、 羟基 、 氨基 和 甲氧基 等 多 种 活性 基 团 ， 可 通 过配位 交换 、 子交换 、 离 阳离 子键 桥 、 德华力 、 范 静 电引力 和疏水作 用结合 在粘 土矿 物 上 ， 成有 机一 形 无
ｏ ｅ ｖ ｅａ ｏ ｓｏ ｏ ｉ ｔ－ ｕ ｉ ｃｄ ｃ ｍ ｐｅ ｓａｓ ｔ ｄ ｅ ｆｈ ａ ｙ ｍ ｔ ｌｉｎ ｎ Ｋａ ｌ ｅｈ ｍ ｃａ ｉ ｏ ｎｉ ｌｘ ｗａ ｌｏ ｓ ｕ ｉｄ， ａ ｄ ｉ ｗａ ｏ ｎ ｈ ｔＥｌｖｃ ｑ ａ ｉｎ ａ ｄ ｎ ｔ ｓ ｆ ｕ ｄ ｔ ａ ｏ ｉｈ ｅ ｕ ｔｏ ｎ Ｏ ｎ －ｅ ｅ ｉ ｅｉ ｑ ａｉ ｎ ｃ ｎ ａ ｅ ｕ ｔ ｌ ｅ ｃ ｉｅ ｔ ｉ ｅ ｉ ｏ ｐ ｉｎ ｐ ｏ ｅ ｕ ｅ ． ｅｌｖ ｌｋ ｎ ｔｃ ｅ ｕ ｔｏ ａ ｄ ｑ ａｅｙ ｄ ｓ ｒｂ ｈｅｋ ｎ ｔｃ ｓ ｒ ｔｏ ｒ ｃ ｄ ｒ ｓ
高岭土_胡敏酸复合体对重金属离子吸附解吸实验研究
2. 3 离子浓度对吸附性能的影响 Cu2 + 、 Cd2 + 和 Cr 3 + 初始浓度均为 64 mg/ L , 在
离 子 介质 为 0 . 0 5 mol / L 或 0 . 2 5 mol / L NaNO3 的
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胡敏酸溶液 : 腐殖酸先用氢氧化钠溶解 ,用微孔 滤膜 ( 0. 45 μm) 过滤 ,过滤 3 次后加盐酸将 p H 值调 至 1. 5 以下 。此时胡敏酸沉淀析出 , 经离心去除上 清液 ,用蒸馏水清洗一次 , 再用氢氧化钠溶解 , 将 p H 值调至 8 左右 ,用微孔滤膜 ( 0. 45 μm) 过滤 ,获 得红棕色的胡敏酸钠溶液 。重复 3 次之后密封保存 备用 。 粘土矿物 : 高岭石为天津福晨化学试剂公司生 产的分析纯试剂 。 1. 2 胡敏酸在高岭石上的吸附 称取 0. 500 g 原土于 250 mL 锥形瓶中 ,加入 5 mL 配置好的胡敏酸溶液 , 总体积 50 mL ( 不足 50 mL 时用去离子水补足) ,使固液比为 1∶ 100 ,用一定 浓度的 HCl 或 NaO H 使 p H 为 6 ,恒温振荡 ( 30 ℃, 150 r/ min) 到平衡 ,静置 ,静置后离心 ( 4000 r/ min , 20 min) , 去除上清液之后用去离子水洗涤 3 次 , 烘 干 ,过 200 目筛备用 。 1. 3 重金属的吸附实验 Cu2 + 、 Cd2 + 、 Cr 3 + 用 重 金 属 溶 液 一 定 质 量 的 Cu ( NO3 ) 2 ・ 3 H2 O , Cd ( NO3 ) 2 ・ 4 H2 O 和 Cr ( NO3 ) 3 ・ 9 H2 O 分析纯试剂加入烧杯后 , 再加适量 的去离子水配成 。取 0. 5 g 的不同的土样置于锥形 瓶中 ,加入 0. 1 mol/ L NaNO3 电解质和一定量的重 金属溶液 , 用尽可能少量的 HCl 和 NaO H 溶液控 制 p H 值 ,在振荡器上于 30 ℃ 条件下振荡至吸附达 到平衡 。再用离心机离心 ,取上清液 ,用原子吸收分 光光度计测定滤液中重金属离子的残余浓度 , 按下 面的公式计算吸附量 q ( mg/ g) 和去除率 Y ( %) : ( 1) q = V ( C0 - C) / 1000 m ( 2) Y = 100 ( C0 - C) / C0 式中 , V 为重金属溶液的体积 ( mL ) ; m 为粘土矿物 的用量 ( g) ; C0 、 C 为吸附前后重金属质量分数 。
土壤环境中粘土的分散凝聚行为及其影响因素
The results from the experiment of clay dispersion-flocculation with polymers indicated that, 1) Clay particles were flocculated at lower concentration of cationic polymers PAM (Polyacrylamide) due to the bridging action among particles, while dispersed at higher concentration due to the electrostatic repulsion. To cationic polymers, the more intense ionic character, the more intense flocculation it would be to clay particles. 2) Both of anionic polymer AS(strong anion) and AW(week anion) could flocculate clay particles, but AS was better. Anionic polymer of lower concentration had no influence to kaolinite and illite, but it of higher concentration could disperse them better. 3) The higher the molecular weight of litmusless polymer, the better it could flocculate
Sb(Ⅴ)在不同类型土壤上的吸附及其影响因素研究
摘要：鉴于目前有关Sb 土壤环境行为的研究相对不足，通过吸附平衡实验研究了Sb （Ⅴ）在我国35种不同类型土壤上的吸附行为，考察了土壤性质对Sb 吸附的影响。
结果表明，不同性质的土壤对Sb （Ⅴ）的吸附能力存在很大差异，供试土壤中兴化沼泽土（60~80cm ）吸附量最高，是吸附量最低的韶关赤红壤的10倍。
土壤理化性质显著影响Sb （Ⅴ）的吸附量，对土壤理化性质和土壤吸附能力（吸附量和分配系数）进行相关性分析发现，Sb （Ⅴ）吸附量与土壤中水合金属氧化物含量，尤其是氧化锰含量，以及阳离子交换量（CEC ）、溶解性有机碳（DOC ）、全磷（P ）含量显著相关。
对土壤众多性质进行主成分分析，并对各主成分与吸附能力之间进行多元逐步回归分析可知，土壤富铁铝化程度、氧化锰、全磷等因子可解释吸附量回归模型变异的75%。
关键词：Sb （Ⅴ）吸附能力；分配系数；土壤性质；相关性分析中图分类号：X53文献标志码：A 文章编号：1672-2043（2016）08-1507-08doi:10.11654/jaes.2016-0154Sb （Ⅴ）在不同类型土壤上的吸附及其影响因素研究孙倩1，2，王玉军1*，范婷婷1，2，刘海龙1，宣亮1，周东美1（1.中国科学院土壤环境与污染修复重点实验室，中国科学院南京土壤研究所，南京210008；2.中国科学院大学，北京100049）Sorption of Sb （吁）on soils with different physicochemical properties and its influencing factorsSUN Qian 1,2,WANG Yu-jun 1*,FAN Ting-ting 1,2,LIU Hai-Long 1,XUAN Liang 1,ZHOU Dong-mei 1（1.Key Laboratory of Soil Environment and Pollution Remediation,Institute of Soil Science,Chinese Academy of Sciences,Nanjing 210008,China;2.University of Chinese Academy of Sciences,Beijing 100049,China ）Abstract ：Antimony （Sb ）and arsenic （As ）belong to the same group in the periodic table of elements.As well as As,Sb is highly toxic.Howev -er,research about soil environmental behaviors of Sb is limited.In the present study,batch sorption experiments were carried out to study the adsorption behaviors of antimonite[Sb （Ⅴ）]on 35Chinese soils with different physicochemical properties to reveal the influences of soil properties on sorption of Sb （Ⅴ）on soils.Soil physicochemical properties significantly affected the sorption of Sb （Ⅴ）on soils.Xinghua boggy soil （60~80cm ）had the largest adsorption amount,which was ten times larger than that of Shaoguan latosol red soil,whichhad the lowest adsorption amount.The Sb （Ⅴ）adsorption was significantly correlated with the content of metal hydroxides,especially Mn DCB ,CEC,dissolved organic carbon and total phosphorus.The principal component analysis and the multiple stepwise regression showed that iron/aluminum oxides,manganese oxides and phosphorus described 75%of the variability of the regression model.These results advanced our understanding of the environmental behaviors of Sb in soils.Keywords ：antimonate sorption capacity;partition coefficient;soil property;correlation analysis收稿日期：2016-01-29基金项目：江苏省杰出青年基金项目（BK20130050）；国家自然科学基金项目（41422105）；中国科学院知识创新工程项目（ISSASIP1612）作者简介：孙倩（1991—），女，硕士研究生，主要从事重金属环境土壤化学过程研究。
高岭土对废水中镍离子的吸附行为的研究
作 者 简介 ： 淑 芬 ， ， 建 漳 州 市人 ， 岩 学院 化 学 与材 料 学 院 ２ １ 化 学教 育 专 业 学 生 。 沈 女 福 龙 ０２届
通讯作 者： 周云龙 ， 福建上杭县人 ， 男， 龙岩 学院化 学与材料 学院实验师 ， 主要从事功能材料研 究。
基 金 项 目： 建省 教 育厅 Ａ 类科 技 项 目（Ａ ８ ３ ） 福 Ｊ ０ ２０ 。
增加 ， 高岭土对其吸 附率减小 ， 而随着高岭土用量的增加 ， 则吸 附率不断提 高。 高岭土对镍 离子
的等 温吸 附服 从 Ｆｅｎｌ ｈ方 程 式 。高岭 土 对镍 离子 的吸 附率随 温 度 的升 高 、 间的增 加 而增 ｒｕ ｄｉ ｃ 时
大 。 室温 下 ，． ｇ高岭 土 对 ２ ２ ・ 镍 离子 在 ｐ 为 １ ．８时静 止 吸 附 ４ ｎ ０３ ５ｍＬ １ ０ｍｇ Ｌ Ｈ １９ ０ｍｉ ，吸 附
１２ １
高岭土对废水中镍离子的吸附行 为的研究 土具 有取代 传统 的高成本 处理重金 属废水方 法
的潜 力 ｆ】基 于 对 处 理 效 果 、 境 的 友 好 程 度 和 １。 ０ 环
２０ ０ 、 ． ０ 、 ． ０ 、 ．００和 ４００ ． ０ ２５ ０ ３０ ０ ３ ０ ０ ０ ０ ５ ． ０ｇ的高 ０
废 水 是 一 种 危 害 较 大 的工 业 废 水 ，它 主 要 来 自
理 方 面 具 有 独 特 的优 势 ｌ 。 因此 ， 用 天 然 矿 ６ １ 利 物 吸 附 废 水 中重 金 属 离 子 具 有 重 要 发 展 前 景 。
高岭 土 俗称 瓷 石『， 一 种 最 常见 的粘 土 ８是 １ 矿物 ， 泛存在 于沉积 物和土 壤 中 ， 广 取材 广泛 、 来源丰 富 、 价格 相对 低廉【 ９ Ｊ 。高岭 土的主要成分
高岭土对含有Cu^(2+)和Pb^(2+)污水吸附性实验
高岭土对含有Cu^(2+)和Pb^(2+)污水吸附性实验李松良;刘荣荣;张伟东【期刊名称】《矿产综合利用》【年(卷),期】2024(45)1【摘要】这是一篇环境工程领域的论文。
为了研究高岭土对含有Cu^(2+)和Pb^(2+)污水吸附性能的影响,开展了不同初始浓度、温度、吸附时间、高岭土掺量和pH值作用下高岭土吸附重金属离子实验,并分析了高岭土对Cu^(2+)和Pb^(2+)共同吸附实验结果。
结果表明:高岭土吸附金属Pb^(2+)离子的效果要好于高岭土吸附金属Cu^(2+)离子的效果。
结合实验结果和经济效益而言,在初始浓度为200 mg/L,pH值为6、温度为30℃,高岭土掺量为1.5 g,吸附时间为2.0 h时,高岭土对金属Pb^(2+)和Cu^(2+)离子的吸附效果较优,其中金属Pb^(2+)离子的吸附量分别达到了56.38、56.22、58.76、35.75、和42.42 mg/g,金属Cu^(2+)离子的吸附量45.99、47.45、47.27、25.26、22.52 mg/g。
整体上,高岭土对共同吸附金属离子(Cu^(2+)、Pb^(2+))的吸附量要小于单一离子的吸附量,这是由于两个金属离子在吸附过程中会相互影响对方的吸附过程。
Langmuir模型对实验曲线的拟合度要远远高于Freundlich模型对实验曲线的拟合度,这就说明了Langmuir等温吸附模型更加适用于高岭土吸附金属离子吸附量的变化规律,进而证明了高岭土吸附重金属离子属于表面吸附,被吸附的重金属离子都是相互独立存在的。
【总页数】7页(P187-193)【作者】李松良;刘荣荣;张伟东【作者单位】扬州市职业大学土木工程学院;扬州市职业大学环境资源与管理学院;武汉理工大学资源与环境工程学院【正文语种】中文【中图分类】TD985【相关文献】1.改性硅藻土对废水中Pb^2+、Cu^2+、Zn^2+吸附性能的研究2.耐Pb^(2+)、Cu^(2+)沸石-细菌复合矿物材料吸附剂的筛选及其对水中Pb^(2+)、Cu^(2+)吸附能力的研究3.天然高岭土对Pb^(2+),Cd^(2+),Ni^(2+),Cu^(2+)的吸附及解吸性能研究4.多孔质沸石颗粒对矿井水中Pb^(2+)、Cu^(2+)、Zn^(2+)吸附性能的研究5.糠醛渣木质素接枝聚丙烯酸水凝胶对Pb^(2+)、Cu^(2+)、Cd^(2+)吸附性能研究因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
高岭土的镍离子吸附和镍精矿浸出
高岭土的镍离子吸附和镍精矿浸出高岭土是一种重要的矿石，其主要成分是蒙脱石、伊利石和半水蒙脱石等。
由于其特殊的物理和化学性质，高岭土在许多工业领域具有广泛的应用。
对于镍离子的吸附和镍精矿的浸出，高岭土也展现出了良好的性能和潜力。
首先，我们来讨论高岭土对镍离子的吸附能力。
研究表明，高岭土具有良好的吸附性能，对镍离子的吸附效果较为明显。
这是因为高岭土含有丰富的氢氧化铝和氢氧化铁等成分，能够与镍离子形成络合物，实现吸附过程。
此外，高岭土的孔隙结构也为镍离子的吸附提供了有利条件。
孔隙的大小和形状对吸附效果有影响，一定范围内的孔隙可以提高镍离子的吸附量和速率。
针对高岭土吸附镍离子的潜力，研究人员进行了一系列的实验和优化。
例如，通过调节高岭土的pH值、温度和初始镍离子浓度等因素，可以改善吸附过程的效果。
此外，研究还发现，高岭土的表面改性和修饰对提高吸附性能具有重要作用。
一些研究采用化学修饰或物理改性的方法，如阳离子交换和表面修饰剂的引入，成功地提高了高岭土对镍离子的吸附能力。
除了吸附性能，高岭土在镍精矿的浸出方面也展现出了潜力。
镍精矿是一种含镍矿石，其中的镍主要以硅酸盐矿物的形式存在。
高岭土作为一种酸性介质，可以促进镍精矿中的镍离子的浸出过程。
浸出过程一般采用酸浸或碱浸的方法，高岭土作为催化剂或吸附剂参与其中。
实验研究表明，高岭土作为浸出剂，对镍精矿中的镍离子具有一定的浸出效果。
高岭土的酸性能够溶解镍精矿中的硅酸盐矿物，从而释放出镍离子。
此外，高岭土的孔隙结构和表面特性也有助于浸出过程的进行。
通过调节浸出条件，例如温度、浸出剂浓度和反应时间等，可以进一步提高高岭土浸出镍离子的效率。
总结而言，高岭土作为一种重要的矿石，展现出了在镍离子吸附和镍精矿浸出方面的潜力。
高岭土的吸附性能和孔隙结构为其吸附镍离子提供了良好的基础。
在实践中，通过调节条件和表面改性等方法，可以进一步提高高岭土的吸附能力。
对于镍精矿的浸出过程，高岭土的酸性和孔隙结构具有一定的促进作用。
高岭土改性吸附剂的原理
高岭土改性吸附剂的原理高岭土改性吸附剂是一种通过对高岭土进行改性处理而制得的吸附剂。
高岭土是一种主要由高岭石矿物组成的黏土矿物，主要成分为硅酸铝和水合硅酸铝。
高岭土改性吸附剂通过改变高岭土的物化性质，提高其吸附能力和效率。
高岭土改性吸附剂的原理可分为物理吸附和化学吸附。
物理吸附是指通过静电作用和范德华力将污染物分子吸附在吸附剂的表面上，从而实现去除污染物的过程。
化学吸附是指通过化学键与污染物分子结合，形成化合物，从而去除污染物。
高岭土改性吸附剂的物理吸附原理主要是由于高岭土具有大比表面积、多孔性和良好的吸附性能。
高岭土的矿物成分中富含氢键和负电性表面官能团，使得其具有较高的吸附活性。
当污染物分子进入高岭土的孔隙中时，分子与高岭土表面发生相互作用，通过范德华力将分子吸附在高岭土表面上。
化学吸附是通过高岭土表面的官能团与污染物分子之间的化学反应实现的。
高岭土表面富含的羟基、羧基、氨基等官能团能够与污染物分子中的活性化学基团形成化学键，从而将污染物吸附在高岭土表面。
高岭土改性吸附剂的改性方法主要包括酸碱改性、离子交换改性、有机改性等。
酸碱改性是通过将高岭土与酸、碱等物质进行反应处理，改变其表面性质和孔隙结构，从而提高其吸附能力。
离子交换改性是利用高岭土表面所含的粘土矿物质与外部溶液中的离子进行交换，从而改变高岭土的吸附性能。
有机改性主要是通过将高岭土与有机物进行复配反应，将有机物引入高岭土的孔隙中，增加吸附剂的吸附能力。
高岭土改性吸附剂在环境治理中具有广泛应用。
例如，可用于水体中重金属、有机物等污染物的吸附去除。
通过调控改性条件等，可以使高岭土改性吸附剂具有特定的选择性吸附能力，从而实现对特定污染物的高效去除。
此外，高岭土改性吸附剂还可用于土壤修复、大气污染物吸附等领域。
总之，高岭土改性吸附剂通过改变高岭土的物化性质，提高其吸附能力和效率。
其吸附机理主要包括物理吸附和化学吸附。
物理吸附是通过静电作用和范德华力将污染物吸附在吸附剂表面上，化学吸附是通过化学键与污染物分子结合，形成化合物。
高岭土4大改性技术及研究进展
高岭土4大改性技术及研究进展2023-02-07高岭土应用广泛，随着科学技术的不断革新，各行各业对高岭土的各项指标都有了更高的要求，特别是造纸、涂料、橡胶等行业对高品质高岭土的需求不断增加。
对高岭土进行改性可以改变其表面的理化性质，进而提升其附加值，以满足现代新工艺、新技术及新材料方面的需求。
目前，常用的改性方法有煅烧改性、酸碱改性、磨剥细化处理以及插层剥离改性等方法。
1、煅烧改性煅烧改性是高岭土行业最常用也是最成熟的改性方法，特别是对于煤系高岭土，煅烧改性能去除其中的有机质进而得到高白度、高质量的高岭土产品。
影响高岭土煅烧品质的因素众多，原料品质、原料粒度、煅烧制度、煅烧气氛以及添加剂的选择都对煅烧高岭土的品质有重大的影响。
对高岭土进行煅烧会使其晶体结构发生一定的转变，低温煅烧下，高岭土中部分有机质及物理吸附水逐渐脱离，煅烧至500~900℃时，高岭土脱羟基，晶体结构破坏，成无定形化，层状结构坍塌，比表面积增大，活性也相应提升，这个温度阶段煅烧得到高岭土称为偏高岭土。
煅烧温度达到1000℃左右时高岭石发生相转变，生成铝硅尖晶石结构；煅烧至1100℃以上时发生莫来石转变。
各个煅烧温度的高岭土产品都有广泛的应用，低温煅烧得到的偏高岭土用作水泥添加剂，发挥其火山灰活性，增加混凝土强度、抗渗性和耐腐蚀性，因其具有较大的比表面积而被作吸附剂，吸附重金属离子及有机污染物；高岭土高温煅烧产品基本都形成强度较大的莫来石，常被用来制造石油压裂支撑剂。
近年来有学者发现通过微波快速升温能有效地提升煤系高岭土的比表面积，相较传统煅烧工艺更加高效节能，也有学者通过微波煅烧的方式以煤系高岭土为原料合成了13X型分子筛，大大提升了高岭土的活性，进一步提高了高岭土的吸附性。
2、酸碱改性对高岭土进行酸碱改性能有效地改善粉体表面的吸附性和反应活性。
王玉飞分别用盐酸、氢氧化钠对煅烧煤系高岭土进行改性，得出了吸油值最佳时所对应的处理条件，由于高岭土煅烧处理后形成了具有酸反应活性的四面体Al，盐酸改性后高岭土中的Al元素浸出，极大地丰富了高岭土的孔道结构；氢氧化钠改性能浸出煅烧高岭土中的Si元素，使小孔结构增加，这是因为煅烧处理后高岭土中的一部分SiO2转化为游离的SiO2，易于与碱性物质发生反应。
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作者：宋玲玲冯莉苟远诚阮继政 Song Lingling Feng li Gou Yuancheng Ruan Jizheng 作者单位：中国矿业大学化工学院,江苏徐州,221008 刊名：中国科技论文在线英文刊名：SCIENCEPAPER ONLINE 年，卷(期)：2009 4(12) 分类号：X703 关键词：高岭土钙离子吸附。
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高岭土的磷酸盐吸附和水源净化背景介绍：水是生命之源，对于人类和其他生物来说，拥有清洁、安全的水源至关重要。
然而，全球范围内的水污染问题日益严重，特别是含有磷酸盐的水污染已成为全球面临的严重挑战之一。
磷酸盐污染不仅对水生态系统造成损害，还可能引发藻类爆发和有害藻华现象，使得水源变得不适宜饮用和农业灌溉。
因此，寻找高效的磷酸盐吸附剂成为一项紧迫的任务。
高岭土的性质与应用：高岭土是一种常见的天然矿物，主要成分为硅酸铝，具有较大比表面积、丰富的孔隙结构和优良的化学稳定性。
由于其特殊的性质，高岭土被广泛应用于催化剂、吸附剂和水处理领域。
高岭土的磷酸盐吸附机制：磷酸盐在水环境中主要以磷酸氢根离子（H2PO4-）和磷酸根离子（HPO42-）存在。
高岭土具有丰富的氢氧基团（OH-），可以与磷酸盐中的氢氧基团形成氢键和化学键。
这些键的形成使得高岭土的表面带有正电荷，吸附并固定磷酸盐离子。
同时，高岭土的比表面积和孔隙结构也提供了更多的吸附位置，增强了磷酸盐的吸附能力。
高岭土的吸附性能：研究表明，高岭土具有较高的磷酸盐吸附能力。
一方面，其比表面积大于200m2/g，具有良好的吸附容量；另一方面，高岭土还能通过改变pH值调节吸附效果，pH为4时吸附效果最佳。
此外，高岭土还具有良好的水解稳定性和再生性能，可以循环使用。
高岭土在水源净化中的应用：高岭土的磷酸盐吸附性能使得它成为一种理想的材料用于水源净化。
通过将高岭土制成颗粒或改性成膜，可以方便地将其用于水处理设备中。
研究表明，高岭土可以高效去除水中的磷酸盐，使得废水得到净化，同时可以降低对环境的污染。
此外，高岭土还可与其他材料结合形成复合吸附剂，进一步提高磷酸盐的吸附效果。
例如，将高岭土与活性炭、交联聚合物等相结合，可以形成具有高吸附能力和选择性的复合吸附剂，使得废水中的磷酸盐被彻底去除。
未来发展方向：虽然高岭土在磷酸盐吸附和水源净化方面已取得了很大的突破，但仍有许多挑战需要解决。
《2024年胡敏酸对高地质背景土壤砷迁移转化的影响》范文
《胡敏酸对高地质背景土壤砷迁移转化的影响》篇一一、引言随着工业化和城市化的快速发展，土壤污染问题日益突出，其中砷（As）污染成为备受关注的环境问题。
高地质背景土壤中的砷因其特殊的地理和环境条件，其迁移转化过程更为复杂。
胡敏酸作为一种天然有机酸，广泛存在于土壤中，对土壤中重金属的迁移转化具有重要影响。
因此，研究胡敏酸对高地质背景土壤砷迁移转化的影响，对于理解砷在土壤环境中的行为及防治砷污染具有重要意义。
二、胡敏酸与高地质背景土壤砷的关系胡敏酸是一种由土壤微生物分解有机质所产生的有机酸，其分子结构中含有丰富的氧、氮、硫等元素。
高地质背景土壤中砷的含量较高，其存在形态、迁移转化规律与土壤中的有机质密切相关。
胡敏酸作为土壤有机质的重要组成部分，对砷的迁移转化具有重要影响。
三、胡敏酸对砷迁移转化的影响机制（一）络合作用胡敏酸分子中的氧、氮、硫等元素可以与砷发生络合反应，形成稳定的络合物，从而影响砷在土壤中的迁移和转化。
络合作用能够改变砷的存在形态，进而影响其生物有效性和环境行为。
（二）吸附作用胡敏酸分子中含有的大量官能团（如羧基、羟基等）具有较强的吸附能力，可以吸附土壤中的砷离子，从而减缓其迁移速度，改变其在土壤中的分布和存在形态。
（三）生物化学作用胡敏酸能够影响土壤微生物的活性，进而影响砷的生物化学转化过程。
例如，胡敏酸可以促进某些微生物的生长繁殖，这些微生物能够通过氧化、还原等作用对砷进行转化。
四、实验研究为进一步探讨胡敏酸对高地质背景土壤砷迁移转化的影响，我们进行了室内模拟实验和野外实地观测。
通过添加不同浓度的胡敏酸溶液，观察土壤中砷的迁移和转化规律。
实验结果表明，胡敏酸能够显著影响砷在土壤中的迁移和转化过程，其影响程度与胡敏酸的浓度密切相关。
五、结论与展望通过研究胡敏酸对高地质背景土壤砷迁移转化的影响，我们发现胡敏酸能够通过络合作用、吸附作用和生物化学作用等多种机制影响砷在土壤中的行为。
这些影响机制对于理解砷在土壤环境中的迁移转化规律、评估砷污染风险及制定防治措施具有重要意义。
高岭土的天然有机物吸附和降解
高岭土的天然有机物吸附和降解高岭土是一种具有吸附和降解有机物能力的天然材料。
它由硅酸盐矿物质组成，主要成分是高岭石，含有丰富的铝和硅元素。
高岭土因其独特的物理和化学性质，被广泛应用于环境保护、废水处理、土壤修复等领域。
高岭土的吸附能力是其最重要的特性之一。
它具有很强的吸附能力，可以吸附大量的有机物质，如重金属离子、染料、废油等。
这是由于高岭土具有较大的比表面积和丰富的表面活性位点所致。
高岭土的微观结构呈珠状颗粒，颗粒之间存在许多微小的孔隙和隙缝，使其具有良好的孔隙结构。
这样的结构使得高岭土能够提供更多的吸附位点，增加有机物质吸附的机会。
高岭土吸附有机物质的过程是一个复杂的物理化学过程。
在吸附过程中，高岭土表面的活性位点吸附有机物质的分子，形成吸附层。
这些分子通过静电作用、氢键作用、π-π作用等各种作用力与高岭土表面相互作用，从而实现吸附。
吸附后的有机物质被高岭土牢固地固定在其表面，形成稳定的复合物。
高岭土不仅能够吸附有机物质，还能降解有机物质。
它的降解能力来源于其特殊的化学性质。
高岭土具有较强的酸性和碱性，对于酸性和碱性物质具有催化作用。
当有机物质与高岭土接触时，酸性和碱性位点促使有机物质发生酸碱反应，从而实现降解。
此外，高岭土中的微生物和酶等生物成分也参与到有机物质的降解过程中。
它们通过生物酶的作用，加速有机物质的分解和降解，提高降解效率。
高岭土吸附和降解有机物质的应用非常广泛。
在环境保护领域，高岭土可以应用于废水处理和土壤修复。
废水中存在大量的有机物质和污染物，高岭土能够有效地吸附和降解这些有机物质，净化废水。
在土壤修复中，高岭土可以用于吸附和降解土壤中的有毒有机物质，恢复土壤的生态平衡。
除此之外，高岭土还可以应用于化妆品、医药和食品工业等领域。
在化妆品中，高岭土可以作为吸附剂和稳定剂，吸附皮肤上的油脂和污垢，达到清洁和美化皮肤的效果。
在医药和食品工业中，高岭土可以用作药品和食品的辅助材料，吸附和去除其中的杂质和有害物质。
《2024年胡敏酸对高地质背景土壤砷迁移转化的影响》范文
《胡敏酸对高地质背景土壤砷迁移转化的影响》篇一一、引言高地质背景土壤砷（As）的迁移转化问题一直是环境科学和土壤学领域研究的热点。
砷的迁移转化过程受多种因素影响，其中土壤中有机酸的作用尤为突出。
胡敏酸作为一种重要的有机酸，广泛存在于土壤中，对土壤中砷的迁移转化具有重要影响。
本文旨在探讨胡敏酸对高地质背景土壤砷迁移转化的影响，以期为进一步了解砷在环境中的行为及防治砷污染提供理论依据。
二、胡敏酸与高地质背景土壤砷胡敏酸是一种多羟基苯甲酸的混合物，广泛存在于自然环境中。
高地质背景土壤砷通常指含有较高浓度砷的土壤，这类土壤往往具有较高的环境风险。
砷在土壤中的迁移转化受多种因素影响，其中有机酸的作用不容忽视。
胡敏酸作为土壤中重要的有机酸之一，其与砷之间的相互作用关系及对砷迁移转化的影响成为研究热点。
三、胡敏酸对高地质背景土壤砷迁移转化的影响（一）影响机制胡敏酸通过与土壤中的砷结合，改变其化学形态和生物可利用性，从而影响砷的迁移转化。
具体而言，胡敏酸与砷结合形成络合物，降低砷的溶解度，进而影响其在土壤中的迁移和转化。
此外，胡敏酸还能改变土壤的pH值和氧化还原条件，间接影响砷的迁移转化。
（二）实验研究通过实验室模拟实验和野外实地观测，我们发现胡敏酸对高地质背景土壤中砷的迁移转化具有显著影响。
在模拟实验中，当加入不同浓度的胡敏酸时，土壤中砷的迁移速率和转化程度均发生变化。
在野外实地观测中，发现胡敏酸含量较高的地区，土壤中砷的迁移转化速度较快。
（三）影响因素胡敏酸对高地质背景土壤砷迁移转化的影响受多种因素影响。
首先，土壤类型和性质对胡敏酸与砷的结合能力产生影响。
其次，环境条件如温度、湿度、pH值等也会影响胡敏酸对砷迁移转化的作用效果。
此外，人类活动如农业施肥、工业污染等也会影响土壤中胡敏酸和砷的含量及分布。
四、结论胡敏酸对高地质背景土壤砷的迁移转化具有显著影响。
通过与砷结合形成络合物、改变土壤pH值和氧化还原条件等途径，胡敏酸能够降低砷的溶解度和生物可利用性，从而影响其在土壤中的迁移和转化。
pH对黄土吸附重金属和可离子化有机物的影响
pH对黄土吸附重金属和可离子化有机物的影响钟金魁;赵保卫【摘要】以甘肃黄土为吸附剂,选用重金属(HMs) Cu2+和可离子化有机物(IOCs)苯酚为吸附质,通过批平衡实验法,分别研究了pH对黄土吸附HMs和IOCs的影响,结果表明:pH是影响土壤吸附的一个重要因素.在pH＜6时,Cu2+和苯酚在黄土上的吸附量均随着溶液pH的增加而增加；当pH＞6时,两种物质在黄土上的吸附量出现了明显的不同.对Cu2+来说,吸附量不再随着pH值的变化而发生明显改变,而对苯酚而言,吸附量却随着pH的增加而降低.%Loess in Gansu Province was selected as an adsorbent in this present study. Heavy metals (HMs) such as copper ion and phenol as ionizable organic compounds (IOCs) were chosen as sorbates. The influence of Ph on sorption of Cu2+ and phenol onto loess was studied using batch equilibrium experimental methods. The results showed that solution Ph was a critical factor influencing the sorption of HMs and IOCs onto loess. Below Ph 6, the sorption of either Cu2+ or phenol onto loess increased with increasing Ph. Above Ph 6. However, there was a significant difference in the sorption of HMs and IOCs onto the adsorbent. For Cu2+ , the sorption was maintained at a constant high level with varied Ph value in solutions, while for phenol,the sorption decreased with increase in Ph.【期刊名称】《兰州交通大学学报》【年(卷),期】2012(031)006【总页数】4页(P130-133)【关键词】黄土;可离子化有机物;重金属;吸附;pH值【作者】钟金魁;赵保卫【作者单位】兰州交通大学环境与市政工程学院,甘肃兰州730070;兰州交通大学环境与市政工程学院,甘肃兰州730070【正文语种】中文【中图分类】X13黄土是一种由风力搬运沉积的富含粉质碳酸钙的疏松状沉积物,其颗粒物大小介于黏土与细砂之间,具有均质和大孔隙特征.黄土集中分布于中亚、中东、北美及我国西北等温带和沙漠前缘的半干旱地带,约占地球陆地面积的10%[1].我国黄土面积达640 000 km2[2],覆盖了陕西、山西、甘肃及宁夏[3].若将华北和黄淮平原亦视为次生黄土覆盖区,那么,我国黄土和次生黄土分布面积便超过1 000 000 km2,占全国面积的10%,占全国耕地面积的1/5以上.而且,在黄土和次生黄土区内居住着2亿多人口,占全国居民的1/5,他们的衣食住行无不与黄土和次生黄土息息相关[4].然而,随着工农业的发展,黄土受到了严重的污染,尤其是重金属和有机物污染[5].在我国西北地区,废水排放和大气沉降是重金属和有机物的主要污染源,对于食品安全、人体健康和生态系统造成了潜在的危害[2,6-8].这些污染物被黄土吸附后可能会降低它们在土壤中的迁移速率和生物有效性,从而减少它们对人类及生态系统的潜在危害[9].因此,研究重金属和有机污染物在黄土上的吸附是非常必要的,这对于评价污染物的环境归趋、迁移和转化具有十分重要的意义.pH一般会影响污染物质的存在形态及土壤矿物质和土壤有机质结构,从而会引起土壤对污染物吸附量的变化.先前的研究主要集中在单一污染物在土壤中的吸附规律,而对于黄土吸附重金属和可离子化有机化合物与pH之间的关系的研究鲜有报道. 综上所述,本研究以甘肃黄土为基础,探明溶液pH影响黄土吸附重金属和可离子化有机污染物的规律,为重金属和可离子化有机化合物复合污染土壤的修复提供理论依据.1 材料与方法1.1 材料本研究所用黄土为粉砂壤土,采自兰州交通大学后山,该区域没有除草剂和其它化学品的使用史.采样深度0～20 cm,去除碎石、败叶等杂物,经风干、研磨,过60目尼龙筛,置于棕色玻璃瓶待用.土样的主要物化性质如表1所示.表1 黄土的主要理化性质Tab.1 Main physical and chemical properties of the loess tested性质结果pH值8.14±0.01阳离子交换容量(CEC,cmolc/ kg)2.59有机质含量(%)2.43砂(%)18.65粉砂(%)52.85黏土(%)28.50BETN2比表面积(m2/g)9.759孔体积(cm3/g)0.023所用化学试剂C6H5OH、Cu(NO3)2·3H2O、CaCl2、NaOH、和HNO3均为分析纯,在使用中没有进一步纯化.实验中所用的水均为去离子水,用0.1 mol/L的NaOH和HNO3调节溶液pH.1.2 吸附试验将1 g黄土置于50 mL碘量瓶中,然后加入20 mL一定浓度的吸附质溶液(Cu的浓度为200 mg/L,苯酚的浓度为100 mg/L),溶液中均含有0.01 mol/L的CaCl2和100 mg/L的NaN3.用0.1 mol/L的NaOH或HNO3将溶液的起始pH调到2～10,然后用玻璃塞将瓶口密封后置于振荡器上(THZ-82,中国·金坛),在室温25 ℃,转速120 r/min,振荡一定时间(Cu和苯酚分别振荡4 h和16 h,先前实验表明,这足够使吸附达到平衡).而后,将悬浮液倒入15 mL离心管,置于离心机上(80-2,中国·上海),以3 500 r/min离心30 min.移取适量上清液,用分光光度计(Model-752,中国·上海)分别在波长420 nm和270 nm处测定Cu2+和苯酚的浓度.土壤对吸附质的吸附量(Qe)可根据式(1)进行计算.在同样的条件下,进行空白和对照实验,以减小挥发损失和玻璃管壁等对吸附的影响,最终结果发现,在吸附试验中,Cu2+和苯酚的损失可忽略不计.Qe=(C0-Ce)V/w(1)式中:Qe(mg/kg)是黄土对吸附质的吸附量;C0(mg/L)和Ce(mg/L)分别是溶液的起始和平衡浓度;V(L)是溶液体积;w(kg)是土壤的质量.2 结果与讨论本研究通过批平衡实验法探究了Cu2+和苯酚在黄土上的吸附与溶液pH之间的变化关系,结果如图1和图2所示.从图中看出,在pH=6时,2种物质在黄土上的吸附均达到最大值,然而, pH在6.0上下,2种物质在黄土上的吸附又存在明显的差别.显然,Cu2+和苯酚在黄土上的吸附与溶液pH值高度相关,这可能主要归咎于pH影响土壤表面的电荷性质、电量和吸附质可离子化程度及其存在形态[10].2.1 pH对黄土吸附Cu2+的影响如图1所示,当pH<5.0时,随着溶液pH值的增加,土壤对Cu2+的吸附量缓慢增加,当pH在5.0～6.0之间时,吸附量陡然增加,然而,当pH>6.0时,吸附量不再随溶液pH的变化而变化,并保持在一个较高水平.图1 pH对黄土吸附Cu2+的影响Fig.1 Influence of pH on sorption of Cu2+ onto loess一般地,土壤对重金属的吸附随着溶液pH的增加而增加,这与土壤表面含有大量的活性吸附位有关.在较低pH条件下,随溶液pH降低,土壤表面的净电荷可能变为正电荷,结果引起H+与重金属阳离子对同一吸附位的竞争,土壤对重金属阳离子的吸附必然随溶液pH降低而减小.然而,在较高pH条件下,随着溶液pH的增加,土壤表面净电荷逐渐变为负电荷,引起金属阳离子与土壤表面负电荷的静电吸引作用增强,H+与金属阳离子之间的竞争作用逐渐减弱,导致土壤对重金属阳离子吸附量的增加[11].Rahman and Islan[12]发现,Cu2+在枫木锯末上的最大吸附量也出现在pH=6.在蒙脱土和钠基膨润土上也有过相似结果的报道[8,13].在pH较低时,黄土对Cu2+的可能吸附机理主要是阳离子交换.在pH<6时,Cu2+不仅与土壤饱和吸附位或土壤酸性基团上的阳离子H+或Na+进行交换[8,14],但同时,在较低pH值,土壤表面的的电荷也变为正值,引起Cu2+和土壤之间产生静电排斥,导致土壤对Cu2+的吸附量降低.在中性或碱性条件下,土壤腐殖酸或富里酸会发生部分水解,引起土壤表面的负电荷浓度增加,结果,阳离子Cu2+就更易吸附在负电荷表面.这种吸附现象也可能是金属离子和腐殖酸或富里酸有机配体之间产生了配位反应.此外,溶液pH值可能会影响Cu2+的存在形态.在高pH值条件下,Cu2+的存在形态可能有和随着pH的增加,金属离子因水解而大多转化成Cu(OH)+,该离子更易吸附在负电荷表面.因此,在一个较宽的pH范围内,pH对黄土吸附Cu2+的影响,不是一种机理主导的,而是上述各种因素的综合效应,只不过,在不同的pH值条件下,主导强度不同罢了[13].2.2 pH对黄土吸附苯酚的影响如图2所示,当pH<6时,黄土对苯酚的吸附量随溶液pH的增加而增加,当pH=6时,吸附量达到极值,当pH>6时,吸附量随pH的增加而减小.图2 pH对黄土吸附苯酚的影响Fig.2 Influence of pH on sorption of phenol onto loess对吸附剂来讲,黄土具有四面体硅片和八面体硅-铝片,与pH相关的电荷的变化主要通过土壤颗粒边界和八面体上Al-OH的水解.在低pH值时,表面电荷为正,并随溶液pH值的降低而增加,但是,当pH超过6以后,土壤表面电荷变为负电荷,并随pH 增加,负电荷逐渐增加.pH也改变土壤腐殖质质子化-去质子化程度,土壤腐殖质的主要成分是富里酸(FAs)和腐殖酸(HAs),其上面含有羧基、酚羟基、醇羟基、氨基等各种化学活性功能基团,这些功能基团随溶液pH变化而发生质子化-去质子化,FAs 和HAs上的负电荷随pH的增加而增加[15].对于吸附质苯酚而言,其分子中含有一个可离子化的酚羟基,随着溶液pH的变化,该功能基将会改变苯酚的离子化程度及其表面负电荷[16].在pH<6时,苯酚100%以中性分子形态存在,但是,当pH>10时,50%的苯酚以去质子化阴离子形态存在[17].在较高pH值,苯酚在黄土上的吸附明显随pH增加而减小,这可能是因为:1)苯酚发生部分离子化(去质子化)作用,导致土壤表面的负电荷和苯酚阴离子之间的静电排斥作用增强[18-20],随pH增加,黄土对苯酚的亲和性降低[21].在pH为6时,苯酚的吸附量达到最大.虽然较大的吸附预期在pH为9.8(苯酚的水解常数pKa=9.8)时出现,但是,在该pH值条件下,OH-的浓度也较大,这样可能会引起对阴离子交换位的竞争作用,从而降低了苯酚阴离子在土壤表面的吸附;2)对于给定的黄土,表面电荷密度与周围条件紧密相关,溶液离子强度和成分也影响苯酚的吸附[20],在碱性pH值条件下,虽然苯酚阴离子能够通过静电引力吸附在土壤表面,但是,与此同时,它们也受到负电荷土壤表面的氧原子排斥[22];3)苯酚阴离子的溶解度比中性分子形态的溶解度大[19].当溶液pH增加时,由于阴离子形态相对量增加,所以溶解度增加,这也降低了苯酚在土壤上的吸附量.相比较而言,中性形态的苯酚更易吸附在黄土表面;4)吸附在土壤表面的苯酚之间的排斥作用也会引起黄土对苯酚吸附作用的减小.然而,溶液pH在2.0～6.0之间时,中性分子形态苯酚的吸附量随溶液pH的降低而明显的降低,表明水合氢离子(H3O+)将与苯酚分子竞争活性吸附位[23].pH在2.0～6.0之间,苯酚的溶解度没有发生明显变化(约为0.8 mol/L),显然,在用酸调节溶液pH值时,土壤表面性质因此发生某种程度的改变.随pH值的降低,土壤表面吸附的酸与苯酚分子产生的竞争作用增强,吸附量必然出现某种程度的下降.Snoeyink[23]研究表明苯酚在活性炭上的吸附发生在羧基位上,这就不难解释,随pH降低,质子将会与羟基氧原子发生竞争作用,从而解吸黄土上吸附的苯酚.3 结论pH值是影响黄土吸附重金属离子和可离子有机化合物的一个重要因子.在酸性条件下,Cu2+和苯酚在黄土上的吸附量均随土壤溶液pH的增加而增加.在中性和碱性介质中,2种物质在黄土上的吸附量却有明显的不同，对Cu2+来说，随溶液pH的增加，其吸附量基本保持不变，说明中性和碱性条件有利于重金属Cu2+的固定，酸性条件有利于重金属的迁移；对苯酚而言，其吸附量随溶液pH的增加而减小，说明弱酸性条件有利于苯酚的固定，而强酸性或碱性均有利于苯酚的迁移.【相关文献】[1] Sun J.Provenance of loess material and formation of loess deposits on the Chinese loess plateau[J].Earth Planet Sci Lett,2002,203(3/4):845-859.[2] Wang Y,Tang X,Chen Y,et al.Adsorption behavior and mechanism of Cd(II) on loess soil from China[J].J Hazard Mater,2009,172(1):30-37.[3] Wright J S."Desert" loess versus "glacial" loess:quartz silt formation,source areas and sediment pathways in the formation of loessdeposits[J].Geomorphology,2001,36(3/4):231-256.[4] 刘东生.黄土与环境[M].北京:科学出版社,1985:1-5.[5] Tang X,Li Z,Chen Y,et al.Removal of Zn(II) from aqueous solution with natural Chinese loess:behaviors and affecting factors[J].Desalination,2009,249(1):49-57.[6] Meng Z F,Zhang Y P,Zhang Z Q.Simultaneous adsorption of phenol and cadmium on amphoteric modified soil[J].J 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离子强度、pH和腐殖酸对膨润土吸附Ni(Ⅱ)的影响
离子强度、pH和腐殖酸对膨润土吸附Ni(Ⅱ)的影响董云会;刘正杰【期刊名称】《原子能科学技术》【年(卷),期】2012(046)010【摘要】采用静态批式法研究了Ni(Ⅱ)在膨润土上的吸附行为,探讨了震荡时间、pH、离子强度、膨润土浓度以及腐殖酸浓度对吸附的影响.实验结果表明:在低pH 条件下,离子强度对Ni(Ⅱ)的吸附影响很大,Ni(Ⅱ)的吸附主要是离子交换和外层表面络和作用；在高pH条件下,Ni(Ⅱ)的吸附受pH影响较小,Ni(Ⅱ)的吸附主要是内层表面络和作用.溶液中的腐殖酸,在低pH条件下促进Ni(Ⅱ)在膨润土上的吸附,而在高pH条件下降低Ni(Ⅱ)在膨润土上的吸附.【总页数】6页(P1175-1180)【作者】董云会;刘正杰【作者单位】东北大学材料与冶金学院,辽宁沈阳110004;山东理工大学化学工程学院,山东淄博255049;山东理工大学化学工程学院,山东淄博255049【正文语种】中文【中图分类】TL941.21【相关文献】1.时间、固液比、pH值、离子强度、腐殖酸等因素对钴离子在凹凸棒石上吸附的影响 [J], 池亚玲;陈元涛;邵大冬;张炜;刘霞;徐江波;赵文华2.离子强度、pH和腐殖酸浓度对63Ni(Ⅱ)在γ-Al2O3上吸附的影响 [J], 刘正杰;陈磊;董云会;李月云;胡君;王平3.离子强度、温度、pH和腐殖酸浓度对Th(Ⅳ)在凹凸棒石上吸附的影响 [J], 许君政;范桥辉;白洪彬;王冬林;李湛;张茂林;王祥科;吴王锁4.运用3DEEMs及荧光偏振方法研究pH、离子强度及浓度效应对腐殖酸荧光光谱特性的影响 [J], 梅毅;吴丰昌;王立英;白英臣5.腐殖酸以及共存阳离子对膨润土吸附废水中铅离子的影响 [J], 岳钦艳;李仁波;高宝玉;杨晶;李颖;于慧因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
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北京师范大学学报(自然科学版)Jo urnal of Beijing N or mal U niv ersity (N atural Science)2011-02 47(1)Sb(V)在高岭土表面的吸附:pH 、离子强度、竞争性离子与胡敏酸的影响*席建红1,2) 何孟常1) 林春野1) 呼丽娟1) 张 平1)(1)北京师范大学环境学院,水环境模拟国家重点试验室,100875,北京;2)山西大同大学化学与化工学院,037009,山西,大同)摘要 调查了在不同的pH 、离子强度、胡敏酸和竞争性离子存在的条件下Sb(V )在高岭土表面的吸附行为.pH 对Sb(V)在高岭土表面的吸附行为影响显著,pH 在3~8之间时,随介质pH 的升高,Sb(V )的吸附减弱;离子强度、胡敏酸的存在对吸附的影响均不显著;P O 3-4的存在对Sb(V )在高岭土表面的吸附有明显的抑制作用.关键词 Sb(V);吸附;高岭土;pH ;离子强度(I );胡敏酸*国家自然科学基金资助项目(20777009)通信作者收稿日期:2010-01-05锑(Sb)是一种天然存在的有毒元素.Sb 及其化合物在现代的工业生产中有诸多的用途,比如用于生产陶瓷、玻璃、电池、油漆、烟火材料及阻燃剂,其中制作阻燃剂是Sb 的主要用途.由于人类活动的因素,使得环境中的Sb 污染日益严重.通常认为Sb 进入环境中的主要形态有含Sb 的金属合金、阻燃剂、用做催化剂的Sb 的三氧化物(Sb 2O 3)和五氧化物(Sb 2O 5).在未受污染的天然水体和土壤中,Sb 的质量浓度Q 通常低于1L g #L -1或在012~10mg #kg-1之间.但在Sb 矿区附近的土壤、水体和植物中的Q (Sb)要比背景值高出很多[1-3].Sb 的毒性与砷类似且与其氧化态有很大的关系,Sb(Ó)的毒性是Sb(V)的10倍.M itsunobu 等[4]报道土壤中的Sb 在相当广泛氧化还原电位的范围内是以氧化态[Sb(V)]存在的,因此可以认为Sb(V )是环境中的稳定态.Steelt 等[5]认为Sb(V)稳定态是由于环境中的胡敏酸可以将Sb(Ó)氧化为Sb(V).Sb(V )极易水解,因此在水溶液中很难有单独的Sb 5+存在,在pH 2~11范围内,Sb(V)的主要形态是Sb(OH )-6[6].吸附反应是影响环境中污染物迁移转化的一个重要过程.土壤和沉积物中的黏土矿物和氧化物由于具有表面电荷和巨大的比表面积,表面活性很高.关于重金属在矿物表面的吸附研究开展得相当广泛[7-8].到目前为止,有关Sb 在天然吸附剂表面的吸附研究的报道还很少.天然环境中,黏土矿物对重金属的吸附过程会受到多种环境条件的影响,如pH 、离子强度、共存离子、天然有机质等.NO -3、SO 2-4和PO 3-4是环境中普遍存在的阴离子,它们可以与金属离子竞争矿物表面的吸附位.胡敏酸是常见的一种天然有机质,其表面含有大量的羟基和羧基官能团,对金属离子和矿物有较高的亲和力,因而可以有效地影响金属离子在矿物表面的吸附[9-10].高岭土是天然环境中普遍存在的一种黏土矿物,本文主要探讨在不同的pH 、离子强度条件、竞争性离子及胡敏酸存在条件下高岭土对Sb(V)的吸附行为.1 材料与方法111 实验材料 高岭土购自Org anics 公司,其中,SiO 2、Fe 2O 3、Al 2O 3、K 2O 及T iO 2的质量分数w 分别为50%、1%、33%、2%及011%.高岭土的比表面积为1518m 2#g -1,电荷零点为315,92%的粒径分布<10L m,烧失量<1%.胡敏酸购自Fluka 公司,其中C 、H 、O 、N 的w 依次为48195%、4134%、30164%、0172%.Sb(V)储备液:准确称取01257g 分析纯焦锑酸钾用去离子水溶于100m L 容量瓶中,配成Q =1000mg #L -1的溶液.胡敏酸储备液:称取一定量的胡敏酸固体,用少量011mol #L -1NaOH 溶解并定容至100mL,定容前将其pH 值调至6.112 吸附实验11211 高岭土对Sb(V )的吸附实验 在50mL 的聚乙烯离心管中加入500m g 吸附剂,加入20m L Q =1mg #L-1的Sb(V)溶液,加入Ca(NO 3)2或N a(NO 3)2调节离子强度,用011mo l #L -1的H NO 3/NaOH 调节悬浮液的pH ,在25e 恒温振荡24h 后,4000r #min -1离心20m in,上清液过0122L m 硝酸纤维素膜76第1期席建红等:Sb(V)在高岭土表面的吸附:pH、离子强度、竞争性离子与胡敏酸的影响后,测定其Sb的Q.Sb(V)吸附量的计算公式如下: Q(Sb(V))=Q(Sb(V))0-Q(Sb(T))Q(Sb(V))0@100.式中Q(Sb(T))0是Sb(T)的起始Q,Q(Sb(T))是吸附达平衡后上清液的Sb的Q(Sb(Ó)+Sb(V)).11212竞争性离子对Sb(V)在高岭土表面吸附的影响在50m L的聚乙烯离心管中加入500mg吸附剂,加入20mL Q=1m g#L-1的Sb(V)溶液,使N O-3、SO2-4、PO3-4的浓度为0101~011mol#L-1,25e恒温振荡24h后,4000r#min-1离心20m in,上清液过0122L m硝酸纤维素膜后,测定其Q(Sb).11213胡敏酸与Sb(V)在高岭土表面的共吸附在50mL的聚乙烯离心管中加入500mg吸附剂,然后加入一定量的胡敏酸储备液与1m g#L-1的Sb(V)溶液,用Ca(NO3)2调节离子强度,用011mo l#L-1的H NO3/NaOH调节悬浮液的pH后,在25e下恒温振荡24h后,4000r#min-1离心20m in,上清液过0122L m硝酸纤维素膜后,测定其Q(Sb).113Sb分析方法实验中所有样品Sb的测定均由AFS-230原子荧光光度计完成.按如下方法配制标准系列:分别准确吸取1L g#m L-1Sb标准溶液(国家标准物质中心提供)0101、0102、0104、0108、011、0112 mL于10mL容量瓶中,加入2m L w=5%的硫脲与抗坏血酸溶液及5mL Q=4mo l#L-1的H Cl,用纯水定容至10mL,配成Q(Sb)分别为1、2、4、8、10、12L g# L-1的标准系列溶液.测定时,由20g#L-1的硼氢化钾和5g#L-1的氢氧化钾溶液做还原剂,w=5%的盐酸做载流液.样品的前处理与标准系列溶液相同.以上试剂均现用现配.按上述方法对同一样品重复测量6次,所得结果的变异系数为0108%.2结果与讨论211pH对Sb(V)在高岭土表面吸附的影响图1为pH=3~8时,Sb(V)的Q0分别为011、015和1.0mg# L-1时,固液比(高岭土与Sb(V)溶液的比)为015g B 20m L,0102mol#L-1Ca(NO3)2介质中pH对Sb(V)在高岭土表面吸附的影响.在3个不同的Q0反应条件下,pH在3~8之间,Sb(V)在高岭土表面的吸附均随pH的升高而减弱,pH为7~8时,高岭土对Sb(V)的吸附小于20%.类似的Sb(V)的pH-吸附曲线也有过文献[11]报道.在25e,0101和011mol#L-1KClO4的反应介质中,pH为3~6之间时,Sb(V)在针铁矿表面的吸附达到96%以上;pH为6~12之间时,吸附迅速减弱[11].在50e0125m ol#L-1LiCl溶液中,pH<5时,Sb(V)在赤铁矿表面的吸附受pH影响不显著,溶液的pH在6~10之间,Sb(V)的吸附随pH的增加而快速地降低,pH=4左右,达到最大吸附量,几乎100%的Sb(V)被吸附[12].pH在2~11之间,Sb(V)在水溶液中主要以Sb(OH)-6的形态存在.pH对Sb(V)在高岭土表面吸附的负影响是由于在pH高的条件下,矿物表面的负电性会增强,因此对带负电荷的Sb(OH)-6的吸附会明显减弱.而pH<3时,溶液中会有中性的H Sb(OH)6形态生成,因而其最大吸附可能会在pH[3的条件下.图1pH对Sb(V)在高岭土表面吸附的影响212离子强度对Sb(V)在高岭土表面吸附的影响图2为pH4~10之间,背景电解质Ca(NO3)2和NaN O3浓度分别为01005、0105和011m ol#L-13个梯度时,Sb(V)在高岭土表面的吸附曲线.由图中可以看出以Ca(N O3)2为背景电解质时,Ca(NO3)2浓度的变化对Sb(V)在高岭土表面的吸附影响不显著.而以NaN O3为背景电解质时,当pH<8时,随NaNO3浓度的增加,Sb(V)在高岭土表面的吸附减弱,这可能是由于液相中阴离子形态的N O-3会与Sb(V)竞争高岭土表面的吸附位.然而,NaNO3浓度的升高使Sb (V)在高岭土表面吸附减弱较小,随离子强度的升高, Sb(V)在高岭土表面吸附减弱至小于10%,这也有可能是由于实验误差所致.当溶液的pH>8时,Sb(V)在高岭土表面的吸附不受N aNO3浓度变化的影响.总的来说,Sb(V)在高岭土表面的吸附受离子强度的影响不显著.Leuz等[11]研究Sb(V)在针铁矿表面的吸附发现,pH在3~6之间离子强度对吸附无影响,pH>6时离子强度的增加会导致吸附量的减弱.有些研究者认为吸附行为不受离子强度的影响是内源络合的宏观证据[13],然而用于说明微观吸附机制最直接的证据要依靠现代的光谱技术,比如X射线吸收(XAFS).EXAFS光谱结果[14]表明吸附在针铁矿表面的Sb(V)八面体[Sb(OH)-6]与Fe(OH)6八面体共用一条边,形成了一种共用边的内源表面络合,此外,环77北京师范大学学报(自然科学版)第47卷图2 离子强度对Sb(V)在高岭土表面吸附的影响境因素如pH 、表面负荷、离子强度、吸附剂的种类和吸附时间都影响吸附络合的类型及吸附生成的产物.因此要判断各种条件下Sb(V)在高岭土表面吸附的微观机制还需要做进一步的光谱方面的研究.213 竞争性离子对Sb(V)在高岭土表面吸附的影响 图3所示环境中普遍存在的阴离子NO -3、SO 2-4和PO 3-4对Sb(V )在高岭土表面吸附的影响.当介质中的NO -3、SO 2-4、PO 3-4的浓度c 分别为0101~011mol #L -1时,Sb (V )在高岭土表面的吸附量依次为22%~35%,14%~30%,6%~17%.PO 3-4存在下,Sb(V)在高岭土表面的吸附量明显低于NO -3和SO 2-4存在的体系.而NO -3与SO 2-4分别存在时,Sb(V)在高岭土表面的吸附量接近.从图中可直观地看出PO 3-4与Sb(V)在高岭土表面的竞争性吸附比NO -3和SO 2-4更为明显.一些学者[15]的研究结果也表明Sb(V)在4种表层土表面的吸附明显地受到PO 3-4的抑制,而Cl -,NO -3,SO 2-4对Sb(V)在土壤表面的吸附的影响则很微弱.PO 3-4对Sb(V )在矿物表面明显的抑制作用可能是由于吸附的PO 3-4会使矿物表面的负电性增强,因而使负电荷形态的Sb(OH )-6与矿物表面之间的静电斥力增加而不利于吸附[16].图3 竞争性离子对Sb(V)在高岭土表面吸附的影响214 胡敏酸对Sb(V)在高岭土表面吸附的影响 图4表明了pH 3~8之间胡敏酸对Sb(V )在高岭土表面吸附的影响.pH 3~5之间,胡敏酸的存在使Sb(V)在高岭土表面的吸附量稍有降低;pH 5~8之间,胡敏酸的存在则使Sb(V)在高岭土表面的吸附量有微弱的增加.总的来说,胡敏酸对Sb(V )在高岭土表面吸附的影响不显著.Grafe 等[17]的研究表明改变胡敏酸的加入顺序对As(V )在针铁矿表面的吸附没有明显的影响.Xu 等[10]研究证明胡敏酸/金属离子加入吸附体系的顺序对Ni 2+在蒙脱土表面吸附的影响不显著.但也有研究者的研究结果表明胡敏酸的加入顺序对金属离子在矿物表面的吸附行为有明显影响[18].胡敏酸可与矿物络合,也可与金属离子络合,对金属离子在矿物表面吸附行为的影响较为复杂,关于这方面的研究还仅停留在定性描述.c (Ca(NO 3)2=0102m ol #L -1.图4 胡敏酸对Sb(V)在高岭土表面吸附的影响3 参考文献[1] H e M engchang ,Y ang Ju Rong.Effects o f differentfor ms ofant imonyon r ice dur ingtheper iod o fGg ermination and g ro wth and antimony co ncentration inr ice t issue [J].T he Science o f the T otal Env ir onment,1999(243/244):149[2] 何孟常,季海冰,赵承易,等.锑矿区土壤和植物中重金属污染初探[J].北京师范大学学报:自然科学版,2002,38(3):41778第1期席建红等:Sb(V)在高岭土表面的吸附:pH、离子强度、竞争性离子与胡敏酸的影响[3]何孟常,云影.锑矿区土壤中锑的形态及生物有效性[J].环境化学,2003,22(2):126[4]M it sunobu S,H ar ada T,T akahashi Y.Co mpar ison o fantimony behav ior with ar senic under various so il redox conditio ns[J].Environmental Science T echnolog y,2006,40:7270[5]Steelt S,Ama rasir iwa rdena D,X ing B S.A n inv 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com petitive io ns and humic acid w as ex amined.Data indicated that adsorption w as affected strong ly by pH.Sb (V)adsorption decr eased w ith increasing pH from3to8.Ionic streng th and hum ic acid had no effect on adso rption.T he pr esence of PO3-4sig nificantly inhibited Sb(V)adsorption on kaolinite.Key words Sb(V);adsor ption;kaolinite;pH;ionic strength;humic acid79。