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几种合成铁锰铝氧化物对铜离子的吸附作用及其影响因素研究
  • ISSN号:1672-2043
  • 期刊名称:《农业环境科学学报》
  • 时间:0
  • 分类:X131.3[环境科学与工程—环境科学]
  • 作者机构:[1]吉林农业大学资源与环境学院,吉林长春130118, [2]吉林大学环境与资源学院,吉林长春130026
  • 相关基金:国家自然科学基金(40471076);吉林农业大学博士后基金
中文摘要:

应用平衡吸附法,研究了在不同的pH、离子强度、温度、Cu^2+浓度及接触时间条件下,针铁矿、赤铁矿、δ-MnO2和三羟铝石对Cu^2+的吸附作用。结果表明,随pH升高,几种氧化物对Cu^2+的吸附率增大;针铁矿、赤铁矿和三羟铝石对Cu^2+的吸附边界pH分别为4、5和4,而δ-MnO2的吸附边界pH不明显;随离子强度增大,针铁矿和赤铁矿对Cu^2+的吸附量增加,而δ-MnO2和三羟铝石则降低;随Cu^2+度增加,几种氧化物对Cu^2+的吸附量增加,Langmuir方程的拟合效果最好。表观热力学参数指出,几种氧化物对Cu^2+的吸附是自发、吸热和混乱度增加的过程;几种氧化物对Cu^2+的吸附动力学过程可划分为快速和慢速反应阶段,Elovich方程更适于描述针铁矿和δ-MnO2对Cu^2+的吸附动力学过程,双常数和抛物线扩散方程更适于赤铁矿,而一级动力学方程更适于三羟铝石。活化能和活化热力学参数指出,δ-MnO2对Cu^2+吸附所需能量少、容易达到有序态,吸附速率大;而赤铁矿对Cu^2+吸附所需能量多、不易达到有序态,吸附速率小。几种氧化物对Cu^2+吸附的强弱顺序通常为δ-MnO2〉三羟铝石〉针铁矿〉赤铁矿。

英文摘要:

Adsorption processes of Cu^2+ on synthetic goethite, hematite, δ-MnO2 and bayerite were studied by batch equilibrium at different pH, ionic strength, temperature,Cu^2+concentration and contact time. The results showed that the adsorption of Cu^2+ increased with an increase of solution pH from 2 to 8. The threshold pH values of Cu^2+ adsorption were 4, 5 and 4 for goethite, hematite and bayerite respectively, but, it was not obvious for δ-MnO2. With an increase of ionic strength, the adsorption of Cu^2+ increased on goethite and hematite while it decreased on δ-MnO2 and bayerite. The amount adsorbed increased with an increase of the Cu^2+ concentration. The Langmuir model was better than the Freundlich and Temkin models for describing the Cu^2+ adsorption isotherms. The adsorption processes of Cu^2+ were spontaneous and endothermic with higher disorder. The adsorption of Cu^2+ could be divided into two stages : rapid and slow adsorption, and the Elovich model can be used to describe the Cu^2+ adsorption rate on goethite and δ-MnO2, the dual-constant and parabola model for hematite and the first-order kinetic model for bayerite respectively. The activation energy (E) and the activation thermodynamic parameters (ΔG^#, ΔH^#, ΔS^#) indicated that Cu^2+ adsorption had the least energy requirement and the highest adsorption rate on δ-MnO2, while the greatest energy requirement and the lowest adsorption rate were appeared on hematite. In general, the adsorption affinity of these oxides to Cu^2+ were in order of δ-MnO2〉 bayerite〉goethite〉hematite.

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期刊信息
  • 《农业环境科学学报》
  • 北大核心期刊(2011版)
  • 主管单位:中华人民共和国农业部
  • 主办单位:农业部环境保护科研监测所 中国农业生态环境保护协会
  • 主编:李文华
  • 地址:天津市南开区复康路31号
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  • 邮箱:caep@vip.163.com
  • 电话:022-23674336 23006209
  • 国际标准刊号:ISSN:1672-2043
  • 国内统一刊号:ISSN:12-1347/S
  • 邮发代号:6-64
  • 获奖情况:
  • 全国中文核心期刊,列于被引频比最高的中国科技期刊500名之内
  • 国内外数据库收录:
  • 俄罗斯文摘杂志,美国化学文摘(网络版),英国农业与生物科学研究中心文摘,美国剑桥科学文摘,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版)
  • 被引量:34877