固-液界面吸附作為一種重要的物理化學(xué)現(xiàn)象,在環(huán)境科學(xué)領(lǐng)域中有著廣泛的應(yīng)用。深入研究固-液界面吸附行為可以為閘明污染物(如放射性核素)在環(huán)境中的滯留、分布和遷移規(guī)律提供參考,同時也為新型吸附劑的開發(fā)和工程應(yīng)用提供有效的理論指導(dǎo)。本文以Se(Ⅳ)為吸附質(zhì),研究了其在銳鈦礦、膨潤土、高嶺土及伊蒙混合物上的吸附行為,討論了吸附動力學(xué)及其它各種因素如溶液pH、吸附質(zhì)濃度、溫度、離子強(qiáng)度、吸附劑濃度、共存離子及壓實狀態(tài)對Se(Ⅳ)在上述材料上的吸附影響,通過模型擬合得到了相關(guān)吸附平衡常數(shù),在此基礎(chǔ)上就相應(yīng)的吸附機(jī)理做了探討。 (1)利用連續(xù)電位滴定法對銳鈦礦、膨潤土、高嶺土的表面酸堿性質(zhì)做了研究,通過擬合軟件及相應(yīng)的表面絡(luò)合模型得出了上述礦物的表面位點密度、酸堿反應(yīng)平衡常數(shù)等相關(guān)參數(shù)。 (2)通過吸附動力學(xué)的研究發(fā)現(xiàn),Se(Ⅳ)在銳鈦礦、膨潤土、高嶺土及伊蒙混合物上的吸附速率較快,24小時便可達(dá)到吸附平衡。準(zhǔn)二級動力學(xué)模型可以很好的擬合實驗數(shù)據(jù),條件速率常數(shù)隨Se(Ⅳ)的平衡吸附量增加而較小,且呈指數(shù)規(guī)律變化。 (3)溶液pH對Se(Ⅳ)在上述吸附劑上的吸附影響較大,低pH更有利于Se(Ⅳ)的吸附。離子強(qiáng)度的變化對Se(Ⅳ)的吸附無明顯效應(yīng)(主要針對銳鈦礦和膨潤土),間接說明Se(Ⅳ)可與吸附劑固體表面活性位點之間形成內(nèi)層表面配合物。通過比較發(fā)現(xiàn),上述四種吸附劑對Se(Ⅳ)的吸附能力大小順序為：膨潤土伊蒙混合物高嶺土銳鈦礦,這主要與吸附劑的空間結(jié)構(gòu)及比表面積大小有關(guān)。 (4)三價鑭系元素Eu對Se(Ⅳ)的吸附有促進(jìn)作用,這可能與在Se(Ⅳ)和Eu(Ⅲ)之間形成三元表面絡(luò)合物及較高濃度下生成Eu2(SeO3)3沉淀有關(guān)。通過研究Ca(Ⅱ)的存在對Se(Ⅳ)在伊蒙混合物上的吸附發(fā)現(xiàn),在實驗條件下Se(Ⅳ)在伊蒙混合物上的吸附不受Ca(Ⅱ)存在的影響。 (5)通過毛細(xì)管壓實實驗研究了在極高吸附劑濃度下Se(Ⅳ)的吸附行為,結(jié)果表明,在實驗條件下,Se(Ⅳ)在膨潤土及伊蒙混合物上的吸附均沒有明顯的壓實效應(yīng),這主要由于：(i)Se(Ⅳ)的吸附可能與吸附劑的狀態(tài)無關(guān),不論是分散還是壓實狀態(tài),只要保證足夠長的接觸時間使其達(dá)到吸附平衡,上述礦物對Se(1V)的吸附能力是不變的；(ii)本研究條件下的壓實密度還不夠大。 (6)采用表面配位模型(恒電容模型)成功解釋了Se(Ⅳ)在銳鈦礦上的二元吸附實驗數(shù)據(jù),Se(Ⅳ)在銳鈦礦上的吸附主要通過形成≡SSeO3-和(≡S)2SeO3兩種內(nèi)層農(nóng)面配合物而實現(xiàn)。
【學(xué)位單位】：蘭州大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位年份】：2012
【中圖分類】：X13;TQ028.14
【文章目錄】：
中文摘要
Abstract
第一章 前言
    1.1 固-液界面吸附理論概述
        1.1.1 固-液界面的吸附現(xiàn)象
        1.1.2 影響固-液界面吸附的主要因素
        1.1.3 吸附動力學(xué)
        1.1.4 吸附熱力學(xué)
        1.1.5 吸附等溫線
        1.1.6 表面配位模型
    1.2 硒的元素化學(xué)
        1.2.1 硒及其化合物的物理化學(xué)性質(zhì)
        1.2.2 硒的生物效應(yīng)
        1.2.3 硒的放射性同位素
    1.3 本課題的選題依據(jù)及研究內(nèi)容
        1.3.1 選題依據(jù)
        1.3.2 研究內(nèi)容
第二章 主要實驗器材及實驗方法
    2.1 主要實驗器材
    2.2 實驗方法
        2.2.1 分散吸附實驗
        2.2.2 壓實吸附實驗
        2.2.3 連續(xù)酸堿滴定
第三章 Se（Ⅳ）在銳鈦礦上的吸附行為研究
    3.1 實驗部分
        3.1.1 銳鈦礦的預(yù)處理及相關(guān)表征
        3.1.2 酸堿滴定
        3.1.3 分散吸附實驗
        3.1.4 表面配位模型
    3.2 結(jié)果與討論
        3.2.1 連續(xù)酸堿滴定
        3.2.2 吸附動力學(xué)
        3.2.3 pH和離子強(qiáng)度的影響
        3.2.4 吸附劑和吸附質(zhì)濃度的影響
        3.2.5 Eu（Ⅲ）和Se（Ⅳ）的三元共存體系
    3.3 本章小結(jié)
第四章 Se（Ⅳ）在高嶺土上的吸附行為研究
    4.1 實驗部分
        4.1.1 高嶺土樣品的預(yù)處理及相關(guān)表征
        4.1.2 吸附實驗
    4.2 結(jié)果與討論
        4.2.1 連續(xù)酸堿滴定
        4.2.2 吸附動力學(xué)
        4.2.3 pH及溫度對吸附的影響
        4.2.4 吸附/解吸等溫線
    4.3 本章小結(jié)
第五章 Se（Ⅳ）在膨潤土上的吸附行為研究
    5.1 實驗部分
        5.1.1 膨潤土樣品的預(yù)處理及相關(guān)表征
        5.1.2 吸附實驗
    5.2 結(jié)果與討論
        5.2.1 連續(xù)酸堿滴定
        5.2.2 吸附動力學(xué)
        5.2.3 Se（Ⅳ）在Na-型膨潤土上的吸附邊界
        5.2.4 吸附等溫線
        5.2.5 Eu（Ⅲ）對Se（Ⅳ）在Na-型膨潤土上的吸附影響
        5.2.6 壓實狀態(tài)吸附實驗
    5.3 本章小結(jié)
第六章 Se（Ⅳ）在伊蒙混合物上的吸附行為研究
    6.1 實驗部分
        6.1.1 固體樣品的預(yù)處理與相關(guān)表征
        6.1.2 吸附實驗
    6.2 結(jié)果與討論
        6.2.1 孔隙水含量的測定
        6.2.2 吸附動力學(xué)
        6.2.3 pH對吸附的影響
        6.2.4 吸附等溫線
        6.2.5 鈣離子的影響
    6.3 本章小結(jié)
第七章 總結(jié)與展望
    7.1 主要工作總結(jié)
    7.2 有待深入的問題
    7.3 今后工作設(shè)想
參考文獻(xiàn)
研究生期間在學(xué)術(shù)期刊上發(fā)表的論文
研究生期間在學(xué)術(shù)會議上發(fā)表的論文
研究生期間獲獎情況
致謝

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前5條

1 王長軒;劉曉東;劉平輝;;高放廢物地質(zhì)處置庫粘土巖場址研究現(xiàn)狀[J];輻射防護(hù);2008年05期

2 王駒;徐國慶;金遠(yuǎn)新;;論高放廢物地質(zhì)處置庫圍巖[J];世界核地質(zhì)科學(xué);2006年04期

3 黃賢芳;何建國;徐國慶;;高放廢物地質(zhì)處置庫花崗巖體預(yù)選研究[J];世界核地質(zhì)科學(xué);2009年04期

4 楊敏;豆小敏;張昱;;固液界面吸附機(jī)制與模型——“環(huán)境水質(zhì)學(xué)前沿專欄”序言[J];環(huán)境科學(xué)學(xué)報;2006年10期

5 杜振宇,史衍璽,王清華;蔬菜對硒的吸收及適宜補(bǔ)硒食用量[J];生態(tài)環(huán)境;2004年02期

本文編號：2865988