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(shí)也為新型吸附劑的開(kāi)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(rùn)土、高嶺土及伊蒙混合物上的吸附行為,討論了吸附動(dòng)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(shí)狀態(tài)對(duì)Se(Ⅳ)在上述材料上的吸附影響,通過(guò)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(duì)銳鈦礦、膨潤(rùn)土、高嶺土的表面酸堿性質(zhì)做了研究,通過(guò)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(diǎn)密度、酸堿反應(yīng)平衡常數(shù)等相關(guān)參數(shù)。 (2)通過(guò)吸附動(dòng)力學(xué)的研究發(fā)現(xiàn),Se(Ⅳ)在銳鈦礦、膨潤(rùn)土、高嶺土及伊蒙混合物上的吸附速率較快,24小時(shí)便可達(dá)到吸附平衡。準(zhǔn)二級(jí)動(dòng)力學(xué)模型可以很好的擬合實(shí)驗(yàn)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(duì)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(duì)Se(Ⅳ)的吸附無(wú)明顯效應(yīng)(主要針對(duì)銳鈦礦和膨潤(rùn)土),間接說(shuō)明Se(Ⅳ)可與吸附劑固體表面活性位點(diǎn)之間形成內(nèi)層表面配合物。通過(guò)比較發(fā)現(xiàn),上述四種吸附劑對(duì)Se(Ⅳ)的吸附能力大小順序?yàn)椋号驖?rùn)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(jià)鑭系元素Eu對(duì)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(guò)研究Ca(Ⅱ)的存在對(duì)Se(Ⅳ)在伊蒙混合物上的吸附發(fā)現(xiàn),在實(shí)驗(yàn)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(guò)毛細(xì)管壓實(shí)實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)條件下,Se(Ⅳ)在膨潤(rùn)土及伊蒙混合物上的吸附均沒(méi)有明顯的壓實(shí)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(wú)關(guān),不論是分散還是壓實(shí)狀態(tài),只要保證足夠長(zhǎng)的接觸時(shí)間使其達(dá)到吸附平衡,上述礦物對(duì)Se(1V)的吸附能力是不變的；(ii)本研究條件下的壓實(shí)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(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),Se(Ⅳ)在銳鈦礦上的吸附主要通過(guò)形成≡SSeO3-和(≡S)2SeO3兩種內(nèi)層農(nóng)面配合物而實(shí)現(xiàn)。
【學(xué)位單位】：蘭州大學(xué)
【學(xué)位級(jí)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(dòng)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?jī)?nèi)容
        1.3.1 選題依據(jù)
        1.3.2 研究?jī)?nèi)容
第二章 主要實(shí)驗(yàn)器材及實(shí)驗(yàn)方法
    2.1 主要實(shí)驗(yàn)器材
    2.2 實(shí)驗(yàn)方法
        2.2.1 分散吸附實(shí)驗(yàn)
        2.2.2 壓實(shí)吸附實(shí)驗(yàn)
        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(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)
        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(dòng)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(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)
    4.2 結(jié)果與討論
        4.2.1 連續(xù)酸堿滴定
        4.2.2 吸附動(dòng)力學(xué)
        4.2.3 pH及溫度對(duì)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(rùn)土上的吸附行為研究
    5.1 實(shí)驗(yàn)部分
        5.1.1 膨潤(rùn)土樣品的預(yù)處理及相關(guān)表征
        5.1.2 吸附實(shí)驗(yàn)
    5.2 結(jié)果與討論
        5.2.1 連續(xù)酸堿滴定
        5.2.2 吸附動(dòng)力學(xué)
        5.2.3 Se（Ⅳ）在Na-型膨潤(rùn)土上的吸附邊界
        5.2.4 吸附等溫線
        5.2.5 Eu（Ⅲ）對(duì)Se（Ⅳ）在Na-型膨潤(rùn)土上的吸附影響
        5.2.6 壓實(shí)狀態(tài)吸附實(shí)驗(yàn)
    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(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)
    6.2 結(jié)果與討論
        6.2.1 孔隙水含量的測(cè)定
        6.2.2 吸附動(dòng)力學(xué)
        6.2.3 pH對(duì)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(wèn)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(huì)議上發(fā)表的論文
研究生期間獲獎(jiǎng)情況
致謝

【參考文獻(xiàn)】

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