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上次课主要内容上次课主要内容天然水中的胶体颗粒种类天然水中的胶体颗粒种类天然水中胶体颗粒带电原因、等电点天然水中胶体颗粒带电原因、等电点双电层理论；双电层理论；电位（电势）电位（电势）天然水的凝聚条件（同向絮凝、异向絮凝、天然水的凝聚条件（同向絮凝、异向絮凝、差速絮凝）差速絮凝）5.2固液界面的吸附过程固液界面的吸附过程吸附：物质在两相界面上自动浓集（界面浓度大于内部浓度）的现象，称为吸附吸附质：被吸附的物质吸附剂：吸附吸附质的物质多组分的竞争吸附，影响因素复杂多组分的竞争吸附，影响因素复杂1.1.水环境中胶体颗粒的吸附作用水环境中胶体颗粒的吸附作用环境中胶体的吸附作用大体可分为环境中胶体的吸附作用大体可分为表面吸附表面吸附离子交换吸附离子交换吸附专属吸附等专属吸附等胶体具有胶体具有巨大的比表面和表面能巨大的比表面和表面能，固液界面，固液界面存在表面吸附作用。存在表面吸附作用。（1 1）表面吸附（物理吸附）表面吸附（物理吸附）（2 2）离子交换吸附）离子交换吸附 离子交换吸附与胶体电荷符号相反的反号离子。离子交换吸附与胶体电荷符号相反的反号离子。RM2+M1 RM1+M2RM2：带可交换离子的固体；M1：溶液中可交换的离子（3）专属吸附）专属吸附指在吸附过程中，除了化学键作用外，尚有加强指在吸附过程中，除了化学键作用外，尚有加强的憎水键和范德化力或氢键作用。该作用不但可的憎水键和范德化力或氢键作用。该作用不但可以使表面电荷改变符号，还可以使离子化合物吸以使表面电荷改变符号，还可以使离子化合物吸附在同号电荷的表面上。附在同号电荷的表面上。这种吸附作用发生在胶体双电层的这种吸附作用发生在胶体双电层的sternstern层中，被层中，被吸附的金属离子进入吸附的金属离子进入SternStern层后，不能被通常提取层后，不能被通常提取交换性阳离子的提取剂提取，只能被交换性阳离子的提取剂提取，只能被亲和力更强亲和力更强的金属离子取代的金属离子取代，或是在，或是在强酸性条件下强酸性条件下解吸。解吸。它在它在中性表面中性表面甚至在与吸附离子带甚至在与吸附离子带相同电荷相同电荷符号符号的表面也能进行吸附作用。的表面也能进行吸附作用。氧化物表面吸附的配合模式氧化物表面吸附的配合模式重金属离子在水合金属氧化物颗粒表面发生重金属离子在水合金属氧化物颗粒表面发生配位化配位化合过程合过程，可用下式表示：，可用下式表示：nAOH+MenAOH+Men+n+=(AO)=(AO)n n Me+n H Me+n H+式中式中代表微粒表面，代表微粒表面，A A代表微粒表面代表微粒表面的铁、铝、硅或锰，的铁、铝、硅或锰，MeMen+n+为重金属离子，为重金属离子，箭头代表配位键。箭头代表配位键。表表5-2 水合氧化物对金属离子的专属吸附与非水合氧化物对金属离子的专属吸附与非专属吸附的区别专属吸附的区别项目项目非专属吸附非专属吸附专属吸附专属吸附发生吸附的表面净电荷的符号-，0，+金属离子所起的作用反离子配位离子吸附时所发生的反应阳离子交换配位体交换发生吸附时要求体系的pH值零电位点任意值吸附发生的位置扩散层内层对表面电荷的影响无负电荷减少，正电荷增加固固-液吸附速率液吸附速率 固体在溶液中的吸附较为复杂，迄今尚未固体在溶液中的吸附较为复杂，迄今尚未有完满的理论。有完满的理论。溶液中的吸附速率一般小于气体吸附速率，溶液中的吸附速率一般小于气体吸附速率，所以溶液吸附平衡时间较长。所以溶液吸附平衡时间较长。原因：原因：溶质分子在溶液中的扩散速度小于在气体中的溶质分子在溶液中的扩散速度小于在气体中的扩散速度扩散速度固体表面有一层液膜，溶质分子必须通过这层固体表面有一层液膜，溶质分子必须通过这层膜才能被吸附，所以，吸附速慢。膜才能被吸附，所以，吸附速慢。2.吸附等温线和等温式吸附等温线和等温式在一定温度条件下，当吸附达到平衡在一定温度条件下，当吸附达到平衡时，描述了描述了颗粒物表面上的吸附量（粒物表面上的吸附量（G）与溶液）与溶液中溶中溶质平衡平衡浓度（度（c）之）之间的关系的关系G与与c之之间的关系可用吸附等温的关系可用吸附等温线描述描述吸附量吸附量 吸附量：吸附量：在一定条件下吸附达到平衡后，单位在一定条件下吸附达到平衡后，单位质量吸附剂所吸附的吸附物的量。质量吸附剂所吸附的吸附物的量。吸附量：吸附量：表示吸附剂的吸附能力表示吸附剂的吸附能力吸附量测定：可通过吸附物平衡浓度求得吸附量测定：可通过吸附物平衡浓度求得吸附量的实验测定方法吸附量的实验测定方法将一定量的固体放入一定量的已知浓度的溶液中，不断将一定量的固体放入一定量的已知浓度的溶液中，不断振荡，当吸附达到平衡后，测定溶液的浓度，从溶液浓振荡，当吸附达到平衡后，测定溶液的浓度，从溶液浓度的变化，计算每克固体吸附的溶质量，可计算吸附量。度的变化，计算每克固体吸附的溶质量，可计算吸附量。例：高岭石对重金属的吸附作用的研究例：高岭石对重金属的吸附作用的研究将一定量的高岭石放入一定量的已知浓度的将一定量的高岭石放入一定量的已知浓度的 铜溶液中，不铜溶液中，不断振荡断振荡1212小时，静置吸附小时，静置吸附4848小时小时当吸附达到平衡后，在当吸附达到平衡后，在45004500转转/分离心分离分离心分离1010分钟，取上层分钟，取上层清夜，测定溶液中铜离子浓度清夜，测定溶液中铜离子浓度从溶液浓度的变化，根据公式计算每克固体吸附的溶质量，从溶液浓度的变化，根据公式计算每克固体吸附的溶质量，可计算吸附量可计算吸附量研究溶液的平衡浓度与吸附量的关系，处理液相吸附结果研究溶液的平衡浓度与吸附量的关系，处理液相吸附结果吸附量吸附量G计算：计算：G=V（C0C）/W（g/g）V：水样体积，：水样体积，L；W：吸附剂量，：吸附剂量，g；C0：吸附物初始浓度，：吸附物初始浓度，g/L；C：吸附平衡时水中剩余的吸附物浓度，：吸附平衡时水中剩余的吸附物浓度，g/L。影响吸附量因素影响吸附量因素与吸附剂的组成、性质、比表面、浓度有与吸附剂的组成、性质、比表面、浓度有关；关；与吸附质组成、形态、浓度有关；与吸附质组成、形态、浓度有关；与水体温度、与水体温度、pHpH值、值、pEpE、含盐量以及共存、含盐量以及共存的无机与有机物的情况有关。的无机与有机物的情况有关。（1）Henry型型Gkck分配系数未达到饱和时适用溶质在吸附剂与溶液之间按固定比溶质在吸附剂与溶液之间按固定比值分配值分配朱利中等.对硝基苯酚在沉积物上的吸附特征 吸附等温线和吸附热力学，环境科学学报，2001，21（6）（2）Freundlich型型Gkc1/nK，n均为常数均为常数1/n介于介于0-1之间。之间。研究发现其吸附行为符合研究发现其吸附行为符合FreundlichFreundlich吸附等温式吸附等温式棕色土在棕色土在5时，时，n=0.76，lgK=0.815;25时，时，n=0.83，lgK=0.716粘土颗粒吸附除草剂粘土颗粒吸附除草剂2,4-D（3）Langmuir型型GG0c/(A+c)G0-单位表面上达到饱和时的最大吸附量A常数，为吸附量达到G0/2时溶液的平衡浓度A A值越小，达到半饱和吸附量时残留在液相中的被吸值越小，达到半饱和吸附量时残留在液相中的被吸附物浓度越小，即吸附剂的吸附强度大；附物浓度越小，即吸附剂的吸附强度大；相反，相反，A A值越大，吸附强度越小。值越大，吸附强度越小。天然水中一些水合金属氧化物，如天然水中一些水合金属氧化物，如Mn()Mn()和和Fe(Fe()的的氧化物，能有效吸附水中各种物质。氧化物，能有效吸附水中各种物质。MnO2胶体溶液吸附胶体溶液吸附Ag+,Mg2+,Mn2+,Ba2+,Ca2+,Sr2+,Nd3+实验结果表明MnO2胶体吸附金属离子符合Langmuir公式，对于二价金属离子，饱和吸附量相当接近，为0.100mol/mol(Mg2+)至0.180mol/mol(Ba2+)。但对于Mn2+，饱和吸附量为0.284mol/mol。长江中下游浅水湖沉积物对磷的吸附特征长江中下游浅水湖沉积物对磷的吸附特征-吸附等温线和吸附吸附等温线和吸附/解吸平衡质量浓度解吸平衡质量浓度当溶质浓度甚低时，可能在初始阶段呈现H 型，当浓度较高时，可能表现为F型，但统一起来仍属于L 型的不同区段。H型型GcL型型1/G1/c3.吸附作用的影响因素吸附作用的影响因素（1 1）金属离子的形态）金属离子的形态（2 2）溶液）溶液pHpH值值（3 3）盐浓度）盐浓度（4 4）氧化还原条件）氧化还原条件（5 5）配合剂的存在）配合剂的存在（6 6）吸附温度）吸附温度沉积物中的重金属可能重新进入水体，这是产生二沉积物中的重金属可能重新进入水体，这是产生二次污染的主要原因，请问沉积物中重金属重新释放次污染的主要原因，请问沉积物中重金属重新释放影响因素？影响因素？液相物质的分离提纯液相物质的分离提纯液相色谱液相色谱洗涤作用洗涤作用矿物浮选矿物浮选制备制备LBLB膜膜固液界面吸附的应用固液界面吸附的应用(1):(1):活性碳用于水和废水的处理活性碳用于水和废水的处理活性碳的吸附机理活性碳的吸附机理活性碳吸附对废水处理的方式活性碳吸附对废水处理的方式(2):(2):粘土矿物吸附的应用粘土矿物吸附的应用固固-液吸附在环境领域中的应用液吸附在环境领域中的应用主要内容主要内容1.1.水环境中胶体颗粒的吸附作用类型（表水环境中胶体颗粒的吸附作用类型（表面吸附、离子交换吸附、专属吸附）面吸附、离子交换吸附、专属吸附）2.2.吸附等温线类型吸附等温线类型3.3.吸附作用的影响因素吸附作用的影响因素写在最后写在最后成功的基成功的基础在于好的学在于好的学习习惯The foundation of success lies in good habits33谢谢聆听 学习就是为了达到一定目的而努力去干,是为一个目标去战胜各种困难的过程,这个过程会充满压力、痛苦和挫折Learning Is To Achieve A Certain Goal And Work Hard,Is A Process To Overcome Various Difficulties For A Goal
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