论文部分内容阅读
粘土矿物、腐殖质与细菌广泛存在于土壤中，他们相互胶结相互包被形成有机-无机复合体，控制着金属离子在土壤中的迁移转化。本文以针铁矿、恶臭假单胞菌、腐殖酸为材料，考察了体系离子强度对针铁矿、恶臭假单胞菌、腐殖酸及其复合体吸附Cu(Ⅱ)的影响，利用SEM、ITC、FTIR、电位滴定等技术，结合Langmuir等温吸附模型和动力学模型，探讨了针铁矿、恶臭假单胞菌、腐殖酸及其复合体对Cu(Ⅱ)的吸附机制。主要结果有: 1.电位滴定测定结果表明:针铁矿、恶臭假单胞菌、腐殖酸及其复合体表面位点浓度从高到低依次为:腐殖酸、细菌-腐殖酸复合体、恶臭假单胞菌、针铁矿-细菌-腐殖酸复合体、针铁矿-腐殖酸复合体、针铁矿。 2.针铁矿、恶臭假单胞菌、腐殖酸及其复合体对Cu(Ⅱ)的吸附是个快速过程，并能较好拟合二级动力学方程，7种吸附剂对铜的吸附能力大小顺序为腐殖酸＞恶臭假单胞菌＞细菌-腐殖酸复合体＞针铁矿-细菌复合体＞针铁矿-细菌-腐殖酸复合体＞针铁矿-腐殖酸复合体＞针铁矿，吸附特征均可较好拟合Langmuir方程。 3.不同离子强度下，针铁矿-细菌-腐殖酸复合体吸附Cu(Ⅱ)的动力学反应表明，在电解质浓度小于0.1molL-l时，针铁矿-细菌-腐殖酸复合体对Cu(Ⅱ)的最大吸附量随着电解质浓度的升高而降低，在电解质浓度大于0.1molL-1时，其最大吸附量则随着电解质浓度的升高而升高。 4.FTIR结果显示针铁矿-细菌和针铁矿-细菌-腐殖酸复合体中均新增了P-O-Fe的伸缩振动特征吸收峰，说明恶臭假单胞菌中的磷酸基团与针铁矿表面的羟基配位形成了内圈络合物，并且此键参与了Cu(Ⅱ)的吸附反应。 5.微量热数据结果显示，针铁矿、恶臭假单胞菌、腐殖酸及其复合体对Cu(Ⅱ)的吸附是个熵增过程，其中三元复合体的熵变为155.45Jmol-1K-1。Cu(Ⅱ)在针铁矿表面的吸附焓变为-3.59kJmol-1。Cu(Ⅱ)在恶臭假单胞菌和腐殖酸表面的吸附焓变分别为14.99kJmol-1和8.79kJmol1。三元复合体对Cu(Ⅱ)的吸附为吸热过程。