论文总字数：14706字

目 录

1引言 1

1.1研究背景 1

1.1.1水溶性有机物 1

1.1.2方解石与邻苯二甲酸 1

1.1.3pH对吸附解吸影响 1

1.2课题研究目的及内容 2

2实验材料与方法 2

2.1实验材料 2

2.1.1实验试剂 2

2.1.2实验器材 3

2.1.3方解石选择 3

2.1.4平衡水配制 3

2.2实验方法 4

2.2.1方解石对邻苯二甲酸吸附解吸实验方法 4 3

2.2.2 去离子水和平衡水对解吸效果比较 4

2.2.3方解石对邻苯二甲酸的等温吸附解吸实验 5

2.3分析方法 5

2.3.1实验模型 5

2.3.2钙离子的标准曲线绘制 6

2.3.3邻苯二甲酸标准曲线绘制 7

3实验结果与讨论 8

3.1方解石吸附解吸邻苯二甲酸的影响因素 8

3.1.1pH对吸附解吸的影响 8

3.1.2钙离子浓度对吸附解吸的影响 8

3.1.3总质量对吸附解吸的影响 8

3.2吸附解吸实验 8

3.2.1解吸动力学曲线 9

3.2.2试样中钙离子浓度变化对吸附率、解吸率影响 10

3.2.3平衡水pH变化对吸附率、解吸率的影响 10

3.2去离子水和平衡水对解吸率的影响 11

3.3方解石对邻苯二甲酸等温吸附解吸曲线拟合 11

4总结 12

参考文献 13

致谢 15

小分子有机酸在方解石上的吸附解吸研究

宋永艳

摘要：本文是通过不同pH对邻苯二甲酸在方解石上的吸附解吸的影响。重点是研究邻苯二甲酸在方解石上解吸过程中pH、浓度影响，还研究两种水样品对比，发现平衡水更有利于吸附解吸，为小分子有机酸在水体上迁移提供理论知识。此外研究了方解石对邻苯二甲酸的等温吸附，实验结果说明方解石对邻苯二甲酸的等温吸附是弗伦德利希模型，说明其是多分子层吸附，也为方解石在无机溶液中对其他芳香族污染物的吸附提供了理论知识。同时实验存在不足之处，实验条件较为苛刻，实验的重现性较差，吸附好坏直接影响解吸过程增加实验难度。

关键词：邻苯二甲酸；方解石；吸附解吸；pH

Adsorption desorption of small molecule organic acids on calcite

YongYan Song

Nanjing University of Information Science amp;Technology Bingjiang CollegeNanjing 210000，China

Abstract: In this paper, the effect of different pH on the adsorption and desorption of two formic acid in calcite was obtained. Was focused on the study of pHthalate in calcite in the desorption process, the pH, concentration effect of two kinds of water samples, found water balance is more conducive to the absorption desorption and migration of small molecular organic acid on the water provide theoretical knowledge. In addition, the study of the adsorption isotherm of pHthalate calcite. The experimental results showed that the adsorption isotherm of pHthalate calcite is the Freundlich model, indicating that the multi molecular layer adsorption and calcite in inorganic solution of other aromatic pollutants adsorption provides theoretical knowledge. At the same time, the experimental conditions are more stringent, the reproducibility of the experiment is poor, and the adsorption process directly affect the desorption process and increase the difficulty of the experiment.

Key words: adjacent benzene two formic acid; calcite; adsorption and desorption; pH

1引言

1.1研究背景

1.1.1水溶性有机物

水溶性有机物是能通过半径为0.45µm滤膜，有不同分子结构和不同分子量有机物的复合物^[1]。例如游离氨基酸、糖类物质、小分子有机酸、生物酶等等。水溶性有机物影响范围较为广泛，能够影响氮、硫、磷等营养元素的生物功能及污染物（比如重金属、农药等）的迁移能力，还能影响矿石风化、微生物的新陈代谢、土壤有机质分解^[2，3]。虽然这一概念提出相对较早，但是近些年才引起人们的广泛关注，目前水溶性有机物的化学性质和引起环境的变化研究成为一个研究热点。前人研究结果表明，水溶性有机物是土壤有机质的组成组分之一，水溶性有机物具有比固体有机物有较多的有效点位^[4]，且这些有效点位能参与土壤中的多种反应^[5]。水溶性有机物在进入土壤之后，可以通过各种各样途径与土壤胶体结合^[6,7]，进而被土壤吸附而固定住、并且在改变外界条件下水溶性有机质可以被释放出来。这种现象叫做水溶性有机质在土壤中的吸附解吸，实际上就是土壤对于营养物质的储藏和释放的过程，因此水溶性有机质对土壤改变以及重金属元素的形态和化学性质等起着十分重要作用^[8-10]。

1.1.2方解石与邻苯二甲酸

方解石（主要的成分是碳酸钙）是一种存在于自然界中分布非常广泛的矿物之一，我国是世界上方解石资源最丰富的国家之一。敲碎它会成很多的方形的碎块，其化学名为CaCO3，方解石pH值为7，呈中性，溶解度较低，难溶于水中，另外方解石还有一特性，方解石的表面的活度相对比较强，这种表面活度的存在可以使其能够吸附许多的混合物质。例如方解石可以在某一条件改变土壤中不同种类的重金属离子的迁移以及转化^[9-12]，比如铜、锌、硌 、汞等等，在一定程度能够达到降低土壤环境中的重金属含量，可以用方解石吸附土壤重金属，减少重金属的污染给环境带来危害，同时方解石也可以和水体中一般的有机物进行吸附解吸反应，能够起到净化水体的作用。因而大量存在于自然界中的方解石已经成为了最重要的矿物之一了^[13,14]，将这项技术不断提高为人类服务。

邻苯二甲酸是一种属于芳香族有机酸，分子量为166.13、分子量较小，熔点为206℃、无色晶体、密度较小，能够刺激眼睛、呼吸系统、皮肤，有毒性，在实验操作中应该注意安全，可带口罩，防止意外发生。在高温下被分解成水和邻苯二甲酸酐^[15]。邻苯二甲酸用途广泛，可以用于制取染料、聚酯树脂、涤纶、药物及增塑剂等，还可以由食物链进入动物体内造成危害，会使得富集程度越来越高，最终危害人体健康^[16]。

1.1.3pH对吸附解吸影响

pH对自然界中的小分子有机酸转移和迁徙有着重要的影响，同时小分子有机酸会去影响重金属的转移和迁徙。在水体环境中pH扮演着十分重要地位，比如水产养殖中pH，pH过高会产生氨气使得生物氨中毒，水产养殖生物鳃丝棒状化进而影响水体中氧气交换和二氧化碳的排放，pH过低会使得血液中载氧能力下降，从而影响其呼吸，还会产生有毒气体硫化氢，当水体环境pH改变时，鱼的生长情况存在很大差异，所以pH对水中生物的生长繁殖有影响，事实上pH在水体环境中起着决定性作用^[17]。pH 值同时也改变自然界中矿物类物质表面活性。模拟吸附解吸实验中改变溶液中pH，H 、CO2^-3活性会发生相应改变,这种变化总是不少影响。 与此同时矿石的溶解饱和指数会改变, 在矿石和水溶液混合比例的增大的情况,矿物指数不同程度以及规律的下降趋势就逐渐显示出来;所以在pH影响的情况下, 矿物指数，饱和指数以及混合比例都在变化^[18]。土壤中存在有机酸使其改变根系环境中pH值，从而影响重金属的溶解性以及有机酸活性^[19],自然界还有很多例子都可以证明pH在自然环境中的重要调配作用。同样pH在吸附解吸中也扮演着十分重要的地位，pH值改变会影响到有机酸的活性，不同的有机酸会存在一个最佳pH吸附量最大

常见吸附剂有活性碳、硅胶、活性氧化铝、黏土等，天然吸附剂和合成吸附剂之分，吸附剂能够改变某种物质迁移和转化，研究结果表明吸附剂的理化性质对吸附解过程吸有一定影响，对于pH控制、有效浓度筛选是非常关键的，吸附剂吸附强度会随着为外界环境变化而变化。本文研究是邻苯二甲酸在方解石上吸附解吸，邻苯二甲酸属于水溶性有机物也是水体污染物之一，我国有丰富方解石矿物资源，应该将二者有效结合在一起，既能改善环境也能使得资源得到更好利用。在研究邻苯二甲酸在方解石上吸附解吸时，整个实验的核心就是水的pH的改变对于吸附解吸，浓度选取依据都是pH值的大小，水溶液pH值改变和邻苯二甲酸浓度的改变的角度去分析邻苯二甲酸与方解石之间解吸存在关系。

1.2课题研究目的及内容

本文将在无机溶液环境中,研究邻苯二甲酸在方解石上的吸附解吸规律,实验数据进行分析，pH对解吸率的影响和邻苯二甲酸的浓度对于解吸率的影响，不同水样品对吸附率、解吸率的影响。

（1）研究邻苯二甲酸在方解石上的解吸随时间变化，确定邻苯二甲酸解吸平衡的时间，邻苯二甲酸在方解石上的吸附解吸随pH值变化的规律，不同pH值的吸附率与解吸率进行对比。

（2）确定平衡时间后，比较平衡水和去离子水对解吸效果的影响。

（3）进行平衡水为pH=8.3,pH=7.7，不同浓度邻苯二甲酸吸附解吸实验，并对实验结果进行等温吸附解吸模型模拟。

2实验材料与方法

2.1实验材料

2.1.1实验试剂

实验所需化学药品如表1-1所示。

表1-1 实验化学药品

2.1.2实验仪器

实验所需仪器的型号及生产厂家如表1-2所示。

表1-2 实验仪器

2.1.3方解石选择

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