农药敌草隆在土壤及炭质吸附剂上的吸附机理研究

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本论文以农药敌草隆为吸附质,以土壤、木炭及含碳量不同的三种草木灰为吸附剂,首先研究了吸附剂在理化性质及表面性质上的差距,对比了5种含碳吸附剂在吸附等温线,吸附/解吸动力学及吸附/解吸热力学方面的不同,试图建立吸附剂自身性质与吸附特性之间的联系,并以此探索炭质吸附剂的吸附/解吸机理,为有机农药的安全性评价提供科学依据,同时为探讨有机污染物在天然环境中的行为和归宿提供理论基础。实验结果表明:(1)不同理化性质、表面性质的吸附剂,对敌草隆的吸附有很大差异。吸附剂的碳含量和比表面积是影响吸附的重要因素,此外,孔容、孔径、表面位总浓度Hs等对吸附过程也会有影响。(2)敌草隆在土壤、木炭以及三种草木灰上吸附等温线都呈非线性的多层吸附特征;Polanyi-Manes模型的拟合系数高于Freundlich吸附等温式和Langmuir吸附等温式;吸附动力学拟合中以伪二级动力学方程拟合结果最理想,Elovich方程和颗粒内扩散模型次之。(3)吸附焓变ΔH的计算值,除草木灰1#为正值外,其余吸附剂的ΔH值都是负值,吸附过程放出热量;吉布斯自由能变ΔG,除土壤的和313K时草木灰1#的为正值外,其余的都是负值,吸附过程自发进行;熵变ΔS除土壤的为负值外,其余吸附剂的计算值都为正值,吸附敌草隆后,体系紊乱程度增加。(4)温度升高,土壤、木炭、草木灰2#的最大吸附量qmax增加;草木灰1#和草木灰3#的qmax值随温度先升高后降低;土壤平衡吸附量qe值随温度增大又减小;木炭和草木灰1#的平衡吸附量qe值则随温度一直增大;草木灰2#和草木灰3#都是在298K的qe取得最大值,306K时qe取得最小值。(5)吸附动力学曲线显示,吸附过程分为快速吸附和慢速吸附两个阶段。开始阶段,吸附速率较快,达到吸附平衡后,吸附曲线明显下降,吸附进行缓慢,随着时间的延长,吸附量增加不大。解吸过程也是分为两个阶段:快速解吸和慢速解吸,快速解吸过程发生在快速吸附阶段,慢速解吸发生在慢速吸附阶段。
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