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球黏土对单及多组分重金属离子的吸附效果 被引量：1
1
作者 陈榕 王彪 +3 位作者 郝冬雪 高晋宁 王伟卓 高宇聪 《农业工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第4期245-253,共9页
重金属污染水的防范和治理一直是国际上的难点和热点研究课题。吸附法具有经济可行和环境友好等优点,被认为是去除水中重金属离子的最佳技术。球黏土具有潜在的高吸附性能,为进一步探索利用球黏土治理重金属污染水的可行性,该研究通过... 重金属污染水的防范和治理一直是国际上的难点和热点研究课题。吸附法具有经济可行和环境友好等优点,被认为是去除水中重金属离子的最佳技术。球黏土具有潜在的高吸附性能,为进一步探索利用球黏土治理重金属污染水的可行性,该研究通过单组分与多组分重金属离子的批式吸附试验,重点考察球黏土对Pb^(2+)、Cu^(2+)、Zn^(2+)、Cd^(2+)、Cr^(6+)的吸附效果和竞争吸附关系。单组分离子吸附试验表明,球黏土对重金属离子的吸附量遵循先快速增加后缓慢增长,随pH值的增大而增大,随初始浓度增加而增加,直至吸附饱和的规律。最佳吸附平衡时间为90 min;最佳溶液pH值为5。pH值对球黏土吸附5种重金属离子的影响程度由大到小依次为Zn^(2+)、Cd^(2+)、Cr6+、Cu^(2+)、Pb^(2+),当pH值从2增到5时,Zn^(2+)吸附量提高了184%。球黏土对5种离子Pb^(2+)、Cr^(6+)、Zn^(2+)、Cd^(2+)、Cu^(2+)的饱和吸附量分别为311.847、301.437、263.213、195.435和179.635 mg/g。通过动力学模型和等温线模型拟合,吸附数据更加符合准二阶动力学模型和Langmuir等温吸附模型,说明吸附过程为单层吸附,吸附方式为化学吸附,最大吸附量依次为Pb^(2+)(497.593 mg/g)>Cr6+(442.868 mg/g)>Zn^(2+)(339.376 mg/g)>Cd^(2+)(290.039 mg/g)>Cu^(2+)(194.941 mg/g)。多组分离子吸附试验表明,球黏土对4种离子的吸附量同样呈先快速后缓慢增长,直至平稳的趋势。各离子在球黏土的活性位点上表现出的竞争能力由强到弱依次为Cr^(6+)、Zn^(2+)、Cd^(2+)、Cu^(2+)。通过等温线模型拟合,发现多组分重金属离子吸附数据更加符合Langmuir等温吸附模型,吸附方式和吸附过程与单组分一致,各组分的最大吸附量与单组分相比有所下降,但吸附总量却大大增加,说明球黏土对多组分重金属离子具有良好的吸附能力。与其他原生矿物材料相比,球黏土对重金属离子具有更大的吸附量,该研究成果可为球黏土作为吸附剂的利用和推广提供理论依据和数据支持,具有较大的现实意义。 展开更多
关键词 重金属 等温线 动力学 球黏土 单组分吸附 多组分吸附
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季节性冻土中土工格栅加筋特性试验研究 被引量：9
2
作者 陈榕 王喜强 +2 位作者 郝冬雪 宋洋洋 薛楠 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第6期1101-1107,共7页
针对东北地区典型粉质黏土,通过一系列土工格栅在冻土中的拉拔试验,重点分析了土壤含水率及冻融循环作用对土工格栅加筋性能的影响,并基于拉拔摩擦强度、表观摩擦系数、界面摩擦阻力和端承被动阻力等理论,对试验数据进行了详细分析。研... 针对东北地区典型粉质黏土,通过一系列土工格栅在冻土中的拉拔试验,重点分析了土壤含水率及冻融循环作用对土工格栅加筋性能的影响,并基于拉拔摩擦强度、表观摩擦系数、界面摩擦阻力和端承被动阻力等理论,对试验数据进行了详细分析。研究发现:含水率对土工格栅加筋效果存在明显抑制作用,含水率从20%提高至32%时,筋土界面摩擦阻力和端承被动阻力均减小60%以上。而当含水率一定时(w=24%),冻融循环作用反而提高了土工格栅的加筋效果,经历7次冻融循环后,土工格栅加筋效果增幅为30%左右,主要是横肋前端承被动阻力的提高,而筋土间界面摩擦阻力变化不大。上述试验成果可为土工格栅在冻土地区的推广应用提供一定的理论依据。 展开更多
关键词 冻融循环 季节性冻土 土工格栅 加筋特性
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高应力下石英砂三轴剪切颗粒破碎演化规律及影响 被引量：2
3
作者 陈榕 武智勇 +1 位作者 郝冬雪 高宇聪 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第8期1713-1722,共10页
高应力条件下砂土的颗粒破碎情况与一般应力条件下的明显不同,现有关于高应力条件下石英砂颗粒破碎演化模型的研究成果相对有限。通过2~8 MPa围压下固结排水(CD)和固结不排水(CU)三轴剪切试验,获取了不同应力水平下石英砂的偏应力-轴向... 高应力条件下砂土的颗粒破碎情况与一般应力条件下的明显不同,现有关于高应力条件下石英砂颗粒破碎演化模型的研究成果相对有限。通过2~8 MPa围压下固结排水(CD)和固结不排水(CU)三轴剪切试验,获取了不同应力水平下石英砂的偏应力-轴向应变-体应变或孔隙水压力关系曲线,以及砂土在剪切过程中的相对破碎率;随后分析了颗粒破碎的演化规律,并分别采用Hardin、Lade、Wang颗粒破碎模型描述石英砂破碎规律,探讨了各个模型的适用性;最后基于石英砂相对破碎率与有效破坏内摩擦角间的关系,给出了高压下影响石英砂强度的临界相对破碎率。 展开更多
关键词 颗粒破碎 石英砂 强度特性 演化 三轴剪切试验
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废弃混凝土对水中重金属铜和铅的吸附特性 被引量：4
4
作者 陈榕 魏彤 +1 位作者 刘畅 郝冬雪 《农业工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第24期188-196,共9页
工业废水的直接或间接排放导致中国自然水体受重金属污染程度较高,对重金属污水处理刻不容缓,但现有重金属去除方法普遍存在工艺过于复杂或投资高等缺点。由于废弃混凝土颗粒含有水泥水化产物和未水化的水泥颗粒,具有一定的活性和较高... 工业废水的直接或间接排放导致中国自然水体受重金属污染程度较高,对重金属污水处理刻不容缓,但现有重金属去除方法普遍存在工艺过于复杂或投资高等缺点。由于废弃混凝土颗粒含有水泥水化产物和未水化的水泥颗粒,具有一定的活性和较高的比表面积,因此该研究拟尝试采用废弃混凝土颗粒作为重金属污染水的吸附材料。通过重金属浸出试验发现,重金属浸出量与废弃混凝土粒径相关,粒径越大,重金属析出量越小。基于试验数据以及《国家污水综合排放标准》的排放阈值要求,最终确定了废弃混凝土颗粒材料的最佳选取粒径。随后,通过静态吸附试验,重点考察了吸附时间、吸附剂用量、重金属初始质量浓度对废弃混凝土吸附重金属铜和铅的影响。结果表明:铜和铅在废弃混凝土上的吸附是一个先快速而后缓慢的过程,在100min基本达到吸附平衡,且废弃混凝土对铜和铅的吸附量随铜和铅初始质量浓度的升高而提高,去除率则随着铜和铅初始质量浓度的升高而降低,随着废弃混凝土用量的升高而提高。废弃混凝土对铜和铅的吸附符合Langmiur等温吸附模型,拟合得到的最大吸附量分别为40.75和86.73mg/g;准二阶动力学模型更适合描述废弃混凝土对铜和铅的吸附过程,说明控制吸附速率的主要是化学吸附。与其他常见的天然吸附剂材料相比,废弃混凝土对水中重金属铜和铅具有良好的吸附性能,可以作为吸附材料来处理含铜和铅的污染水。 展开更多
关键词 重金属 废弃混凝土 铜 铅 吸附特性
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基于黏聚力模型的土工格栅筋土界面作用模拟方法 被引量：5
5
作者 陈榕 李博 +1 位作者 郝冬雪 高宇聪 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第5期934-940,共7页
黏聚力模型被广泛应用于金属构件断裂过程的数值模拟。为深入分析土工格栅筋土界面关系,在格栅纵肋处采用罚函数法,在格栅横肋处采用黏聚力模型,并基于土工格栅横、纵肋条拉拔试验数据确定相关模型参数,进而对土工格栅整体拉拔试验进行... 黏聚力模型被广泛应用于金属构件断裂过程的数值模拟。为深入分析土工格栅筋土界面关系,在格栅纵肋处采用罚函数法,在格栅横肋处采用黏聚力模型,并基于土工格栅横、纵肋条拉拔试验数据确定相关模型参数,进而对土工格栅整体拉拔试验进行了数值模拟。结果表明:黏聚力模型能有效地模拟格栅横肋的被动阻抗作用;格栅横肋前的土体破坏模式与Jewell提出的冲剪破坏模式相吻合;格栅横肋发挥的被动阻抗作用约占整体拉拔力的71%;采用黏聚力模型的筋土界面模拟方法与传统界面模拟方法相比更加准确。 展开更多
关键词 土工格栅 界面作用 黏聚力模型 模拟方法
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重金属Pb2+在砂土中的迁移及吸附特性 被引量：3
6
作者 陈榕 周璐 +1 位作者 郝冬雪 崔登珲 《东北电力大学学报》 2019年第4期54-60,共7页
重金属在土壤中的污染问题已成为全球关注的焦点之一.选择灌砂法的专用砂作为典型砂土代表,通过等温静态吸附和动态吸附试验,重点研究重金属铅离子在砂土中的迁移及吸附规律.结果表明:砂柱的起始穿透和完全穿透时间随着初始浓度和流速... 重金属在土壤中的污染问题已成为全球关注的焦点之一.选择灌砂法的专用砂作为典型砂土代表,通过等温静态吸附和动态吸附试验,重点研究重金属铅离子在砂土中的迁移及吸附规律.结果表明:砂柱的起始穿透和完全穿透时间随着初始浓度和流速的增加显著减小,其静平衡吸附数据符合Langmuir模型(R^2=0.99)和D-R模型(R^2=0.905),动态穿透试验数据符合Thomas模型(R^2>0.93),实测值与模型预测值较为接近.通过试验数据可以看出砂土对Pb^2+的吸附更符合均质单层吸附和孔隙填充规律,砂土对Pb^2+的静吸附容量仅为0.7mg/g,动态吸附容量值介于0.5mg/g^0.75mg/g,砂土对Pb2+的整体吸附能力远低于黏性土.因此天然砂土场地必须经过特殊处理才可有效防治铅离子污染.本文相关研究成果可为砂土地区铅离子污染修复及防治提供一定参考依据. 展开更多
关键词 铅离子 砂土 动态试验 吸附试验
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重金属Cu(Ⅱ)在球黏土中的吸附特性 被引量：2
7
作者 陈榕 魏彤 +2 位作者 郝冬雪 武科 郭瑞峰 《山东大学学报（工学版）》 CAS CSCD 北大核心 2023年第1期60-67,共8页
通过批式吸附试验,考察球黏土对Cu(Ⅱ)的吸附效果,重点分析吸附时间、吸附剂用量、pH值以及初始质量浓度的影响。结果表明,Cu(Ⅱ)在球黏土上的吸附是一个先快速而后缓慢的过程,在60 min基本达到吸附平衡,且吸附量和吸附率随球黏土用量和... 通过批式吸附试验,考察球黏土对Cu(Ⅱ)的吸附效果,重点分析吸附时间、吸附剂用量、pH值以及初始质量浓度的影响。结果表明,Cu(Ⅱ)在球黏土上的吸附是一个先快速而后缓慢的过程,在60 min基本达到吸附平衡,且吸附量和吸附率随球黏土用量和Cu(Ⅱ)初始质量浓度的升高而提高。pH值对球黏土的吸附量有较大的影响,当pH值为6时,球黏土的吸附量可达97.93 mg/g。球黏土对Cu(Ⅱ)的吸附符合Langmiur等温吸附模型,拟合得到的最大吸附量为202.383 mg/g,准二阶动力学模型更适合描述球黏土对Cu(Ⅱ)的吸附过程,说明控制吸附速率的主要是化学吸附。与其他常见的黏土吸附剂材料相比,球黏土对Cu(Ⅱ)具有良好的吸附性能,可以作为天然矿物吸附剂来处理含Cu(Ⅱ)废水。 展开更多
关键词 球黏土 Cu(Ⅱ) 吸附 等温线 动力学
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