胡敏酸/蒙脱石胶体凝聚动力学的Hofmeister效应：非静电作用机制初探

发布时间：2025-02-11 16:21

　　土壤中粒径<10～3nm量级的有机/无机颗粒在土壤各种功能形成中扮演重要角色。在自然界中,由于干湿交替、热的周期性变化以及人类活动的干预等,土壤中p H值、温度、电解质类型等热力学条件不断改变,引起土壤胶体受力情况和胶体颗粒相互作用的变化,土壤胶体凝聚或分散频繁、自发地交替进行着。这些过程的发生,同时也深刻地影响着土壤中众多的微观过程和宏观现象的发生,这些微观过程与当今人类所面临的农业面源污染、水土流失、养分迁移等宏观现象密切相关。Hofmeister效应又称离子特异性效应,大约120年前由Franz Hofmeister及其合作者发现于所做的蛋白质凝聚实验。该实验发现,当溶液中含有不同的阳离子（特别是同价态不同离子）或阴离子时,蛋白质的凝聚特征表现出巨大差异,而且近期研究发现这种差异远远超过因离子体积、水合体积和色散力不同引起的差异。近年来关于土壤胶体的凝聚研究发现,其离子特异性效应是十分强烈的。然而,土壤是一个由各种纳米-微米尺度的有机质（腐殖质）和矿物质构成的复杂体系,因此有必要通过单一矿物和单一有机大分子-腐殖质凝聚的动力学研究来揭示土壤胶体凝聚的离子特异性效应的本质。本研...

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【学位级别】：硕士

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摘要
Abstract
第1章 文献综述
    1.1 土壤胶体的形成和类型
        1.1.1 无机胶体
        1.1.2 有机胶体
        1.1.3 有机-无机复合胶体
    1.2 土壤胶体的性质
        1.2.1 胶体粒子的形状和大小
        1.2.2 胶体粒子的比表面积和表面电荷
    1.3 胶体颗粒的凝聚与分散
    1.4 胶体颗粒的凝聚机制
    1.5 胶体凝聚研究手段
    1.6 光散射法
    1.7 光散射法的理论基础
        1.7.1 动态光散射法的理论基础
        1.7.2 静态光散射法的理论基础
    1.8 离子特异性效应
    1.9 小结
第2章 绪论
    2.1 立题依据
    2.2 研究目标
    2.3 研究内容
        2.3.1 供试胡敏酸胶体颗粒的制备及初始状态测定
        2.3.2 Cu²⁺、Zn²⁺ 吸附下凝聚动力学和凝聚体结构特征的光散射研究
        2.3.3 供试蒙脱石胶体颗粒的制备及初始状态测定
        2.3.4 不同阴离子对蒙脱石胶体凝聚过程的测定
    2.4 研究方法与方案
        2.4.1 实验仪器及实验材料
        2.4.2 胡敏酸胶体颗粒的制备及提纯
        2.4.3 蒙脱石胶体颗粒的制备
        2.4.4 动态及静态光散射测定方法
        2.4.5 临界聚沉浓度(CCC)测定方法
        2.4.6 颗粒间相互作用活化能的计算方法
    2.5 技术路线
第3章 Cu²⁺、Zn²⁺ 引发胡敏酸胶体凝聚动力学比较研究
    3.1 引言
    3.2 材料与方法
        3.2.1 胡敏酸胶体的制备及提纯
        3.2.2 胡敏酸的初始状态
        3.2.3 胡敏酸凝聚动力学和凝聚体结构特征的光散射研究
    3.3 结果与讨论
        3.3.1 胡敏酸的初始粒径分布测定
        3.3.2 Cu²⁺、Zn²⁺ 吸附下凝聚体有效粒径随时间变化
        3.3.3 胡敏酸胶体的凝聚速率
        3.3.4 胡敏酸凝聚体的结构特征
    3.4 小结
第4章 不同阴离子对负电荷胶体(蒙脱石)凝聚的影响
    4.1 引言
    4.2 材料与方法
        4.2.1 蒙脱石饱和样的制备及提取
        4.2.2 蒙脱石胶体的制备
        4.2.3 蒙脱石胶体凝聚过程的测定
    4.3 结果与讨论
        4.3.1 初始蒙脱石胶体颗粒的粒径分布
        4.3.2 蒙脱石胶体在不同阴离子体系下凝聚速率及临界聚沉浓度的离子特异性效应
        4.3.3 蒙脱石凝聚活化能的离子特异性效应
    4.4 小结
第5章 结论与展望
    5.1 主要结论
    5.2 展望
参考文献
致谢
论文发表及参与课题情况



本文编号：4033525