正电荷及正负电荷混合胶体凝聚的离子特异性效应

发布时间：2021-05-15 07:57

　　土壤中存在大量的无机、有机以及有机-无机复合胶体,土壤胶体的凝聚与分散直接影响着团聚体的形成与稳定,进而影响水热溶质运移、土壤流失和农田的面源污染发生等过程。目前关于土壤中有机负电荷（胡敏酸）胶体和无机负电荷（蒙脱石）胶体的凝聚机制已有大量研究,并取得了系列重要研究进展。近期研究表明,离子特异性效应或Hofmeister效应在有机/无机负电荷胶体凝聚中扮演重要角色。然而,带正电荷的铁氧化物胶体,以及正电荷胶体与有机/无机负电荷混合胶体的相关凝聚机制研究相对薄弱。本研究利用光散射技术,正电荷胶体选用赤铁矿和针铁矿胶体,有机和无机负电荷胶体材料选用胡敏酸和蒙脱石。本文首先测定赤铁矿和针铁矿胶体凝聚动力学过程,揭示凝聚过程中离子与铁氧化物胶体相互作用机制,以及离子特异性效应的本质原因。在此基础上,本文进一步考察了带负电荷的胡敏酸和蒙脱石分别与带正电荷的针铁矿胶体间的相反电荷颗粒（异质）凝聚,探讨了离子引发针铁矿-胡敏酸和针铁矿-蒙脱石胶体异质凝聚动力学过程,为进一步揭示异质凝聚的凝聚机制和离子特异性效应奠定理论和方法基础。研究得到以下结果:（1）通过H⁺对可变电荷胶体凝... 

【文章来源】：西南大学重庆市 211工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：131 页

【学位级别】：博士

【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第1章 文献综述
    1.1 土壤胶体(纳米材料)的特殊性质
    1.2 土壤胶体的分类
    1.3 铁氧化物胶体颗粒
    1.4 土壤胶体颗粒的提取
    1.5 显微镜技术
    1.6 光散射技术
    1.7 Ζ电位
    1.8 胶体凝聚相关理论
        1.8.1 DLVO理论
        1.8.2 双电层理论
        1.8.3 临界聚沉浓度
    1.9 离子特异性效应
    1.10 离子特异性效应的来源
    1.11 小结
第2章 绪论
    2.1 选题依据
    2.2 研究目标
    2.3 研究内容
    2.4 技术路线
第3章 氢离子引发正电荷胶体凝聚动力学研究
    3.1 引言
    3.2 描述可变电荷胶体凝聚动力学的理论
    3.3 材料与方法
        3.3.1 样品的制备
        3.3.2 XRD的测定
        3.3.3 TEM的测定
        3.3.4 AFM的测定
        3.3.5 动态光散射的测定
        3.3.6 ζ电位的测定
        3.3.7 数据处理
    3.4 结果与讨论
        3.4.1 赤铁矿和针铁矿性质描述
        3.4.2 理论预测赤铁矿和针铁矿凝聚动力学
        3.4.3 赤铁矿凝聚动力学的实验验证
        3.4.4 针铁矿凝聚动力学的实验验证
    3.5 结论
第4章 金属离子引发正电荷胶体凝聚的离子特异性效应
    4.1 引言
    4.2 材料与方法
        4.2.1 样品的制备
        4.2.2 动态光散射测定
        4.2.3 ζ电位测定
        4.2.4 pH的测定
        4.2.5 数据处理
    4.3 结果与讨论
        4.3.1 一价金属离子引发赤铁矿胶体凝聚的离子特异性效应
        4.3.2 二价金属离子引发赤铁矿胶体凝聚的离子特异性效应
        4.3.3 一价金属离子引发针铁矿胶体凝聚的离子特异性效应
        4.3.4 二价金属离子引发针铁矿胶体凝聚的离子特异性效应
    4.4 小结
第5章 阴离子引发正电荷胶体凝聚的离子特异性效应
    5.1 引言
    5.2 材料和方法
        5.2.1 样品的制备
        5.2.2 动态光散射测定
        5.2.3 ζ电位测定
        5.2.4 数据处理
    5.3 结果与讨论
        5.3.1 阴离子引发赤铁矿凝聚的离子特异性效应
        5.3.2 阴离子引发针铁矿凝聚的离子特异性效应
    5.4 小结
第6章 阳离子引发正电荷-有机负电荷胶体凝聚的离子特异性效应
    6.1 引言
    6.2 材料与方法
        6.2.1 样品的制备
        6.2.2 动态光散射测定,
        6.2.3 ζ电位测定
        6.2.4 数据处理
    6.3 结果与讨论
        6.3.1 不同胡敏酸添加量下针铁矿胶体水动力学直径的变化
        6.3.2 一价离子引发针铁矿-胡敏酸混合胶体凝聚的离子特异性效应
        6.3.3 二价离子引发针铁矿-胡敏酸混合胶体凝聚的离子特异性效应
    6.4 小结
第7章 阳离子引发正电荷-无机负电荷混合胶体凝聚的离子特异性效应
    7.1 引言
    7.2 材料与方法
        7.2.1 样品的制备
        7.2.2 动态光散射测定
        7.2.3 ζ电位测定
        7.2.4 AFM测定
        7.2.5 数据处理
    7.3 结果与讨论
        7.3.1 不同蒙脱石添加量下针铁矿胶体水动力学直径的变化
        7.3.2 阳离子引发针铁矿-蒙脱石混合胶体凝聚的离子特异性效应
        7.3.3 针铁矿-蒙脱石异质凝聚体的AFM测定
    7.4 小结
第8章 结论与展望
    8.1 全文结论
    8.2 创新点
    8.3 展望
参考文献
致谢
发表论文和参与课题


【参考文献】：
期刊论文
[1]蒙脱石纳米颗粒聚集中的离子特异性效应[J]. 刘汉燚,刘新敏,田锐,李航,李睿.  土壤学报. 2018(03)
[2]基础土壤学研究的方法论思考:基于土壤化学的视角[J]. 李航,杨刚.  土壤学报. 2017(04)
[3]正电荷胶体(赤铁矿)凝聚动力学机制的激光散射研究[J]. 朱龙辉,李航,田锐,熊海灵.  西南大学学报(自然科学版). 2016(07)
[4]利用基于Gouy-Chapman模型的离子有效电荷定量表征离子特异性效应[J]. 高晓丹,李航,田锐,刘新敏,朱华玲.  物理化学学报. 2014(12)
[5]不同pH条件下黄壤胶体凝聚的动态光散射研究[J]. 李兵,李航,朱华玲,田锐,高晓丹.  土壤学报. 2013(01)
[6]特定pH条件下Ca2+/Cu2+引发胡敏酸胶体凝聚的比较研究[J]. 高晓丹,李航,朱华玲,田锐.  土壤学报. 2012(04)
[7]土壤有机/无机胶体凝聚的光散射研究[J]. 朱华玲,李航,贾明云,田锐.  土壤学报. 2012(03)
[8]光散射技术在土壤胶体颗粒相互作用研究中的应用[J]. 贾明云,朱华铃,李航.  土壤学报. 2010(02)
[9]不同电解质体系中土壤胶体凝聚动力学的动态光散射研究[J]. 朱华玲,李兵,熊海灵,李航,贾明云.  物理化学学报. 2009(06)
[10]中国土壤化学的研究与展望[J]. 徐建明,蒋新,刘凡,窦森,周立祥,徐仁扣,徐明岗,黄巧云,李航,何艳.  土壤学报. 2008(05)

博士论文
[1]矿物/腐殖质凝聚的离子特异性效应[D]. 高晓丹.西南大学 2014



本文编号：3187265