粘土矿物与有机物间的作用机制及影响因素研究

发布时间：2024-06-07 01:50

　　粘土矿物是土壤中的重要组分之一。有机污染物与粘土矿物间的相互作用是影响有机污染物在环境中赋存、迁移、转化的关键因素,因此,深入研究二者之间的作用机制,考察二者之间作用的影响因素对研究有机污染物的环境行为十分必要。另外,研究有机污染物与粘土间的相互作用对于开发基于粘土材料的污染控制技术同样具有重要意义。本论文考察了粒径、层间离子对粘土矿物吸附芳香离子型有机物的影响以及表面性质对粘土矿物吸附六氟苯的贡献等三个方面,同时考察了有机污染物与粘土矿物之间的吸附行为及作用机制。首先,我们通过离心法分离出不同粒径的蒙脱石,并率先研究了其与芳香离子型有机化合物之间作用的尺寸效应。结果表明,实验中粒径最小的样品,即胶体级蒙脱石,对两种代表性芳香离子型有机化合物(四环素和单宁酸)的吸附最低,这与传统认识相悖。本研究利用多种表征方法探明了胶体级蒙脱石与芳香离子型有机化合物之间作用较弱的微观机制。胶体级蒙脱石由于粒径小,层板边／面电荷比较高,易于在水中形成“卡房”微结构,降低了粘土外表面及可交换阳离子等吸附位点的暴露,阻碍了单宁酸和四环素在粘土上的吸附。其次,我们通过离子交换法制备了两种有机单阳离子／多阳离子...

【文章页数】：139 页

【学位级别】：博士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 引言
    第一节 选题背景
        1.1.1 粘土矿物概述
        1.1.2 粘土矿物在环境领域扮演重要角色
        1.1.3 粘土矿物与有机污染物间吸附机制的研究进展
            1.1.3.1 吸附质性质对粘土矿物与有机污染物间作用的影响
            1.1.3.2 吸附剂性质对粘土矿物与有机污染物间作用的影响
        1.1.4 相关研究的技术手段简介
    第二节 本论文研究目标及意义
    第三节 研究思路及论文结构
        1.3.1 研究思路
        1.3.2 论文结构
    参考文献
第二章 蒙脱石颗粒大小对其与芳香离子型有机污染物间作用的影响
    第一节 研究背景简介
    第二节 实验部分
        2.2.1 材料与设备
            2.2.1.1 吸附质
            2.2.1.2 吸附剂
            2.2.1.3 其他试剂和材料
            2.2.1.4 仪器设备
        2.2.2 分级粘土性质表征
            2.2.2.1 阳离子交换量
            2.2.2.2 粘土层间距测定
            2.2.2.3 表面元素分析
            2.2.2.4 粒径分布
            2.2.2.5 表面电荷零点
            2.2.2.6 表面形貌分析
            2.2.2.7 Zeta电位
        2.2.3 透析袋实验
            2.2.3.1 批量吸附实验
            2.2.3.2 吸附质的色谱分析方法
            2.2.3.3 吸附质浓度的计算方法
    第三节 实验结果与讨论
        2.3.1 蒙脱石分级样品的表征
        2.3.2 吸附等温线
        2.3.3 pH对吸附的影响
        2.3.4 离子强度对吸附的影响
    第四节 本章小结
    参考文献
第三章 有机阳离子改性蒙脱石与芳香离子型有机污染物间的作用机制
    第一节 研究背景简介
    第二节 实验部分
        3.2.1 材料与设备
            3.2.1.1 吸附质
            3.2.1.2 吸附剂
            3.2.1.3 其他试剂和材料
            3.2.1.4 仪器设备
        3.2.2 有机改性粘土性质表征
            3.2.2.1 元素组成分析
            3.2.2.2 粘土层间距测定
        3.2.3 吸附实验
            3.2.3.1 吸附质储备液配制
            3.2.3.2 批量吸附实验
            3.2.3.3 吸附质的色谱分析方法
            3.2.3.4 吸附质浓度的计算方法
    第三节 实验结果与讨论
        3.3.1 吸附剂表征
            3.3.1.1 元素分析
            3.3.1.2 层间距测定
        3.3.2 吸附等温线
        3.3.3 pH对吸附的影响
        3.3.4 竞争吸附
        3.3.5 吸附动力学
    第四节 本章小结
    参考文献
第四章 六氟苯在粘土矿物上的高吸附机制
    第一节 研究背景简介
    第二节 实验部分
        4.2.1 材料与设备
            4.2.1.1 材料
            4.2.1.2 其他试剂和材料
            4.2.1.3 仪器设备
        4.2.2 吸附实验
            4.2.2.1 吸附质储备液配制
            4.2.2.2 批量吸附实验
            4.2.2.3 吸附质的色谱分析方法
            4.2.2.4 吸附质浓度的计算方法
        4.2.3 红外光谱
            4.2.3.1 傅里叶变换红外光谱(FTIR spectra)
            4.2.3.2 全反射红外光谱(ATR-FTIR)测量
        4.2.4 计算机分子模拟分析
    第三节 实验结果与讨论
        4.3.1 吸附等温线
        4.3.2 红外光谱
        4.3.3 计算机分子模拟
    第四节 本章小结
    参考文献
第五章 研究总结、创新点及研究展望
    第一节 研究内容总结
    第二节 研究的创新点
    第三节 研究展望
个人简历、在学期间(待)发表的学术成果及科研经历
致谢



本文编号：3990600