电荷辅助氢键对腐殖酸分子量和溶解性的影响

采用体积排阻色谱和总有机碳分析法,分别测定腐殖酸体系中加入盐酸、甲酸、乙酸和丙酸后其分子量和溶解性发生的变化;通过分析抗坏血酸、苯甲酸、苯酚和邻苯二酚4种模型化合物在甲酸影响下的紫外光谱,以验证电荷辅助氢键的存在。结果表明:小分子有机酸能够明显降低腐殖酸的分子量;此外,当腐殖酸体系pH接近小分子有机酸的pKa时(DpKa<0.5),腐殖酸溶解性明显增大。小分子有机酸可能与腐殖酸之间形成电荷辅助氢键,从而打破弱作用力维持的腐殖酸超分子的稳态结构,导致腐殖酸分子量的降低和溶解性的增加;且弱酸与有机物之间的pKa相差越小,形成的电荷辅助氢键能量越高,腐殖酸分子结构受到的扰动程度越大。一维紫外光谱和同步二维相关紫外光谱分析进一步表明,小分子有机酸可能与pKa接近的化合物之间形成电荷辅助氢键,整体跃迁所需能量提高,造成低波长吸收增大而高波长吸收减小的结果。