正电荷胶体（赤铁矿）凝聚动力学机制的激光散射研究

赤铁矿胶体是可变电荷土壤的重要组成部分,其相互作用深刻影响可变电荷土壤团聚体的形成、稳定与分散,从而深刻影响土壤结构状态与物质迁移过程的发生.通常的土壤pH(pH8)条件下,赤铁矿带净正电荷,其凝聚由溶液中的阴离子引发.目前,阴离子引发土壤胶体凝聚的相关研究鲜见报道.本研究以赤铁矿为试验材料,在pH=4的酸性条件下研究了NaCl溶液中Cl-引发赤铁矿凝聚的动力学特征.研究发现:1)NaCl溶液中,赤铁矿胶体的临界聚沉浓度为99.2mmol/L.2)NaCl溶液中,赤铁矿胶体的凝聚活化能与NaCl浓度间满足如下指数关系:ΔE=RTln{[0.35f0/(0.44f0-8.66)]}.3)当NaCl浓度小于99.2mmol/L时,赤铁矿胶体发生慢速的反应控制凝聚,即表现出RLCA凝聚机制;当NaCl浓度高于99.2mmol/L时,赤铁矿胶体发生快速的扩散控制凝聚,即表现出DLCA凝聚机制.本研究发现的带正电荷赤铁矿胶体的凝聚动力学规律对于进一步探索可变电荷土壤团聚体的形成与分散机制具有一定参考价值.     

单一电解质体系下恒电荷土壤胶体扩散双电层中滑动层厚度的计算

土壤胶体颗粒表面滑动层厚度是一个重要的物理参数。利用Gouy-Chapman理论推导得到单一电解质体系中滑动层厚度计算公式,测得三种紫色土胶体颗粒表面电位值和ζ电位值,通过计算得到滑动层厚度值。结果表明:(1)在2∶1型电解质体系中三种紫色土胶体表面电位和zeta电位绝对值均远低于1∶1型电解质体系,两种单一电解质体系下三种紫色土表面电位值随电解质浓度变化差异要远大于zeta电位值;(2)两种单一电解质体系下三种紫色土胶体滑动层均离双电层中Stern层较远,而与Gouy层靠近,并且在2∶1电解质体系中的滑动层厚度要远低于1∶1电解质体系;(3)三种紫色土胶体颗粒随着电解质浓度升高,其滑动厚度均变薄。不同表面电位土壤胶体颗粒,在电解质浓度较低时,它们的滑动层厚度差异显著;当电解质浓度较高时,它们的滑动层厚度之间差异不明显。