黄壤颗粒表面离子吸附动力学中的离子特异性效应

基于考虑离子非经典极化作用的离子吸附动力学模型,以可变电荷黄壤颗粒为代表材料,研究了锂离子(Li+)、钠离子(Na+)和铯离子(Cs+)在黄壤颗粒表面的吸附动力学特征,进一步计算了离子在土壤/水界面的扩散距离与表面电化学参数。结果表明:(1)Li+、Na+和Cs+在黄壤颗粒表面吸附仅存在一级动力学过程并存在明显的离子特异性差异,这种差异随着电解质浓度降低而增大;(2)离子非经典极化与体积效应的共同作用决定了离子在固/液界面的扩散距离,在较高浓度电解质中,Na+和Li+的离子体积和极化效应基本平衡,导致Na+和Li+离子间差异不显著,但Cs+由于强烈的非经典极化作用,扩散距离表现为:Cs+Na+≈Li+;在低浓度电解质中,离子非经典极化作用占主导,扩散距离表现为:Cs+ Na+ Li+,表明离子扩散距离在低浓度下差异大,而高浓度下差异不显著;(3)离子扩散距离的差异导致固/液界面电位的不同,Stern电位、电荷密度和电场强度均受到离子扩散距离的影响,表面电位(绝对值)在各个浓度下均表现为:Li+ Na+ Cs+,说明表面电位仅受非经典极化作用的影响。本研究将对土壤/水界面反应理论的完善提供新思路。     

动态光散射技术测定土壤/粘土胶体的Hamaker常数

根据DLVO理论,带电胶体颗粒相互作用是范德华引力和静电斥力共同作用的结果.Hamaker常数是表征范德华引力的一个关键参数,因此获得胶体的Hamaker常数是定量表征颗粒相互作用力的一个重要基础.本研究提出了基于动态光散射技术测定土壤胶体Hamaker常数的新方法.并以蒙脱石、紫色土和黄壤胶体为实验材料,成功实现了其Hamaker常数的测定.测定结果表明:蒙脱石胶体的Hamaker常数A_(eff)=6.5×10~(-20)J,紫色土胶体的Hamaker常数A_(eff)=7.5×10~(-20) J,黄壤胶体的Hamaker常数A_(eff)=5.3×10~(-19) J.虽然理论上用动态光散射技术测定胶体的Hamaker常数应该具有一定优势.但是,由于目前没有测定Hamaker常数的标准方法,本法的精读验证难以实现.所以,采用动态光散射技术测定物质Hamaker常数,其可靠性还需要更多的研究进行确认.     

加强施工企业工程物资采购管理及措施

施工企业的主要成本来自于材料物资采购,正确利用采购环境,规避各类风险,规范采购行为,加大集中采购的力度,有效的节约采购成本,实现企业的利润最大化。     

土壤有机/无机胶体凝聚的光散射研究

有机/无机复合体是土壤中最重要的物质形态。本文在不同浓度的CaCl2作用下,对黄壤、胡敏酸、黄壤/胡敏酸混合胶体的凝聚动力学和凝聚体结构特征进行了研究,结果表明:黄壤、胡敏酸、黄壤/胡敏酸混合胶体的凝聚与否均强烈地依赖于体系电解质CaCl2浓度,其临界絮凝浓度(Critical flocculation con-centration,CFC)分别为1.38 mmol L-1、45 mmol L-1、15 mmol L-1。当CaCl2浓度高于CFC时,3种胶体的凝聚均表现为快速的扩散控制团簇凝聚(Diffusion limited cluster-cluster aggregation,DLCA)机制,形成分形维数分别为1.45、1.76、1.46的疏松凝聚体;当CaCl2浓度低于CFC时,3种胶体的凝聚过程对电解质浓度非常敏感,表现为慢速的反应控制团簇凝聚(Reaction limited cluster-cluster aggregation,RLCA)机制,形成分形维数高至1.58、1.86、1.56的相对紧实的凝聚体。凝聚速率越快,形成的凝聚体越疏松。在悬液中黄壤胶体自凝聚形成的结构很疏松,但是非常不稳定,而胡敏酸自凝聚体的结构非常稳定。胡敏酸的参与没有改变黄壤胶体凝聚体的结构性质,但显著促进所形成的凝聚体结构的稳定。     

特定pH条件下Ca2+/Cu2+引发胡敏酸胶体凝聚的比较研究

土壤腐殖质颗粒与金属离子间的相互作用深刻地影响着土壤中的微观过程和宏观现象的发生。而胡敏酸是土壤腐殖质的主要组成物质,本文利用光散射技术研究了不同浓度的Ca(NO3)2和Cu(NO3)2溶液中胡敏酸胶体颗粒的凝聚过程和形成凝聚体的结构,并在此基础上进行比较分析。结果表明:由于Ca2+和Cu2+在带电胶体表面的吸附方式不同而对胡敏酸胶体的凝聚的影响表现出很大差异。(1)散射光强的稳定与否可以反映体系的稳定性,Ca(NO3)2体系中散射光强可以在较宽的电解质浓度范围从0 mmol L-1至20 mmol L-1内保持稳定,而Cu(NO3)2体系中光强稳定的电解质浓度范围较窄,只有0 mmol L-1至3 mmol L-1。(2)随电解质浓度的提高,两种电解质体系中凝聚体的有效粒径随时间先呈线性增长再呈幂函数增长,但胡敏酸胶体凝聚过程对Cu(NO3)2体系浓度变化的敏感性远大于Ca(NO3)2体系,并且1 mmol L-1Cu2+吸附下胡敏酸胶体的凝聚速率为69.55 nm min-1,近乎是7.5 mmol L-1Ca2+吸附下凝聚速率23.94 nm min-1的3倍,可见Cu2+作用下颗粒的平均凝聚速率远远高于Ca2+作用的情况。(3)Ca(NO3)2体系中,电解质浓度越高形成凝聚体的结构越开放,但放置50 d后分形维数变小,结构变得更加疏松,说明该凝聚过程具有可逆性;而Cu2+作用下形成的凝聚体初期结构开放度较高,在放置50 d后分形维数变大,结构更加致密紧实,说明该凝聚过程具有不可逆性。这些信息为研究腐殖质超分子聚合物的形成机制提供了新思路。     

陕北产连翘花挥发油的提取与GC-MS分析

对陕北延安产连翘花的化学成分进行研究,采用水蒸气蒸馏的方法提取挥发油,以气相色谱-质谱联用(GC-MS)技术结合计算机的检索进行化学成分分离和鉴定,用色谱峰面积归一法计算各组分的相对百分含量,结果从陕北产连翘花中鉴定出52种化合物,占连翘花挥发油总量的70.29％,主要化学成分有烯类、烷类、醇类、醛酮、酸酯多种化合物等,研究结果为进一步开发和利用陕北产连翘花奠定了基础.     

高粱壳非水溶性膳食纤维的提取及其特性研究

[目的]确定高粱壳非水溶性膳食纤维的提取条件及理化特性。[方法]以高粱壳为材料,用碱法提取高粱壳非水溶性膳食纤维,以料液比、碱液浓度、提取温度及提取时间为因素进行正交试验,确定最佳提取条件;并考察了提取的高粱壳非水溶性膳食纤维的膨胀性和持水性。[结果]高粱壳非水溶性膳食纤维的最佳提取条件为：料液比1∶30,提取温度70℃,NaOH质量分数为4%,水解时间90min。对提取物的持水性和膨胀性研究表明,产品持水性、膨胀性随温度增加而增加,随着氯化钠、蔗糖和山梨酸钾浓度的增加而降低。[结论]确定了高粱壳非水溶性膳食纤维的最佳提取工艺。     

离子界面行为在土壤有机无机复合体形成中的作用

土壤有机物质与土壤矿物质表面之间的相互作用普遍存在,有关土壤有机无机复合体形成理论的研究倍受关注,土壤有机质与矿物质结合的紧密程度直接关系到土壤碳库的稳定性,在环境科学与农业资源利用领域有重要意义。但关于土壤有机无机复合体形成机制还不完善,土壤宏观、介观及微观各尺度间的作用机制未能衔接。本文综述了土壤有机无机复合胶体的形成(形成学说、作用机制与影响因子)及此过程中离子的界面行为;系统地梳理了离子在土壤有机无机复合体形成中的作用机制;回顾了土壤有机无机组分相互作用的研究方法;最后强调了离子特异性效应在土壤有机无机复合体形成中的作用,特别是化合价相同的不同离子对土壤系统的性质与过程具有不同的影响。即离子电子层数和外层电子排布的微小差异在土壤表面附近的强电场中被放大,通过极化作用提高离子的有效电荷,增强离子所受的库仑作用力。离子的有效电荷数可以定量表征该土壤胶体复合过程中界面上离子作用的强弱程度。结论不断完善土壤有机无机复合体形成理论,为土壤培肥和污染土壤修复提供理论依据,对促进土壤有机无机复合体环境化学和微粒污染物迁移动力学的研究具有重要的科学意义与实践意义。     

蒙脱石纳米颗粒聚集中的离子特异性效应

原子力显微镜(AFM)是一种研究颗粒聚集与黏附力比较直观的显微工具。运用原子力显微镜观察测定了几种碱金属氯化盐溶液处理的蒙脱石颗粒在风干条件下的形貌图和黏附力。结果发现,蒙脱石颗粒聚集存在明显的离子特异性效应。在50 mmol L~(-1)的高浓度条件下,CsCl体系中蒙脱石颗粒聚集的高度、直径以及针尖与颗粒的黏附力均存在离子特异性效应,其序列满足LiClNaClKClRbClCsCl。在10 mmol L~(-1)的低浓度条件下,除Cs~+处理蒙脱石高度为2~10 nm,其余高度均为1~2 nm的单粒,离子特异性效应不明显。影响颗粒聚集中的离子特异性效应的主要因素为离子体积和量子涨落效应,在低浓度下量子涨落和体积效应作用弱,因此聚集行为差异不明显;在高浓度下离子体积和量子涨落贡献大,导致了不同离子体系下颗粒聚集体以及与针尖的黏附力差异增大。