酸性条件下红壤表面Zn^2+-H^+反应动力学的能量特征 |
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作者姓名: | 王代长, 孙志成, 蒋新, 饶伟, 张亚楠, 张文豪 |
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作者单位: | [1]河南农业大学资源与环境学院,河南郑州450002; [2]土壤与农业可持续发展国家重点实验室(中国科学院南京土壤研究所),江苏南京210008 |
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基金项目: | 基金项目:土壤与农业可持续发展国家重点实验室的开放基金(0751010004);国家杰出青年科学基金(40325001);中科院知识创新领域前沿项目(ISSASIP0202);河南农业大学创新基金(30200165,2006-CX-017) |
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摘 要: | 用自行设计的动力学装置研究了酸性条件下Zn在红壤表面的反应动力学能量特征。结果表明,酸性条件下,Zn吸附分为快反应和慢反应。用一级动力学方程拟合的Zn最大吸附量:pH5.5处理Zn的最大吸附量在289 K时为1.79 mmol.kg^-1,在313 K时为2.62 mmol.kg^-1;pH3.3处理Zn的最大吸附量在289 K时为0.12 mmol.kg^-1,在313 K时为0.16 mmol.kg^-1。即吸附量随酸度增加显著下降,随温度升高明显增加。用扩散速率常数计算的活化能(ΔE*):pH5.5处理Zn的ΔE*为9.05 kJ.mol^-1,pH3.3处理Zn的ΔE*为12.02 kJ.mol^-1,随酸度的增加ΔE*增加,Zn扩散需克服的能障加大,Zn吸附量降低。ΔH值为正,温度升高可促进Zn的扩散;ΔS值均为负,说明吸附反应使体系有序度增加。原液pH为5.5时,流出液的pH急剧下降;pH4.3、pH3.8和pH3.3时流出液比流入液的pH高,是由于土壤的缓冲作用和土壤表面质子化;当溶液中H+超过一定数量后,反应初期的H+消耗是快反应过程,H+对矿物的溶蚀成为速率控制步骤。
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关 键 词: | 土壤酸化 表面反应动力学 能量特征 锌离子 |
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