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柴油机烟灰碳纳米颗粒（SNPs）产生于燃料的不完全燃烧，它是雾霾的主要成分之一，也是自然界的重要碳汇，对环境和人类健康危害很大。SNPs通过降雨或直接排放进入水体，其迁移过程与最终归驱取决于颗粒的胶体稳定性。本论文使用时间分辨动态光散射法研究了SNPs在水环境中的凝聚动力学过程，通过测量SNPs的有效碰撞效率和zeta电位，量化了溶液化学性质、环境大分子和太阳光照老化等关键环境因素对SNPs颗粒凝聚过程的影响，揭示了水溶液中SNPs的凝聚与稳定机制，明确了水环境中碳纳米颗粒间的相互作用及其影响因素。主要得出如下结论：
（1）新鲜和紫外线老化后的SNPs颗粒表面均带负电，且单个颗粒的粒径为40-50nm。它们都遵循经典Derja-guin-Landau-Verwey-Overbeek（DLVO）理论，表现出反应受限和扩散受限的凝聚行为。电解质通过电荷屏蔽作用来加快它们的凝聚，其中二价电解质的效果更强。新鲜和老化SNPs的稳定性在酸性条件下均大幅降低。
（2）腐殖酸（HA）、富里酸（FA）、海藻酸钠（ALG）和牛血清蛋白（BSA）等环境大分子的存在会由于吸附导致的空间斥力而抑制SNPs的凝聚作用，其影响程度排序为BSA>HA>ALG>FA。然而，在高浓度ALG和高浓度CaCl2的水溶液中，由于凝胶的形成反而促进了SNPs的凝聚。无论是抑制或促进作用，老化SNPs都比新鲜SNPs更容易受到大分子的影响。
（3）紫外线照射后，SNPs表面去羧基化，苯环裂解成链状烃类。SNPs结构的变化使得老化SNPs的Hamaker常数和范德华力吸引力增加，而电子排斥力降低，导致老化SNPs的凝聚速率比新鲜SNPs快3-4倍。
（4）可见光照射后SNPs凝聚未发生显著的变化，这表明太阳光中对SNPs稳定性起主要作用的是紫外线。经过紫外线照射后，SNPs更容易在水系统中凝聚并沉降下来，表明其可能是河床底泥中碳汇的重要组成部分，可采用适当的手段大量去除。
本文证明溶液化学条件和光化学老化作用对天然水系统中SNPs的迁移和归驱起着重要作用，为解决雾霾对水体和人体的不利影响提供了新的思路。
（1）新鲜和紫外线老化后的SNPs颗粒表面均带负电，且单个颗粒的粒径为40-50nm。它们都遵循经典Derja-guin-Landau-Verwey-Overbeek（DLVO）理论，表现出反应受限和扩散受限的凝聚行为。电解质通过电荷屏蔽作用来加快它们的凝聚，其中二价电解质的效果更强。新鲜和老化SNPs的稳定性在酸性条件下均大幅降低。
（2）腐殖酸（HA）、富里酸（FA）、海藻酸钠（ALG）和牛血清蛋白（BSA）等环境大分子的存在会由于吸附导致的空间斥力而抑制SNPs的凝聚作用，其影响程度排序为BSA>HA>ALG>FA。然而，在高浓度ALG和高浓度CaCl2的水溶液中，由于凝胶的形成反而促进了SNPs的凝聚。无论是抑制或促进作用，老化SNPs都比新鲜SNPs更容易受到大分子的影响。
（3）紫外线照射后，SNPs表面去羧基化，苯环裂解成链状烃类。SNPs结构的变化使得老化SNPs的Hamaker常数和范德华力吸引力增加，而电子排斥力降低，导致老化SNPs的凝聚速率比新鲜SNPs快3-4倍。
（4）可见光照射后SNPs凝聚未发生显著的变化，这表明太阳光中对SNPs稳定性起主要作用的是紫外线。经过紫外线照射后，SNPs更容易在水系统中凝聚并沉降下来，表明其可能是河床底泥中碳汇的重要组成部分，可采用适当的手段大量去除。
本文证明溶液化学条件和光化学老化作用对天然水系统中SNPs的迁移和归驱起着重要作用，为解决雾霾对水体和人体的不利影响提供了新的思路。