腐殖酸在高岭石上的吸附及其对Cu(Ⅱ)在高岭石上吸附的影响

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天然有机质(natural organic material,简称NOM)如胡敏酸、富里酸等,是土壤、水体和沉积物中的重要组成部分,它与无机矿物间的吸附作用,控制着重金属、亲水性有机物(hydrophobic organic materia,简称HOM)的迁移和生物毒性,影响全球碳循环。结合在矿物上的天然有机质能改变矿物的理化性质,使原本亲水的矿物表面具有不同程度的疏水性,促进或抑制矿物对环境中的某些有机及无机污染物的吸附,从而影响它们在环境中的迁移和归属,同时也给环境监测及环境质量评价带来了许多潜在困难。本论文具体集中在以下问题的研究。 用红外分析(FTIR)和热失重分析法对乌栅土中提取出的FA、HA的元素组成及结构特征进行分析,结果表明,FA和HA的主要失重峰出现在300℃和359℃左右,它们的结构差异明显,FA以含有大量的羧基为主要特征,HA的脂肪族类物质多于FA。 通过胡敏酸在高岭石上的吸附行为的研究,并运用X射线衍射、红外光谱和热重等分析方法,对复合前后的高岭石进行分析,结果表明,胡敏酸在高岭石上的吸附符合Langmuir和Fruendlich吸附模式。胡敏酸浓度较低时,吸附模式符合Langmuir,Kf为0.857,浓度较高时,适合Fruendlich吸附模式。高岭石胡敏酸复合体的红外光谱出现了明显的C-H振动吸收峰;吸附行为主要表现为化学吸附,发生在铝的表面羟基吸附位上。 通用缓冲液(pH2)平衡后的XAD-8树脂能吸附H+型富里酸。利用pH4.8、pH7.0、pH11.0的该通用缓冲液,可将富里酸中亲水性物质按解离程度分离为3种组分,再用水、乙醇将富里酸中的疏水性物质划分为的强、弱两个组分,由此得到5个组分F4.8、F7.0、F11.0、Fwat及Feth。分析各组分的元素组成、红外光谱和核磁共振(1H-NMR,13C-NMR)光谱的特征,结果表明在pH缓冲液溶出的组分中含氧量、含羧基量高于水、乙醇溶出的组分,而脂肪性成分含量低于水和乙醇溶出的组分,并且脂肪族侧链较短。通过CPMAS-13C-NMR光谱分析表明,各组分中羧基碳含量大小顺序为:F4.8>F7.0>F11.0>Fwat>Feth,烷基碳含量大小顺序为:F4.8<F7.0<F11.0<Fwat<Feth。 不同组分的富里酸在高岭石上的吸附曲线符合Langmuir和Fruendlich模型。疏水性较弱的F4.8、F7.0及F11.0组分的吸附符合Langmir模式,疏水性较强的Feth组分符合Fuendlich吸附模式。各组分吸附量大小顺序为:Feth>F11.0>F7.0>F4.8。红外光谱表征,羧基和脂肪基团出现在FA-高岭石复合体中。通过电镜扫描发现,吸附在高岭石
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