土壤中存在大量的無機、有機以及有機-無機復合膠體,土壤膠體的凝聚與分散直接影響著團聚體的形成與穩(wěn)定,進而影響水熱溶質運移、土壤流失和農田的面源污染發(fā)生等過程。目前關于土壤中有機負電荷（胡敏酸）膠體和無機負電荷（蒙脫石）膠體的凝聚機制已有大量研究,并取得了系列重要研究進展。近期研究表明,離子特異性效應或Hofmeister效應在有機/無機負電荷膠體凝聚中扮演重要角色。然而,帶正電荷的鐵氧化物膠體,以及正電荷膠體與有機/無機負電荷混合膠體的相關凝聚機制研究相對薄弱。本研究利用光散射技術,正電荷膠體選用赤鐵礦和針鐵礦膠體,有機和無機負電荷膠體材料選用胡敏酸和蒙脫石。本文首先測定赤鐵礦和針鐵礦膠體凝聚動力學過程,揭示凝聚過程中離子與鐵氧化物膠體相互作用機制,以及離子特異性效應的本質原因。在此基礎上,本文進一步考察了帶負電荷的胡敏酸和蒙脫石分別與帶正電荷的針鐵礦膠體間的相反電荷顆粒（異質）凝聚,探討了離子引發(fā)針鐵礦-胡敏酸和針鐵礦-蒙脫石膠體異質凝聚動力學過程,為進一步揭示異質凝聚的凝聚機制和離子特異性效應奠定理論和方法基礎。研究得到以下結果:（1）通過H⁺對可變電荷膠體凝... 

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【學位級別】：博士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第1章 文獻綜述
    1.1 土壤膠體(納米材料)的特殊性質
    1.2 土壤膠體的分類
    1.3 鐵氧化物膠體顆粒
    1.4 土壤膠體顆粒的提取
    1.5 顯微鏡技術
    1.6 光散射技術
    1.7 Ζ電位
    1.8 膠體凝聚相關理論
        1.8.1 DLVO理論
        1.8.2 雙電層理論
        1.8.3 臨界聚沉濃度
    1.9 離子特異性效應
    1.10 離子特異性效應的來源
    1.11 小結
第2章 緒論
    2.1 選題依據(jù)
    2.2 研究目標
    2.3 研究內容
    2.4 技術路線
第3章 氫離子引發(fā)正電荷膠體凝聚動力學研究
    3.1 引言
    3.2 描述可變電荷膠體凝聚動力學的理論
    3.3 材料與方法
        3.3.1 樣品的制備
        3.3.2 XRD的測定
        3.3.3 TEM的測定
        3.3.4 AFM的測定
        3.3.5 動態(tài)光散射的測定
        3.3.6 ζ電位的測定
        3.3.7 數(shù)據(jù)處理
    3.4 結果與討論
        3.4.1 赤鐵礦和針鐵礦性質描述
        3.4.2 理論預測赤鐵礦和針鐵礦凝聚動力學
        3.4.3 赤鐵礦凝聚動力學的實驗驗證
        3.4.4 針鐵礦凝聚動力學的實驗驗證
    3.5 結論
第4章 金屬離子引發(fā)正電荷膠體凝聚的離子特異性效應
    4.1 引言
    4.2 材料與方法
        4.2.1 樣品的制備
        4.2.2 動態(tài)光散射測定
        4.2.3 ζ電位測定
        4.2.4 pH的測定
        4.2.5 數(shù)據(jù)處理
    4.3 結果與討論
        4.3.1 一價金屬離子引發(fā)赤鐵礦膠體凝聚的離子特異性效應
        4.3.2 二價金屬離子引發(fā)赤鐵礦膠體凝聚的離子特異性效應
        4.3.3 一價金屬離子引發(fā)針鐵礦膠體凝聚的離子特異性效應
        4.3.4 二價金屬離子引發(fā)針鐵礦膠體凝聚的離子特異性效應
    4.4 小結
第5章 陰離子引發(fā)正電荷膠體凝聚的離子特異性效應
    5.1 引言
    5.2 材料和方法
        5.2.1 樣品的制備
        5.2.2 動態(tài)光散射測定
        5.2.3 ζ電位測定
        5.2.4 數(shù)據(jù)處理
    5.3 結果與討論
        5.3.1 陰離子引發(fā)赤鐵礦凝聚的離子特異性效應
        5.3.2 陰離子引發(fā)針鐵礦凝聚的離子特異性效應
    5.4 小結
第6章 陽離子引發(fā)正電荷-有機負電荷膠體凝聚的離子特異性效應
    6.1 引言
    6.2 材料與方法
        6.2.1 樣品的制備
        6.2.2 動態(tài)光散射測定,
        6.2.3 ζ電位測定
        6.2.4 數(shù)據(jù)處理
    6.3 結果與討論
        6.3.1 不同胡敏酸添加量下針鐵礦膠體水動力學直徑的變化
        6.3.2 一價離子引發(fā)針鐵礦-胡敏酸混合膠體凝聚的離子特異性效應
        6.3.3 二價離子引發(fā)針鐵礦-胡敏酸混合膠體凝聚的離子特異性效應
    6.4 小結
第7章 陽離子引發(fā)正電荷-無機負電荷混合膠體凝聚的離子特異性效應
    7.1 引言
    7.2 材料與方法
        7.2.1 樣品的制備
        7.2.2 動態(tài)光散射測定
        7.2.3 ζ電位測定
        7.2.4 AFM測定
        7.2.5 數(shù)據(jù)處理
    7.3 結果與討論
        7.3.1 不同蒙脫石添加量下針鐵礦膠體水動力學直徑的變化
        7.3.2 陽離子引發(fā)針鐵礦-蒙脫石混合膠體凝聚的離子特異性效應
        7.3.3 針鐵礦-蒙脫石異質凝聚體的AFM測定
    7.4 小結
第8章 結論與展望
    8.1 全文結論
    8.2 創(chuàng)新點
    8.3 展望
參考文獻
致謝
發(fā)表論文和參與課題


【參考文獻】：
期刊論文
[1]蒙脫石納米顆粒聚集中的離子特異性效應[J]. 劉漢燚,劉新敏,田銳,李航,李睿.  土壤學報. 2018(03)
[2]基礎土壤學研究的方法論思考:基于土壤化學的視角[J]. 李航,楊剛.  土壤學報. 2017(04)
[3]正電荷膠體(赤鐵礦)凝聚動力學機制的激光散射研究[J]. 朱龍輝,李航,田銳,熊海靈.  西南大學學報(自然科學版). 2016(07)
[4]利用基于Gouy-Chapman模型的離子有效電荷定量表征離子特異性效應[J]. 高曉丹,李航,田銳,劉新敏,朱華玲.  物理化學學報. 2014(12)
[5]不同pH條件下黃壤膠體凝聚的動態(tài)光散射研究[J]. 李兵,李航,朱華玲,田銳,高曉丹.  土壤學報. 2013(01)
[6]特定pH條件下Ca2+/Cu2+引發(fā)胡敏酸膠體凝聚的比較研究[J]. 高曉丹,李航,朱華玲,田銳.  土壤學報. 2012(04)
[7]土壤有機/無機膠體凝聚的光散射研究[J]. 朱華玲,李航,賈明云,田銳.  土壤學報. 2012(03)
[8]光散射技術在土壤膠體顆粒相互作用研究中的應用[J]. 賈明云,朱華鈴,李航.  土壤學報. 2010(02)
[9]不同電解質體系中土壤膠體凝聚動力學的動態(tài)光散射研究[J]. 朱華玲,李兵,熊海靈,李航,賈明云.  物理化學學報. 2009(06)
[10]中國土壤化學的研究與展望[J]. 徐建明,蔣新,劉凡,竇森,周立祥,徐仁扣,徐明崗,黃巧云,李航,何艷.  土壤學報. 2008(05)

博士論文
[1]礦物/腐殖質凝聚的離子特異性效應[D]. 高曉丹.西南大學 2014



本文編號：3187265