土壤腐殖物質(zhì)在金屬離子的累積、遷移和轉(zhuǎn)化過(guò)程中起著重要作用,目前關(guān)于土壤胡敏酸（HA）與金屬離子相互作用關(guān)系的研究較多,而胡敏素（HU）的報(bào)道則很少。以黑鈣土為供試土壤,在對(duì)HU進(jìn)行結(jié)構(gòu)表征的基礎(chǔ)上,應(yīng)用批量平衡法研究了兩者對(duì)Cu²⁺的吸附熱力學(xué)特性,并與HA進(jìn)行了比較。結(jié)果表明:與HA相比,HU的腐殖化程度、脂族化程度和疏水化程度較高而氧化程度較低; HU和HA對(duì)Cu²⁺的吸附量隨Cu²⁺濃度和反應(yīng)溫度的增加而增加,但HU對(duì)Cu²⁺的吸附量低于HA;吸附等溫?cái)?shù)據(jù)能用Langmuir和Freundlich方程很好地?cái)M合,而以Freundlich方程的擬合程度更好,HU和HA對(duì)Cu²⁺的最大吸附量分別在250. 0～285. 7 mg/g和212. 8～238. 1 mg/g; Cu²⁺在HU和HA表面上的吸附是自發(fā)的、吸熱的和無(wú)序度增加的過(guò)程;對(duì)于Cu²⁺而言,HA和HU均具有能量不均一的吸附表面,同時(shí)HU的表面能量不均一性程度高于H... 

【文章來(lái)源】：吉林農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào). 2019,41(05)北大核心CSCD

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土壤HA和HU的13CCPMASNMＲ波譜

2+具有更大的吸附能力。通過(guò)Freundli-ch方程擬合得到的n值均＞1，說(shuō)明2種腐殖物質(zhì)組分對(duì)Cu2+的吸附是有利的和不均一的［31］，其中HA對(duì)Cu2+的吸附是更有利和更不均一的，這也解釋了HA對(duì)Cu2+具有更高吸附的原因。通常認(rèn)為，腐殖物質(zhì)對(duì)Cu2+的吸附與其結(jié)構(gòu)中的羧基和酚羥基含量密切相關(guān)，HA分子中更高的羧基和酚羥基含量(表2)使得其對(duì)Cu2+具有更強(qiáng)的吸附能力。另外，從表3中也可以看到，Langmuir和Freundlich等溫線參數(shù)均隨溫度的增加而增加，這與溫度升高促進(jìn)Cu2+吸附的結(jié)果是一致的。圖2土壤HA和HU對(duì)Cu2+的吸附等溫線Fig．2．AdsorptionisothermsofsoilHAandHUto-wardsCu2+ions表3土壤HA和HU吸附Cu2+的Langmuir和Freundlich等溫線參數(shù)Table3．LangmuirandFreundlichisothermparametersforadsorptionofCu2+bysoilHAandHU樣品θ/KLangmuir參數(shù)qmk1Ｒ2Freundlich參數(shù)nk2Ｒ2298250.00.0400.9571.58115.610.998HA318263.20.0410.9571.59416.770.998338285.70.0430.9221.60219.100.998298212.80.0280.9251.54810.180.996HU318227.30.0300.9131.57911.760.997338238.10.0320.9151.58513.050.997注:qm為最大吸附量(mg/g)，k1為L(zhǎng)angmuir常數(shù)(L/mg)，n為Freundlich常數(shù)(無(wú)量綱)，k2為Freundlich常數(shù)，Ｒ2為可決系數(shù)2.3吸附熱力學(xué)參數(shù)根據(jù)lnKd－1/T線性圖(圖3)，可以得到HA和HU對(duì)Cu2+吸附的熱力學(xué)參數(shù)(表4)。由表4可知，在初始Cu2+濃度(10～80mg/L)范圍內(nèi)，HA的ΔGo、ΔHo和ΔSo值分別為－26.6～－20.4kJ/mol、5.27～5.88kJ/mol和86.3～96.1J/(mol·K)，HU的ΔGo、ΔHo和ΔSo值分別為－25.4～－19.5kJ

吉林農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)2019年10月JournalofJilinAgriculturalUniversity2019，October圖3土壤HA和HU吸附Cu2+的lnkd－1/T線性關(guān)系Fig．3．lnkd－1/TlineargraphsforadsorptionofCu2+bysoilHAandHU表4土壤HA和HU吸附Cu2+的熱力學(xué)參數(shù)Table4．ThermodynamicparametersofadsorptionofCu2+bysoilHAandHU樣品ΔCo/(mg·L－1)ΔHo/(kJ·mol－1)ΔSo/(J·mol－1·K－1)ΔGo/(kJ·mol－1)298K318K338K105.8896.1－22.8－24.7－26.6204.3689.2－22.2－24.0－25.8HA404.0684.9－21.2－22.9－24.6605.5787.9－20.6－22.4－24.2805.2786.3－20.4－22.2－23.9107.2796.8－21.6－23.5－25.4203.0780.7－21.0－22.6－24.2HU404.8883.5－20.0－21.7－23.3605.3483.9－19.7－21.3－23.0804.6681.0－19.5－21.1－22.72.4吸附等比容熱(ΔHx)從HA和HU對(duì)Cu2+吸附的lnCe－1/T的關(guān)系圖(圖4)中可以看到，lnCe和1/T具有良好的線性相關(guān)，Ｒ2值均＞0.959。根據(jù)lnCe－1/T線性圖可以得到相應(yīng)的ΔHx值(表5)，其中HA的ΔHx值為288.6～315.2kJ/mol，HU的ΔHx值為332.8～412.8kJ/mol。一般認(rèn)為，物理吸附的ΔHx值＜80kJ/mol，而化學(xué)吸附的ΔHx值在80～400kJ/mol［34］。因此本研究結(jié)果可知，HA和HU對(duì)Cu2+的吸附是以化學(xué)吸附(包括離子交換反應(yīng))為主。另一方面，從ΔHx值與Cu2+表面吸附的關(guān)系(圖5)來(lái)看，ΔHx值隨著Cu2+表面吸附量(即qe)的增加而增加，指出HA和HU都具有能量不均一的表面。通常認(rèn)為，ΔHx值隨Cu2+表面吸附量而增加，主要是由于吸附質(zhì)－吸附質(zhì)以及吸附質(zhì)－吸附劑之間存在的復(fù)

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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本文編號(hào)：3230277