離子交換吸附是土壤/粘土礦物中普遍發(fā)生的物理化學(xué)過(guò)程。它不僅對(duì)土壤/水環(huán)境中養(yǎng)分循環(huán)以及重金屬污染和農(nóng)田面源污染發(fā)生等有直接影響,而且與土壤侵蝕、土壤團(tuán)聚體的形成與穩(wěn)定,以及土壤水分入滲和土壤物質(zhì)遷移等宏觀現(xiàn)象的發(fā)生密切相關(guān)。長(zhǎng)期以來(lái),離子交換吸附受到研究者的普遍關(guān)注,一系列用于描述土壤這一復(fù)雜體系的離子交換吸附模型相繼提出。然而,土壤中的離子交換吸附是多種吸附力同時(shí)并存和多種反應(yīng)同時(shí)發(fā)生的復(fù)雜過(guò)程,而土壤離子交換吸附的已有模型多為經(jīng)驗(yàn)或半經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ?因此這些經(jīng)驗(yàn)或半經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ碗y以用于揭示離子界面反應(yīng)復(fù)雜的微觀機(jī)制。近年來(lái),土壤或粘土體系中離子吸附機(jī)制研究方面取得了一些重要進(jìn)展,包括:(1)離子吸附的傳質(zhì)過(guò)程與界面反應(yīng)過(guò)程的區(qū)分;(2)電場(chǎng)驅(qū)動(dòng)下的離子擴(kuò)散與靜電吸附的關(guān)系;(3)弱靜電力吸附和強(qiáng)作用力(靜電和非靜電)吸附過(guò)程的動(dòng)力學(xué)描述;以及(4)靜電場(chǎng)引發(fā)的非靜電力吸附的發(fā)生等等。特別是關(guān)于“靜電場(chǎng)引發(fā)的非靜電力吸附”效應(yīng),可能在土壤或粘土體系中的離子界面吸附方面普遍性地發(fā)生著重要的作用。眾所周知,土壤或粘土顆粒表面帶有大量電荷,這些電荷連同擴(kuò)散層中的吸附態(tài)反離子可在界面附近形成強(qiáng)度達(dá)1...

【文章頁(yè)數(shù)】：132 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：博士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 文獻(xiàn)綜述
    1.1 引言
    1.2 土壤膠體表面性質(zhì)
        1.2.1 土壤膠體比表面
        1.2.2 土壤膠體表面電荷
    1.3 帶電界面相關(guān)理論
        1.3.1 電化學(xué)平衡
        1.3.2 泊松?玻爾茲曼方程(PB方程)
        1.3.3 泊松?玻爾茲曼方程的應(yīng)用
        1.3.4 界面電容和斯特恩(Stern)及格雷厄姆(Grahame)模型
        1.3.5 非線性泊松-玻爾茲曼方程的解析解
    1.4 離子交換與吸附理論進(jìn)展
        1.4.1 離子交換平衡模型
        1.4.2 離子擴(kuò)散模型
        1.4.3 離子吸附平衡模型
        1.4.4 離子吸附動(dòng)力學(xué)模型
    1.5 基于靜電場(chǎng)理論的離子吸附模型
        1.5.1 考慮靜電場(chǎng)的離子交換平衡模型
        1.5.2 考慮靜電場(chǎng)的離子交換動(dòng)力學(xué)模型
    1.6 Hofmeister效應(yīng)對(duì)離子吸附的影響
    1.7 小結(jié)
第2章 緒論
    2.1 選題依據(jù)
    2.2 研究目標(biāo)
    2.3 研究?jī)?nèi)容
    2.4 技術(shù)路線
第3章 考慮離子極化效應(yīng)的離子吸附動(dòng)力學(xué)模型
    3.1 引言
    3.2 考慮極化效應(yīng)的離子吸附動(dòng)力學(xué)理論
        3.2.1 存在強(qiáng)極化效應(yīng)時(shí)陽(yáng)離子的吸附過(guò)程
        3.2.2 存在弱極化效應(yīng)時(shí)陽(yáng)離子的吸附過(guò)程
    3.3 材料與方法
        3.3.1 材料與樣品的制備
        3.3.2 離子吸附動(dòng)力學(xué)
    3.4 結(jié)果與討論
    3.5 小結(jié)
第4章 基于離子吸附動(dòng)力學(xué)模型對(duì)離子極化效應(yīng)的定量表征
    4.1 引言
    4.2 基于Gouy-Chapman理論估算離子Hofmeister能量的模型
    4.3 材料與方法
        4.3.1 材料與樣品的制備
        4.3.2 離子吸附動(dòng)力學(xué)
        4.3.3 實(shí)驗(yàn)條件
    4.4 結(jié)果與討論
        4.4.1 陽(yáng)離子吸附動(dòng)力學(xué)實(shí)驗(yàn)結(jié)果
        4.4.2 基于陽(yáng)離子吸附動(dòng)力學(xué)測(cè)定離子的平衡吸附量
        4.4.3 測(cè)定極化效應(yīng)影響下離子-表面間產(chǎn)生的Hofmeister相互作用能
        4.4.4 Hofmeister能量估算模型的驗(yàn)證
    4.5 小結(jié)
第5章 基于極化效應(yīng)的離子吸附平衡
    5.1 引言
    5.2 材料與方法
        5.2.1 材料與樣品制備
        5.2.2 離子吸附動(dòng)力學(xué)實(shí)驗(yàn)
    5.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果
    5.4 討論
        5.4.1 不存在極化效應(yīng)時(shí)亞穩(wěn)態(tài)的理論分析
        5.4.2 存在極化效應(yīng)時(shí)亞穩(wěn)態(tài)的理論分析
        5.4.3 交換實(shí)驗(yàn)中陽(yáng)離子的擴(kuò)散系數(shù)及擴(kuò)散層深度
    5.5 小結(jié)
第6章 極化作用對(duì)離子吸附亞穩(wěn)平衡的影響
    6.1 引言
    6.2 帶電異質(zhì)系統(tǒng)中的離子交換亞穩(wěn)平衡理論
    6.3 材料與方法
        6.3.1 樣品制備
        6.3.2 離子吸附動(dòng)力學(xué)
    6.4 結(jié)果與討論
        6.4.1 陽(yáng)離子吸附動(dòng)力學(xué)實(shí)驗(yàn)結(jié)果
        6.4.2 亞穩(wěn)平衡理論的驗(yàn)證
    6.5 小結(jié)
第7章 結(jié)論與展望
    7.1 全文結(jié)論
    7.2 創(chuàng)新點(diǎn)
    7.3 展望
參考文獻(xiàn)
致謝
在學(xué)期間參與的學(xué)術(shù)活動(dòng)



本文編號(hào)：3789023