土壤有機(jī)活性組分對(duì)Cu 2+ 、磷酸鹽形態(tài)轉(zhuǎn)化的影響機(jī)制
發(fā)布時(shí)間:2021-04-21 11:30
有機(jī)活性組分廣泛分布于土壤中,含有豐富的活性官能團(tuán),可與土壤其它組分和陰陽(yáng)離子相互作用,從而直接或間接影響土壤中各種離子的化學(xué)形態(tài),是控制土壤污染、調(diào)節(jié)養(yǎng)分循環(huán)的重要因子,F(xiàn)有報(bào)道中,腐殖酸(HS)常作為一個(gè)整體來(lái)研究其對(duì)離子吸附行為的影響,但由于其結(jié)構(gòu)復(fù)雜、官能團(tuán)性質(zhì)各異,忽視了某些特定結(jié)構(gòu)和官能團(tuán)的重要貢獻(xiàn),對(duì)不同官能團(tuán)與離子的內(nèi)在作用機(jī)制(如配位結(jié)構(gòu)、穩(wěn)定常數(shù)等)仍缺乏清楚認(rèn)識(shí),不能深入地揭示HS調(diào)控土壤污染、調(diào)節(jié)土壤養(yǎng)分循環(huán)等的關(guān)鍵機(jī)制。因此,本論文通過(guò)批量吸附實(shí)驗(yàn),結(jié)合化學(xué)形態(tài)模型(NICA模型、CD-MUSIC模型)、X射線吸收精細(xì)結(jié)構(gòu)(XAFS)光譜、衰減全反射傅里葉變換紅外光譜(ATR-FTIR)和等溫滴定量熱(ITC)技術(shù)等現(xiàn)代分析技術(shù),研究了土壤有機(jī)活性組分—胡敏酸(HA)、低分子有機(jī)物(LMWOM)對(duì)陽(yáng)離子(Cu2+)和陰離子(磷酸鹽)吸附形態(tài)的影響,明確了有機(jī)活性組分對(duì)陰陽(yáng)離子影響的差異,從分子水平上探討了土壤有機(jī)活性組分的結(jié)構(gòu)與官能團(tuán)對(duì)陰陽(yáng)離子形態(tài)轉(zhuǎn)化的內(nèi)在作用機(jī)制。主要結(jié)論如下:(1)不同來(lái)源HA(JLHA和PAHA)的官能團(tuán)組成特性決...
【文章來(lái)源】:中國(guó)科學(xué)院大學(xué)(中國(guó)科學(xué)院教育部水土保持與生態(tài)環(huán)境研究中心)陜西省
【文章頁(yè)數(shù)】:152 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:博士
【文章目錄】:
摘要
abstract
第1章 緒論
1.1 土壤活性組分
1.1.1 腐殖酸
1.1.2 低分子量有機(jī)物
1.1.3 鐵(氫)氧化物
1.2 土壤有機(jī)活性組分的表面特性及其作用機(jī)制
1.2.1 有機(jī)活性組分在鐵(氫)氧化物表面的吸附
1.2.2 有機(jī)活性組分對(duì)重金屬離子的吸附
1.2.3 有機(jī)活性組分對(duì)無(wú)機(jī)陰離子吸附的影響
1.3 界面反應(yīng)的微觀分析技術(shù)
1.3.1 化學(xué)形態(tài)模型
1.3.2 X射線吸收精細(xì)結(jié)構(gòu)光譜
1.3.3 衰減全反射-傅里葉變換紅外光譜
1.3.4 等溫滴定量熱技術(shù)
1.3.5 表面增強(qiáng)拉曼光譜技術(shù)
1.4 有待深入研究的科學(xué)問(wèn)題
1.5 研究的主要內(nèi)容、目的及意義
1.5.1 研究?jī)?nèi)容
1.5.2 研究的目的及意義
1.5.3 技術(shù)路線
2+在胡敏酸上吸附的NICA模型模擬及預(yù)測(cè)">第2章 Cu2+在胡敏酸上吸附的NICA模型模擬及預(yù)測(cè)
2.1 引言
2.2 理論背景
2.2.1 NICA模型
2.2.2 條件親和常數(shù)分布
2.3 材料和方法
2.3.1 樣品制備
2.3.2等溫吸附實(shí)驗(yàn)
2.3.3 NICA模型擬合
2.4 結(jié)果與分析
2.4.1 Cu(Ⅱ)的等溫吸附
2.4.2 NICA模型參數(shù)
2.4.3 吸附態(tài)Cu的形態(tài)分布
2.4.4 條件親和常數(shù)分布
2.5 小結(jié)
2+在胡敏酸上吸附的光譜學(xué)和熱力學(xué)特性">第3章 Cu2+在胡敏酸上吸附的光譜學(xué)和熱力學(xué)特性
3.1 引言
3.2 材料與方法
3.2.1 供試樣品
3.2.2 X-射線吸收精細(xì)結(jié)構(gòu)光譜
3.2.3 等溫滴定量熱
3.3 結(jié)果與分析
3.3.1 XAFS光譜
3.3.2 HA吸附質(zhì)子的熱力學(xué)特征
3.3.3 HA吸附Cu的熱力學(xué)特征
3.4 討論
3.5 小結(jié)
第4章 磷酸鹽在針鐵礦表面的吸附及其影響因素
4.1 引言
4.2 材料和方法
4.2.1 樣品制備
4.2.2 樣品表征
4.2.3 電位滴定
4.2.4 pH邊吸附實(shí)驗(yàn)
4.2.5 衰減全反射-傅里葉變換紅外光譜(ATR-FTIR)
4.2.6 CD-MUSIC模型
4.3 結(jié)果與分析
4.3.1 樣品表征
4.3.2 針鐵礦的表面活性
4.3.3 衰減全反射-傅里葉變換紅外光譜
4.3.4 CD-MUSIC模擬
4.3.5 針鐵礦/水界面磷酸鹽的形態(tài)分布
4.4 小結(jié)
第5章 低分子有機(jī)物在針鐵礦表面的吸附機(jī)制
5.1 引言
5.2 材料與方法
5.2.1 實(shí)驗(yàn)材料
5.2.2 吸附實(shí)驗(yàn)
5.2.3 衰減全反射-傅里葉變換紅外光譜
5.2.4 拉曼光譜
5.3 結(jié)果與討論
5.3.1 LMWOM在針鐵礦表面的吸附
5.3.2 LMWOM在針鐵礦表面的吸附形態(tài)
5.4 小結(jié)
第6章 低分子有機(jī)物對(duì)磷酸鹽在針鐵礦表面吸附的影響
6.1 引言
6.2 材料與方法
6.2.1 實(shí)驗(yàn)材料
6.2.2 吸附實(shí)驗(yàn)
6.2.3 衰減全反射-傅里葉變換紅外光譜
6.3 結(jié)果與討論
6.3.1 針鐵礦/水界面LMWOM與磷酸鹽的競(jìng)爭(zhēng)吸附
6.3.2 LMWOM與磷酸鹽的競(jìng)爭(zhēng)吸附機(jī)制
6.4 小結(jié)
第7章 結(jié)論
7.1 主要結(jié)論
7.2 創(chuàng)新點(diǎn)
7.3 展望
參考文獻(xiàn)
附錄
縮略詞
符號(hào)
致謝
作者簡(jiǎn)歷及攻讀學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文與研究成果
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]表面增強(qiáng)拉曼光譜:應(yīng)用和發(fā)展[J]. 朱越洲,張?jiān)吗?李劍鋒,任斌,田中群. 應(yīng)用化學(xué). 2018(09)
[2]土壤樣品中重金屬化學(xué)形態(tài)模型的發(fā)展與應(yīng)用[J]. 鄧迎璇,李永濤,李曉晶,王龍,馬杰,陳雅麗,翁莉萍. 農(nóng)業(yè)環(huán)境科學(xué)學(xué)報(bào). 2018(07)
[3]低分子量有機(jī)酸對(duì)土壤磷活化及其機(jī)制研究進(jìn)展[J]. 王永壯,陳欣,史奕,魯彩艷. 生態(tài)學(xué)雜志. 2018(07)
[4]腐植酸對(duì)重金屬鉛鎘的吸附特征[J]. 陸中桂,黃占斌,李昂,王存,許可,郝博遠(yuǎn),阿迪來(lái)·阿力木江,李潔. 環(huán)境科學(xué)學(xué)報(bào). 2018(09)
[5]腐殖酸與Cd2+的結(jié)合特性及其影響因素[J]. 楊毅,蘭亞瓊,金鵬康,徐會(huì)寧. 環(huán)境化學(xué). 2017(06)
[6]X射線吸收精細(xì)結(jié)構(gòu)在材料科學(xué)中的應(yīng)用[J]. 王宇,李炯,張碩,馬靜遠(yuǎn),汪麗華,魏向軍,黃宇營(yíng),姜政. 中國(guó)材料進(jìn)展. 2017(03)
[7]檸檬酸對(duì)蒙山茶園土壤微團(tuán)聚體吸附-解吸Cu2+的影響[J]. 李欣雨,夏建國(guó),黃江偉,李琳佳,宋承遠(yuǎn). 水土保持學(xué)報(bào). 2016(06)
[8]鄰苯二酚-Fe2O3和鄰苯二酚-CuO體系中持久性自由基的形成機(jī)制及特征[J]. 王婷,李浩,郭惠瑩,程正奇,潘波. 環(huán)境化學(xué). 2016(03)
[9]同步輻射XAFS技術(shù)在納米科學(xué)研究中的應(yīng)用(英文)[J]. 孫治湖,劉慶華,姚濤,閆文盛,韋世強(qiáng). Science China Materials. 2015(04)
[10]土壤–根系–微生物系統(tǒng)中影響氮磷利用的一些關(guān)鍵協(xié)同機(jī)制的研究進(jìn)展[J]. 孫波,廖紅,蘇彥華,許衛(wèi)鋒,蔣瑀霽. 土壤. 2015(02)
博士論文
[1]環(huán)境中典型化學(xué)活性有機(jī)物及其相關(guān)環(huán)境行為的分子光譜研究[D]. 陳偉.中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2016
[2]土壤活性組分對(duì)Pb(Ⅱ)的吸附及其化學(xué)形態(tài)模型模擬[D]. 熊娟.華中農(nóng)業(yè)大學(xué) 2015
[3]鐵氧化物及其胡敏酸復(fù)合體對(duì)磷酸鹽的吸附研究[D]. 王慧.華中農(nóng)業(yè)大學(xué) 2015
[4]細(xì)菌胞外聚合物與土壤固相界面作用機(jī)理及其環(huán)境效應(yīng)[D]. 曹媛媛.華中農(nóng)業(yè)大學(xué) 2013
碩士論文
[1]鈣離子誘導(dǎo)的鈣調(diào)蛋白動(dòng)力學(xué)及熱動(dòng)力學(xué)研究[D]. 武光榮.復(fù)旦大學(xué) 2012
[2]土壤酚類(lèi)物質(zhì)對(duì)森林生態(tài)系統(tǒng)轉(zhuǎn)換的響應(yīng)及其機(jī)制研究[D]. 葉發(fā)茂.福建農(nóng)林大學(xué) 2009
本文編號(hào):3151677
【文章來(lái)源】:中國(guó)科學(xué)院大學(xué)(中國(guó)科學(xué)院教育部水土保持與生態(tài)環(huán)境研究中心)陜西省
【文章頁(yè)數(shù)】:152 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:博士
【文章目錄】:
摘要
abstract
第1章 緒論
1.1 土壤活性組分
1.1.1 腐殖酸
1.1.2 低分子量有機(jī)物
1.1.3 鐵(氫)氧化物
1.2 土壤有機(jī)活性組分的表面特性及其作用機(jī)制
1.2.1 有機(jī)活性組分在鐵(氫)氧化物表面的吸附
1.2.2 有機(jī)活性組分對(duì)重金屬離子的吸附
1.2.3 有機(jī)活性組分對(duì)無(wú)機(jī)陰離子吸附的影響
1.3 界面反應(yīng)的微觀分析技術(shù)
1.3.1 化學(xué)形態(tài)模型
1.3.2 X射線吸收精細(xì)結(jié)構(gòu)光譜
1.3.3 衰減全反射-傅里葉變換紅外光譜
1.3.4 等溫滴定量熱技術(shù)
1.3.5 表面增強(qiáng)拉曼光譜技術(shù)
1.4 有待深入研究的科學(xué)問(wèn)題
1.5 研究的主要內(nèi)容、目的及意義
1.5.1 研究?jī)?nèi)容
1.5.2 研究的目的及意義
1.5.3 技術(shù)路線
2+在胡敏酸上吸附的NICA模型模擬及預(yù)測(cè)">第2章 Cu2+在胡敏酸上吸附的NICA模型模擬及預(yù)測(cè)
2.1 引言
2.2 理論背景
2.2.1 NICA模型
2.2.2 條件親和常數(shù)分布
2.3 材料和方法
2.3.1 樣品制備
2.3.2等溫吸附實(shí)驗(yàn)
2.3.3 NICA模型擬合
2.4 結(jié)果與分析
2.4.1 Cu(Ⅱ)的等溫吸附
2.4.2 NICA模型參數(shù)
2.4.3 吸附態(tài)Cu的形態(tài)分布
2.4.4 條件親和常數(shù)分布
2.5 小結(jié)
2+在胡敏酸上吸附的光譜學(xué)和熱力學(xué)特性">第3章 Cu2+在胡敏酸上吸附的光譜學(xué)和熱力學(xué)特性
3.1 引言
3.2 材料與方法
3.2.1 供試樣品
3.2.2 X-射線吸收精細(xì)結(jié)構(gòu)光譜
3.2.3 等溫滴定量熱
3.3 結(jié)果與分析
3.3.1 XAFS光譜
3.3.2 HA吸附質(zhì)子的熱力學(xué)特征
3.3.3 HA吸附Cu的熱力學(xué)特征
3.4 討論
3.5 小結(jié)
第4章 磷酸鹽在針鐵礦表面的吸附及其影響因素
4.1 引言
4.2 材料和方法
4.2.1 樣品制備
4.2.2 樣品表征
4.2.3 電位滴定
4.2.4 pH邊吸附實(shí)驗(yàn)
4.2.5 衰減全反射-傅里葉變換紅外光譜(ATR-FTIR)
4.2.6 CD-MUSIC模型
4.3 結(jié)果與分析
4.3.1 樣品表征
4.3.2 針鐵礦的表面活性
4.3.3 衰減全反射-傅里葉變換紅外光譜
4.3.4 CD-MUSIC模擬
4.3.5 針鐵礦/水界面磷酸鹽的形態(tài)分布
4.4 小結(jié)
第5章 低分子有機(jī)物在針鐵礦表面的吸附機(jī)制
5.1 引言
5.2 材料與方法
5.2.1 實(shí)驗(yàn)材料
5.2.2 吸附實(shí)驗(yàn)
5.2.3 衰減全反射-傅里葉變換紅外光譜
5.2.4 拉曼光譜
5.3 結(jié)果與討論
5.3.1 LMWOM在針鐵礦表面的吸附
5.3.2 LMWOM在針鐵礦表面的吸附形態(tài)
5.4 小結(jié)
第6章 低分子有機(jī)物對(duì)磷酸鹽在針鐵礦表面吸附的影響
6.1 引言
6.2 材料與方法
6.2.1 實(shí)驗(yàn)材料
6.2.2 吸附實(shí)驗(yàn)
6.2.3 衰減全反射-傅里葉變換紅外光譜
6.3 結(jié)果與討論
6.3.1 針鐵礦/水界面LMWOM與磷酸鹽的競(jìng)爭(zhēng)吸附
6.3.2 LMWOM與磷酸鹽的競(jìng)爭(zhēng)吸附機(jī)制
6.4 小結(jié)
第7章 結(jié)論
7.1 主要結(jié)論
7.2 創(chuàng)新點(diǎn)
7.3 展望
參考文獻(xiàn)
附錄
縮略詞
符號(hào)
致謝
作者簡(jiǎn)歷及攻讀學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文與研究成果
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]表面增強(qiáng)拉曼光譜:應(yīng)用和發(fā)展[J]. 朱越洲,張?jiān)吗?李劍鋒,任斌,田中群. 應(yīng)用化學(xué). 2018(09)
[2]土壤樣品中重金屬化學(xué)形態(tài)模型的發(fā)展與應(yīng)用[J]. 鄧迎璇,李永濤,李曉晶,王龍,馬杰,陳雅麗,翁莉萍. 農(nóng)業(yè)環(huán)境科學(xué)學(xué)報(bào). 2018(07)
[3]低分子量有機(jī)酸對(duì)土壤磷活化及其機(jī)制研究進(jìn)展[J]. 王永壯,陳欣,史奕,魯彩艷. 生態(tài)學(xué)雜志. 2018(07)
[4]腐植酸對(duì)重金屬鉛鎘的吸附特征[J]. 陸中桂,黃占斌,李昂,王存,許可,郝博遠(yuǎn),阿迪來(lái)·阿力木江,李潔. 環(huán)境科學(xué)學(xué)報(bào). 2018(09)
[5]腐殖酸與Cd2+的結(jié)合特性及其影響因素[J]. 楊毅,蘭亞瓊,金鵬康,徐會(huì)寧. 環(huán)境化學(xué). 2017(06)
[6]X射線吸收精細(xì)結(jié)構(gòu)在材料科學(xué)中的應(yīng)用[J]. 王宇,李炯,張碩,馬靜遠(yuǎn),汪麗華,魏向軍,黃宇營(yíng),姜政. 中國(guó)材料進(jìn)展. 2017(03)
[7]檸檬酸對(duì)蒙山茶園土壤微團(tuán)聚體吸附-解吸Cu2+的影響[J]. 李欣雨,夏建國(guó),黃江偉,李琳佳,宋承遠(yuǎn). 水土保持學(xué)報(bào). 2016(06)
[8]鄰苯二酚-Fe2O3和鄰苯二酚-CuO體系中持久性自由基的形成機(jī)制及特征[J]. 王婷,李浩,郭惠瑩,程正奇,潘波. 環(huán)境化學(xué). 2016(03)
[9]同步輻射XAFS技術(shù)在納米科學(xué)研究中的應(yīng)用(英文)[J]. 孫治湖,劉慶華,姚濤,閆文盛,韋世強(qiáng). Science China Materials. 2015(04)
[10]土壤–根系–微生物系統(tǒng)中影響氮磷利用的一些關(guān)鍵協(xié)同機(jī)制的研究進(jìn)展[J]. 孫波,廖紅,蘇彥華,許衛(wèi)鋒,蔣瑀霽. 土壤. 2015(02)
博士論文
[1]環(huán)境中典型化學(xué)活性有機(jī)物及其相關(guān)環(huán)境行為的分子光譜研究[D]. 陳偉.中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2016
[2]土壤活性組分對(duì)Pb(Ⅱ)的吸附及其化學(xué)形態(tài)模型模擬[D]. 熊娟.華中農(nóng)業(yè)大學(xué) 2015
[3]鐵氧化物及其胡敏酸復(fù)合體對(duì)磷酸鹽的吸附研究[D]. 王慧.華中農(nóng)業(yè)大學(xué) 2015
[4]細(xì)菌胞外聚合物與土壤固相界面作用機(jī)理及其環(huán)境效應(yīng)[D]. 曹媛媛.華中農(nóng)業(yè)大學(xué) 2013
碩士論文
[1]鈣離子誘導(dǎo)的鈣調(diào)蛋白動(dòng)力學(xué)及熱動(dòng)力學(xué)研究[D]. 武光榮.復(fù)旦大學(xué) 2012
[2]土壤酚類(lèi)物質(zhì)對(duì)森林生態(tài)系統(tǒng)轉(zhuǎn)換的響應(yīng)及其機(jī)制研究[D]. 葉發(fā)茂.福建農(nóng)林大學(xué) 2009
本文編號(hào):3151677
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