导读:本文包含了黄壤颗粒论文开题报告文献综述及选题提纲参考文献，主要关键词:离子吸附,极化,表面电位,离子特异性效应
黄壤颗粒论文文献综述
吴英博,刘新敏,李睿,杜伟,田锐[1]（2018）在《黄壤颗粒表面离子吸附动力学中的离子特异性效应》一文中研究指出基于考虑离子非经典极化作用的离子吸附动力学模型,以可变电荷黄壤颗粒为代表材料,研究了锂离子(Li+)、钠离子(Na+)和铯离子(Cs+)在黄壤颗粒表面的吸附动力学特征,进一步计算了离子在土壤/水界面的扩散距离与表面电化学参数。结果表明:(1)Li+、Na+和Cs+在黄壤颗粒表面吸附仅存在一级动力学过程并存在明显的离子特异性差异,这种差异随着电解质浓度降低而增大;(2)离子非经典极化与体积效应的共同作用决定了离子在固/液界面的扩散距离,在较高浓度电解质中,Na+和Li+的离子体积和极化效应基本平衡,导致Na+和Li+离子间差异不显着,但Cs+由于强烈的非经典极化作用,扩散距离表现为:Cs+>Na+≈Li+;在低浓度电解质中,离子非经典极化作用占主导,扩散距离表现为:Cs+> Na+> Li+,表明离子扩散距离在低浓度下差异大,而高浓度下差异不显着;(3)离子扩散距离的差异导致固/液界面电位的不同,Stern电位、电荷密度和电场强度均受到离子扩散距离的影响,表面电位(绝对值)在各个浓度下均表现为:Li+> Na+> Cs+,说明表面电位仅受非经典极化作用的影响。本研究将对土壤/水界面反应理论的完善提供新思路。(本文来源于《土壤学报》期刊2018年06期）
吴英博[2]（2018）在《黄壤颗粒表面离子吸附动力学中的离子特异性效应》一文中研究指出离子在土壤/水界面的交换吸附是一个非常重要的物理化学过程。它不仅是土壤具有供应、保蓄肥力,对无机/有机污染化合物物具有一定自净能力和环境容量的根本原因,而且与土壤侵蚀、土壤团聚体的形成与稳定,以及土壤水分入渗和土壤物质迁移等宏观现象的具有密切的关系。过去学者们提出了一系列描述土壤界面离子交换吸附模型。虽然土壤离子交换吸附的已有许多经验或半经验模型,然而离子交换吸附是由几种单一反应同时作用的复杂过程,因此离子界面反应复杂的微观机制很难用这些经验或半经验模型描述。近年来,土壤离子吸附机制研究方面取得了一些重要进展,包括:(1)离子在土壤颗粒表面的吸附是土壤强电场作用下的离子扩散与吸附过程;(2)弱静电力吸附和强作用力(静电和非静电)吸附过程的动力学描述等。以上进展仅仅基于恒电荷表面,然而自然界中土壤颗粒表面大多数为可变电荷表面,如各种金属氧化物、有机质及硅酸盐矿物等。因此离子在可变电荷表面的吸附研究对评估土壤/水界面电化学性质、颗粒间相互作用以及酸碱缓冲性能等提供重要的理论依据。本研究基于考虑离子非经典极化作用的离子吸附动力学模型,以可变电荷黄壤颗粒为代表材料,研究了Li~+、Na~+、Cs~+和H~+在黄壤颗粒表面的吸附动力学特征,进一步计算了离子在固/液界面的扩散距离与表面电化学参数,获得了H~+与Li~+、Na~+、Cs~+离子在扩散层与双电层的吸附选择性,并对碱金属离子在黄壤颗粒表面吸附存在特异性效应做出了解释,根据实验结果得出以下结论:(1)在pH=6.5条件(原液条件下的pH)和pH=4.0条件下,Li~+、Na~+和Cs~+在K~+饱和的黄壤表面的吸附均只存在一级动力学过程,并存在强烈的离子特异性效应。当电解质浓度为1×10~(-2) mol·L~(-1)和1×10~(-3) mol·L~(-1)时,平衡吸附量和吸附速率呈现为Cs~+>Li~+>Na~+;当电解质浓度为1×10~-44 mol·L~(-1)时,平衡吸附量和吸附速率则呈现为Cs~+>Na~+>Li~+,表现为离子间差异随着电解质浓度降低而增大。对比pH=6.5与pH=4.0两个条件下碱金属离子的吸附动力学特征,发现pH=4.0条件下Li~+、Na~+和Cs~+的吸附量均小于pH=6.5条件下,说明H~+的存在对其在黄壤颗粒表面的吸附具有显着的抑制作用。(2)pH=4.0条件下H~+出现了强的零级吸附动力学特征,在浓度为1×10~(-2)mol·L~(-1)的Li~+/H~+、Na~+/H~+、Cs~+/H~+体系中,H~+的吸附动力学从零级向一级的转折点的出现时间分别为27min、18min和12min,在浓度为1×10~(-3) mol·L~(-1)临界时间分别为54min、30min和27min,在浓度为1×10~-44 mol·L~(-1)分别为45min、40min和30 min。结果表明在不同浓度下与H~+竞争强度为Cs~+>Na~+>Li~+,同一离子竞争能力随着浓度的增加而增大;并且H~+的零级吸附速率常数均保持在20mmol·min~(-1)·m~(-2)左右,可见Li~+、Na~+和Cs~+只影响H~+的强吸附时间对吸附速率影响很小。(3)通过对Stern层厚度的计算发现随着电解质浓度升高Stern层厚度减小,由于扩散距离受到离子非经典极化与空间位阻的共同作用的影响导致在高电解质浓度的体系中离子体积效应占主导,所以d_(Na)>d_(Li)>d_(Cs),在低电解质浓度的体系中离子非经典极化作用占主导导致d_(Li)>d_(Na)>d_(Cs),但由于Cs~+非经典极化作用远远强于Na~+和Li~+所以其Stern层厚度最窄。(4)对表面电化学参数的计算发现同一浓度不同电解质类型体系中,表面电位大小顺序为φ_(0(Li))>φ_(0(Na))>φ_(0(Cs)),说表面电位只受非经典极化作用影响,体积效应对其影响很小,并且pH=4.0条件下表面电位均小于pH=6.5条件下;两个条件下Stern电位(绝对值)整体上表现为φ_(S(Li))>φ_(S(Na))>φ_(S(Cs)),但在1×10~(-4) mol·L~(-1)的低浓度下为φ_(S(Na))>φ_(S(Li))>φ_(S(Cs)),因为离子体积效应导致Stern层厚度不同所致,从而也证明了离子非经典极化与离子体积效应共同控制着离子-表面相互作用。(5)在扩散层中,Cs~+、Na~+和Li~+离子的吸附选择性均大于H~+,非经典极化作用越强的离子(如Cs~+)吸附选择性越大,表明扩散层中离子特异性效应主要受离子极化效应控制。在双电层中,Cs~+、Na~+和Li~+离子吸附选择性小于H~+(1×10~(-4)mol·L~(-1)的Cs~+/H~+除外),表明H~+的强吸附能力发生在Stern层中,且受到离子极化作用和体积效应的共同影响,由于H~+的选择吸附性更大说明在Stern层中碱金属离子的体积效应占主导。然而,在1×10~-44 mol·L~(-1)的强电场体系中,极化作用最强的Cs~+吸附仍然稍强于H~+,表明尽管Cs~+的空间位阻使其在双电层中的吸附能力减弱,且H~+的配位吸附也使Cs~+吸附的竞争能力下降,但是Cs~+的非经典极化强烈增大了其吸附能力,足以克服体积效应。因此我们推测在黄壤颗粒表面,极化作用强的离子在强电场体系中可能形成类似配位吸附。本研究根据不同酸度条件下碱金属离子在黄壤颗粒表面吸附动力学中的吸附差异,通过对不同溶液条件下表面电化学参数的计算,得出碱金属离子在黄壤颗粒表面吸附存在差异是由离子在强电场作用下的非经典极化作用和离子的体积效应共同作用下引起的,从机理上分析了H~+的存在如何影响碱金属离子的吸附。以上理论将对土壤/水界面反应理论的完善提供新思路。(本文来源于《西南大学》期刊2018-04-10）
罗婷[3]（2009）在《黄壤不同尺度颗粒的电导效应研究》一文中研究指出近半个世纪以来,在土壤表面的电化学性质和过程方面,土壤的动电性质、电导和表面电场力作用下的离子扩散与吸附等研究得到了较广泛的重视。电导在土壤研究中有着非常广泛的应用,能测定土壤含盐量、电阻率,还能辅助测定土壤中离子扩散系数等等,它是反映土壤肥力状况的一个重要指标。近十年来,我国已经广泛运用盐分传感器、时域反射仪、电磁感应仪和交流四电极法定位测定土壤电导率。过去,有关土壤电导的研究方法大部分是针对盐渍土的含盐量及其相关内容的研究,而利用电导来探索非盐渍土的胶体表面化学性质的研究甚少。土壤胶体是土壤固相的电荷载体,在悬液条件下,当向体系施加外加电场时,土壤颗粒和其它带电离子将在外加电场的作用下发生迁移,从而表现出电导。由于土壤胶体颗粒表面带有大量电荷,这些电荷将从土壤溶液中吸附带相反电荷的离子而使体系在宏观上处于电中性;而且这些带相反电荷的离子以扩散状态分布于土壤胶体颗粒的周围。在这种情况下,土壤表面电荷、扩散层中的反离子和土壤本体溶液中的离子叁者之间必定存在复杂的相互作用,而这种相互作用的结果将会对土壤电导产生影响。因此土壤电导研究可作为揭示土壤颗粒表面与离子之间的相互作用的一种有效工具。本文以含大量可变电荷的黄壤为研究材料,通过不同条件下该土壤不同尺度的黄壤颗粒的电导效应的研究,探讨土壤不同尺度的黄壤颗粒的表面电荷与离子间相互作用对可变电荷体系电导的影响。首先,采用沉降虹吸分离法从黄壤中提取小于0.5μm、0.5～1μm、1～2μm和小于2μm粒径的黄壤颗粒,制成H饱和样品。然后,将不同浓度的Mg(NO_3)_2分别加入相同粘粒浓度的不同粒径黄壤颗粒的悬液中,测定悬液和离心液体系的电导率和pH值,同时测定不同环境条件下样品的表面电荷总量,对不同条件下各粒径黄壤颗粒的悬液电导率、离心液电导率、胶体电导率和表面电荷总量的变化规律进行比较分析。最后,计算出不同尺度黄壤颗粒对土壤整体电导的贡献率。研究结果表明:(1)在相同电解质浓度条件下,随着加入的电解质的量的增加,黄壤颗粒的悬液电导率增加,离心液电导率也增加,且悬液电导率的增加率大于离心液电导率的增加率;而当加入的电解质浓度增加,黄壤颗粒的离心液体系的比例系数增加的速率却比悬液体系快。电解质浓度增加,黄壤颗粒表面可变负电荷的数量增加,胶粒电导率增加,它对悬液电导率的贡献是正贡献;另一方面,电解质浓度增加,扩散层被压缩,黄壤颗粒表面电荷数量增加,双电层中离子数量和浓度增加,离子活度降低,表面电导率将下降,因此它对悬液电导率是负贡献。然而,该研究表明,这两者对悬液电导率的净贡献却是正的贡献。(2)当pH变化不大时,黄壤悬液的电导率也变化不大;当pH降低得越快时,黄壤悬液的电导率就增加得越快。该结果表明,体系pH值的确是影响可变电荷土壤悬液电导率的关键因素。另外,决定可变电荷体系表面负电荷多少的关键并不是H~+的活度的高低,而是表面静电吸附中H~+与盐基阳离子的相对竞争力的强弱。即使pH低,如果H~+在静电吸附中的相对竞争力没有提高(如:当盐基离子活度更高时),H~+在表面发生专性吸附的概率同样不会提高。(3)研究表明,在相同电解质浓度条件下,悬液电导率、离心液电导率、胶体电导率和表面电荷数量的变化率的大小与土壤颗粒的粒径大小成反比。当加入的电解质浓度增加时,不同尺度黄壤颗粒的悬液电导率、离心液电导率和胶体电导率的变化率也增加;而黄壤颗粒表面电荷数量的变化率随着体系电解质浓度的增加先逐渐增大,后逐渐减小,最后变为零。黄壤颗粒表面电荷数量的变化率为零的可能原因是,随着电解质浓度增加,黄壤颗粒表面达到所能吸附的阳离子的最大量;这之后不管电解质浓度如何增加,胶粒电导率不再增加。(4)本研究表明小于2μm黄壤颗粒的表面电荷80%是集中在粒径小于0.5μm的部分。黄壤整体电导主要由小于0.5μm的颗粒在发挥效应,而0.5～1μm和1～2μm的黄壤颗粒的电导贡献率较小。(本文来源于《西南大学》期刊2009-05-20）
张履勤,章明奎[4]（2006）在《土地利用方式对红壤和黄壤颗粒有机碳和碳黑积累的影响》一文中研究指出颗粒有机碳和碳黑是土壤中两类性质不同的碳库,它们的数量可反映土壤有机质的稳定性。结果表明,浙江省红壤和黄壤中这两类碳库有很大的变化,并与土地利用方式存在联系。颗粒有机碳的数量及其占总有机碳的比例:林地>茶园>旱地;而碳黑占总有机碳的比例一般是:旱地、茶园>次生林地>原生林地。颗粒有机碳是土壤碳库的易变组分,易受利用方式改变而变化,颗粒有机碳占总有机碳的比例随土壤有机质的积累而增加。相同土地利用方式土壤中碳黑数量与粘粒呈正比。土壤中>1 mm水稳定性团聚体与颗粒有机碳含量相关,而土壤<0.25 mm团聚体与碳黑含量相关。(本文来源于《土壤通报》期刊2006年04期）
黄壤颗粒论文开题报告
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
离子在土壤/水界面的交换吸附是一个非常重要的物理化学过程。它不仅是土壤具有供应、保蓄肥力,对无机/有机污染化合物物具有一定自净能力和环境容量的根本原因,而且与土壤侵蚀、土壤团聚体的形成与稳定,以及土壤水分入渗和土壤物质迁移等宏观现象的具有密切的关系。过去学者们提出了一系列描述土壤界面离子交换吸附模型。虽然土壤离子交换吸附的已有许多经验或半经验模型,然而离子交换吸附是由几种单一反应同时作用的复杂过程,因此离子界面反应复杂的微观机制很难用这些经验或半经验模型描述。近年来,土壤离子吸附机制研究方面取得了一些重要进展,包括:(1)离子在土壤颗粒表面的吸附是土壤强电场作用下的离子扩散与吸附过程;(2)弱静电力吸附和强作用力(静电和非静电)吸附过程的动力学描述等。以上进展仅仅基于恒电荷表面,然而自然界中土壤颗粒表面大多数为可变电荷表面,如各种金属氧化物、有机质及硅酸盐矿物等。因此离子在可变电荷表面的吸附研究对评估土壤/水界面电化学性质、颗粒间相互作用以及酸碱缓冲性能等提供重要的理论依据。本研究基于考虑离子非经典极化作用的离子吸附动力学模型,以可变电荷黄壤颗粒为代表材料,研究了Li~+、Na~+、Cs~+和H~+在黄壤颗粒表面的吸附动力学特征,进一步计算了离子在固/液界面的扩散距离与表面电化学参数,获得了H~+与Li~+、Na~+、Cs~+离子在扩散层与双电层的吸附选择性,并对碱金属离子在黄壤颗粒表面吸附存在特异性效应做出了解释,根据实验结果得出以下结论:(1)在pH=6.5条件(原液条件下的pH)和pH=4.0条件下,Li~+、Na~+和Cs~+在K~+饱和的黄壤表面的吸附均只存在一级动力学过程,并存在强烈的离子特异性效应。当电解质浓度为1×10~(-2) mol·L~(-1)和1×10~(-3) mol·L~(-1)时,平衡吸附量和吸附速率呈现为Cs~+>Li~+>Na~+;当电解质浓度为1×10~-44 mol·L~(-1)时,平衡吸附量和吸附速率则呈现为Cs~+>Na~+>Li~+,表现为离子间差异随着电解质浓度降低而增大。对比pH=6.5与pH=4.0两个条件下碱金属离子的吸附动力学特征,发现pH=4.0条件下Li~+、Na~+和Cs~+的吸附量均小于pH=6.5条件下,说明H~+的存在对其在黄壤颗粒表面的吸附具有显着的抑制作用。(2)pH=4.0条件下H~+出现了强的零级吸附动力学特征,在浓度为1×10~(-2)mol·L~(-1)的Li~+/H~+、Na~+/H~+、Cs~+/H~+体系中,H~+的吸附动力学从零级向一级的转折点的出现时间分别为27min、18min和12min,在浓度为1×10~(-3) mol·L~(-1)临界时间分别为54min、30min和27min,在浓度为1×10~-44 mol·L~(-1)分别为45min、40min和30 min。结果表明在不同浓度下与H~+竞争强度为Cs~+>Na~+>Li~+,同一离子竞争能力随着浓度的增加而增大;并且H~+的零级吸附速率常数均保持在20mmol·min~(-1)·m~(-2)左右,可见Li~+、Na~+和Cs~+只影响H~+的强吸附时间对吸附速率影响很小。(3)通过对Stern层厚度的计算发现随着电解质浓度升高Stern层厚度减小,由于扩散距离受到离子非经典极化与空间位阻的共同作用的影响导致在高电解质浓度的体系中离子体积效应占主导,所以d_(Na)>d_(Li)>d_(Cs),在低电解质浓度的体系中离子非经典极化作用占主导导致d_(Li)>d_(Na)>d_(Cs),但由于Cs~+非经典极化作用远远强于Na~+和Li~+所以其Stern层厚度最窄。(4)对表面电化学参数的计算发现同一浓度不同电解质类型体系中,表面电位大小顺序为φ_(0(Li))>φ_(0(Na))>φ_(0(Cs)),说表面电位只受非经典极化作用影响,体积效应对其影响很小,并且pH=4.0条件下表面电位均小于pH=6.5条件下;两个条件下Stern电位(绝对值)整体上表现为φ_(S(Li))>φ_(S(Na))>φ_(S(Cs)),但在1×10~(-4) mol·L~(-1)的低浓度下为φ_(S(Na))>φ_(S(Li))>φ_(S(Cs)),因为离子体积效应导致Stern层厚度不同所致,从而也证明了离子非经典极化与离子体积效应共同控制着离子-表面相互作用。(5)在扩散层中,Cs~+、Na~+和Li~+离子的吸附选择性均大于H~+,非经典极化作用越强的离子(如Cs~+)吸附选择性越大,表明扩散层中离子特异性效应主要受离子极化效应控制。在双电层中,Cs~+、Na~+和Li~+离子吸附选择性小于H~+(1×10~(-4)mol·L~(-1)的Cs~+/H~+除外),表明H~+的强吸附能力发生在Stern层中,且受到离子极化作用和体积效应的共同影响,由于H~+的选择吸附性更大说明在Stern层中碱金属离子的体积效应占主导。然而,在1×10~-44 mol·L~(-1)的强电场体系中,极化作用最强的Cs~+吸附仍然稍强于H~+,表明尽管Cs~+的空间位阻使其在双电层中的吸附能力减弱,且H~+的配位吸附也使Cs~+吸附的竞争能力下降,但是Cs~+的非经典极化强烈增大了其吸附能力,足以克服体积效应。因此我们推测在黄壤颗粒表面,极化作用强的离子在强电场体系中可能形成类似配位吸附。本研究根据不同酸度条件下碱金属离子在黄壤颗粒表面吸附动力学中的吸附差异,通过对不同溶液条件下表面电化学参数的计算,得出碱金属离子在黄壤颗粒表面吸附存在差异是由离子在强电场作用下的非经典极化作用和离子的体积效应共同作用下引起的,从机理上分析了H~+的存在如何影响碱金属离子的吸附。以上理论将对土壤/水界面反应理论的完善提供新思路。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
黄壤颗粒论文参考文献
[1].吴英博,刘新敏,李睿,杜伟,田锐.黄壤颗粒表面离子吸附动力学中的离子特异性效应[J].土壤学报.2018
[2].吴英博.黄壤颗粒表面离子吸附动力学中的离子特异性效应[D].西南大学.2018
[3].罗婷.黄壤不同尺度颗粒的电导效应研究[D].西南大学.2009
[4].张履勤,章明奎.土地利用方式对红壤和黄壤颗粒有机碳和碳黑积累的影响[J].土壤通报.2006