低分子有機(jī)酸對(duì)蒙山茶園土壤無(wú)機(jī)納米微粒吸附—解吸Ca2+特征影響.pdf

1、為了探討低分子有機(jī)酸在無(wú)機(jī)納米微粒吸附-解吸Ca2+中的影響，本文采用了超聲-離心-凍融方法，提取土壤中無(wú)機(jī)納米顆粒(≤100nm)，并運(yùn)用動(dòng)力學(xué)、熱力學(xué)方法和NaNO3、HCl溶液解吸法，分別研究了檸檬酸、蘋果酸、草酸等三種低分子有機(jī)酸及其混合酸組合對(duì)蒙山茶園土壤無(wú)機(jī)納米微粒吸附-解吸Ca2+的影響，以期為茶園土壤的有效管理提供科學(xué)參考，主要研究結(jié)果如下:
　　(1)土壤無(wú)機(jī)納米微粒對(duì)Ca2+的動(dòng)力學(xué)吸附和解吸過(guò)程都可分為快速反

2、應(yīng)和慢速反應(yīng)兩個(gè)過(guò)程。對(duì)于土壤無(wú)機(jī)納米對(duì)Ca2+的吸附過(guò)程而言，在120min時(shí)吸附反應(yīng)達(dá)到平衡，但解吸過(guò)程反應(yīng)變化較為緩慢，到720min時(shí)解吸反應(yīng)才達(dá)到平衡。通過(guò)比較最大解吸量與吸附量之間的關(guān)系發(fā)現(xiàn)，土壤無(wú)機(jī)納米微粒對(duì)Ca2+的吸附除了靜電吸附以外還有專性吸附。運(yùn)用5種不同動(dòng)力學(xué)方程對(duì)土壤無(wú)機(jī)納米微粒對(duì)Ca2+的動(dòng)力學(xué)吸附解吸過(guò)程擬合，二級(jí)動(dòng)力學(xué)方程均最佳。
　　(2)蒙山茶園土壤無(wú)機(jī)納米微粒對(duì)Ca2+的熱力學(xué)吸附過(guò)程中吸附量

3、隨Ca2+濃度的增加而增大，分別用Langmuir、Freundlich和Temkin方程對(duì)蒙山茶園土壤無(wú)機(jī)納米微粒對(duì)Ca2+等溫吸附過(guò)程進(jìn)行擬合，發(fā)現(xiàn)用Freundlich方程擬合效果最佳，說(shuō)明蒙山茶園土壤無(wú)機(jī)納米微粒對(duì)Ca2+等溫吸附是多層吸附。土壤無(wú)機(jī)納米微粒對(duì)Ca2+解吸率（非專性吸附）隨外加Ca2+濃度的增加而增大，土壤無(wú)機(jī)納米微粒對(duì)Ca2+解吸率（專性吸附）隨外加Ca2+濃度的增加而減小。通過(guò)比較土壤無(wú)機(jī)納米微粒對(duì)Ca2+解

4、吸率，發(fā)現(xiàn)土壤無(wú)機(jī)納米微粒對(duì)Ca2+以專性吸附為主。
　　(3)在單一低分子有機(jī)酸作用下，檸檬酸和蘋果酸促進(jìn)蒙山茶園土壤無(wú)機(jī)納米微粒對(duì)Ca2+的動(dòng)力學(xué)吸附，且促進(jìn)能力:檸檬酸＞蘋果酸;草酸卻抑制了土壤無(wú)機(jī)納米微粒對(duì)Ca2+的動(dòng)力學(xué)吸附。二級(jí)動(dòng)力學(xué)方程對(duì)單一低分子有機(jī)酸作用下，蒙山茶園土壤無(wú)機(jī)納米微粒對(duì)Ca2+的吸附動(dòng)力學(xué)過(guò)程進(jìn)行擬合效果最佳。檸檬酸和蘋果酸能夠促進(jìn)土壤無(wú)機(jī)納米微粒非專性吸附Ca2+的解吸，且促進(jìn)能力:檸檬酸＞蘋果酸

5、;而草酸卻抑制了土壤無(wú)機(jī)納米微粒非專性吸附Ca2+的解吸。
　　(4)在低分子有機(jī)酸組合的作用下，蒙山茶園土壤無(wú)機(jī)納米微粒對(duì)Ca2+的吸附量隨時(shí)間的增加而增大。在檸檬酸+蘋果酸組合作用下，相同時(shí)間梯度范圍內(nèi)蒙山茶園土壤無(wú)機(jī)納米微粒對(duì)Ca2+的吸附量均大于未加酸(CK)條件下Ca2+的吸附量。比較各個(gè)時(shí)間段吸附量可以看出，不同低分子有機(jī)酸組合作用下土壤無(wú)機(jī)納米微粒對(duì)Ca2+的吸附量隨時(shí)間變化趨勢(shì)大體一致。但整個(gè)吸附過(guò)程速率大小變化不

6、同，具體大小關(guān)系表現(xiàn)為:檸檬酸+蘋果酸組合＞草酸+檸檬酸組合＞蘋果酸+草酸組合。二級(jí)動(dòng)力學(xué)方程對(duì)不同低分子有機(jī)酸組合作用下，蒙山茶園土壤無(wú)機(jī)納米微粒對(duì)Ca2+的吸附動(dòng)力學(xué)過(guò)程進(jìn)行擬合效果最佳。
　　(5)低濃度（0.1-1 mmol/L）的檸檬酸、蘋果酸能夠促進(jìn)土壤無(wú)機(jī)納米微粒對(duì)Ca2+的吸附，而草酸和高濃度(＞1 mmol/L)的檸檬酸、蘋果酸會(huì)抑制其對(duì)Ca2+的吸附。相同低分子有機(jī)酸濃度條件下，各低分子有機(jī)酸促進(jìn)Ca2+吸附的

7、能力順序?yàn)?檸檬酸＞蘋果酸＞草酸，抑制Ca2+吸附的能力順序:草酸＞蘋果酸＞檸檬酸。運(yùn)用熱力學(xué)方法，檸檬酸、草酸、蘋果酸對(duì)土壤無(wú)機(jī)納米顆粒吸附Ca2+影響的特性均用Freundlich方程擬合效果最佳。
　　(6)不同混合酸組合對(duì)蒙山茶園無(wú)機(jī)納米微粒吸附Ca2+的作用不同，主要表現(xiàn)在:在低濃度(0.1-1 mmol/L)檸檬酸+蘋果酸組合作用下，土壤無(wú)機(jī)納米微粒對(duì)Ca2+的吸附量大于未加酸條件下Ca2+的吸附量，而高濃度下（1-1