海洋中液-固界面作用的分形研究 Ⅱ.混合交换剂表面分维的加和性规律和非加和性规律研究

用SAXS方法验证了海洋化学液-固界面研究中一些混合交换剂体系的分维分别具有加和性和非加性规律。实验测得:针铁矿/蒙脱石、水锰矿/无定形氧化铁、δ-MnO_2/针铁矿、δ-MnO_2/无定形氧化铁等混合交换剂体系的表面分维对混合百分率具有线性加和性;而高岭石/无定形氧化铁、无定形氧化铁/蒙脱石、δ-MnO_2/蒙脱石、δ-MnO_2/氧化铁凝胶等混和交换剂具有非线性加和性。上述诸体系在海水介质中平衡一年后,SAXS测定的表面分维皆具有非线性加和性,或非线的程度有所增加。     

黄河水中无机固体粒子与4种重金属液-固界面的交换作用

于 1 996年 5— 1 2月在实验室用离子交换法对黄河干流内蒙古清水河县喇嘛湾断面黄河水中无机固体粒子与Cu2 、Pb2 、Zn2 、Cd2 的液 -固界面作用进行了研究 ,得出离子交换率E %与pH的关系 ,找出了 4种重金属离子的pH突跃范围和最大离子交换率。结果表明 ,在黄河水中 4种重金属离子主要以羟基络合物的形式M(OH) 与无机固体粒子进行一价阳离子交换。随金属离子浓度增加E %降低 ,4种重金属离子与转型沙的交换率大于未转型沙。     

海水中液-固界面的台阶型动力学曲线 Ⅰ.动力学曲线之台阶的消长和变化规律

对海水中Zn(Ⅱ),Ca(Ⅱ),Cd(Ⅱ)与高岭石、伊利石和蒙脱石等粘土矿物;无定形水合氧化铁、α-FeOOH等铁的水合氧化物;δ-MaO_2,γ-MnOOH,水锰矿等锰的水合氧化物等30个左右实验体系的液-固界面台阶型动力学曲线进行了系统的实验测定和全面的条件研究。在实验测定上提出两种方法、互为校核。对动力学曲线之台阶的消长和变化规律作了系统研究,确定主要影响因素是:金属离子初始浓度、固体交换剂量、体系的pH值和温度,以及搅拌速度等。     

海水中液-固界面的台阶型动力学曲线 Ⅱ.液膜扩散-递进扩散-界面分级交换反应联合控制的复合模型理论

为定量解释海水中液-固界面的台阶型动力学曲线及其台阶的消长变化规律,在我们已提出的“液膜扩散和递进液膜扩散控制的复合模型”和“海水中液-固界面分级离子/配位子交换理论”基础上,吸取Crank的若干数学处理方法,进而提出适合于非稳态体系的“液膜扩散-递进扩散-界面分级交换反应联合控制的复合模型”。     

黄河水中无机固位粒子与4种重金属液—固界面的交换作用

于１９９６年５－１２月在实验室用离子交换法对黄河干流内蒙古清水河县喇嘛湾断面黄河水中无机固体粒子与Ｃｕ＾２＋、Ｐｂ＾２＋、Ｚｎ＾２＋、Ｃｄ＾２＋的液－固界面作用进行了研究,得出离子交换率Ｅ％与ｐＨ的关系,找出了４种重金属离子的ｐＨ突跃范围和最大离子交换率,结果表明,在黄河水中４种重金属离子主要以羟基络合物的形式Ｍ（ＯＨ）＾＋与无机固体粒子进行一价阳离子交换,随金属离子浓度增加Ｅ％降低,４种重金属离子与转型沙的交换率大于未转型沙。     

海水中液－固界面上负离子分级交换吸附的研究 Ⅱ.交换吸附等温线和新的N－型曲线

本文研究了海水中钼(Ⅵ)与粘土矿物(高岭石、蒙脱石)、水合氧化铁(赤铁矿、无定形氧化铁)和水合氧化锰(水锰矿、δ-MnO₂)相互作用等温线,钼(Ⅵ)-粘土矿物体系所得是一种具有极大值的N-型等温线,钼(Ⅵ)-水合氧化物体系所得是具有一个拐点和两个台阶的“台阶型”等温线.这两类等温线在负离子交换吸附文献上均尚未见报道.N-型等温线的产生是因溶液中钼(Ⅵ)的复杂存在形式和负离子交换机理复合作用的结果.“台阶型”等温线的形成则是氧化物表面存在着几类能量不同的羟基分级交换吸附的结果.     

海水中液－固界面上负离子分级交换吸附的研究 Ⅱ.交换吸附等温线和新的N－型曲线

本文研究了海水中钼（Ⅵ）与粘土矿物（高岭石、蒙脱石）、水合氧化铁（赤铁矿、无定形氧化铁）和水合氧化锰（水锰矿、δ－ＭｎＯ＿２）相互作用等温线，钼（Ⅵ）－粘土矿物体系所得是一种具有极大值的Ｎ－型等温线，钼（Ⅵ）－水合氧化物体系所得是具有一个拐点和两个台阶的＂台阶型＂等温线。这两类等温线在负离子交换吸附文献上均尚未见报道。Ｎ－型等温线的产生是因溶液中钼（Ⅵ）的复杂存在形式和负离子交换机理复合作用的结果。＂台阶型＂等温线的形成则是氧化物表面存在着几类能量不同的羟基分级交换吸附的结果。     

海水中液-固界面的台阶型动力学曲线

对海水中Zn（Ⅱ）,Ca（Ⅱ）,Cd（Ⅱ）与高岭石、伊利石和蒙脱石等粘土矿物;无定形水合氧化铁、α-FeOOH等铁的水合氧化物; δ-MaO₂, γ-MnOOH,水锰矿等锰的水合氧化物等30个左右实验体系的液-固界面台阶型动力学曲线进行了系统的实验测定和全面的条件研究。在实验测定上提出两种方法、互为校核。对动力学曲线之台阶的消长和变化规律作了系统研究,确定主要影响因素是:金属离子初始浓度、固体交换剂量、体系的pH值和温度,以及搅拌速度等。     

海水中磷酸盐在固体粒子上阴离子交换作用 海水中磷酸盐-固体粒子相互作用的台阶型等温线

通过研究氯化钠溶液中磷酸盐在4种固体粒子（针铁矿、δ－氧化锰、伊利石和高岭石）上的交换等温线及钙对上述交换等温线的影响，发现磷酸盐液－固界面作用的台阶型等温线（2个台阶），可用分级离子／配位子交换等温式定量描述。钙能够促进磷酸盐在针铁矿和δ－氧化锰上的交换作用，其机理是交换在固体粒子上的钙再结合溶液中的磷酸盐，形成表面无机三元络合物。     

海水中液－固界面上负离子分级交换吸附研究──Ⅰ.E(%)－pH关系曲线和新的N－型曲线

本文研究了海水中钼(Ⅵ)与粘土矿物(高岭石、蒙脱石)、水合氧化铁(赤铁矿、无定形氧化铁)和水合氧化锰(水锰矿、δ-MnO₂)相互作用的交换百分率E(%)-pH曲线.钼在这三类固体粒子上的E(%)-pH曲线分别为新发现的N-型曲线,以及峰型和反S型曲线.其中N-型曲线在负离子交换吸附文献中尚未见报道,本文提出用“静电交换和分级离子/配位子交换共同作用”的观点作理论解释.峰型和反S型E(%)-pH曲线可用固-液界面上负离子交换吸附作用解释.钼(Ⅵ)在这三类粒子上的交换能力顺序为:水合氧化锰>水合氧化铁>粘土矿物.     

黄河水中镉（Ⅱ）与悬浮粒子液—固界面交换反应的研究

本文研究了黄河悬浮粒子与镉（Ⅱ）相互作用的离子交换率（％）—pH曲线，以及河水中赖氨酸存在下对该曲线的影响。主要结果有；（1）镉以Cd（OH）+形式在悬浮粒子上进行阳离子交换，在天然pH下（8．0×8．5），镉离子交换率接近最大值；（2）镉离子浓度由8．9×10－6mol·L－1增加到2×8．9×10－6mol．L－1时，离子交换率降低；（3）浓度为6．8×10－6mol·L－1的赖氨酸对提高离子交换率起促进作用；（4）交换剂为转化沙的镉离子交换率比未转化沙小；（5）海水、金沙江水中悬浮粒子对镉的吸附弱于黄河水。     

海水中液—固界面的台阶型动力学曲线：Ⅱ.液膜扩散—递进扩散—界…

为定量解释海水中液－固界面的台阶型动力学曲线及其台阶的消长变化规律，在我们已提出的“液膜扩散和递进液膜扩散控制的复合模型”和“海水中液－固界面分级离子／配位子交换理论”基础上，吸取Ｃｒａｎｋ的若干数学处理方法，进而提出适合于非稳态体系的“液膜扩散－递进扩散－界面分级交换反应联合控制的复合模型”。     

砷酸根的液—固界面交换吸附研究——pH和Ca(Ⅱ)的影响

研究ｐＨ和Ｃａ（Ⅱ）对砷酸根在海水与ＮａＣｌ介质中对水合氧化物和粘土矿物上交换吸附的影响：（１）在酸性条件下和海水及ＮａＣｌ介质中，砷酸根在针铁矿上的交换率Ｅ（％）—ｐＨ曲线呈平顶峰型、在δ－ＭｎＯ呈峰型、在粘土上分别呈双峰型和肩峰型。这是砷酸根存在多种形式与固体表面发生离子／配位子交换以及介质中阴离子竞争交换吸附共同作用的结果。（２）在碱性条件下的海水介质中，砷酸根与水合氧化物和粘土矿物的Ｅ（％）—ｐＨ曲线都呈Ｖ型，这是因为生成了具有一定结构的液—固界面三元络合物之故。（３）在ＮａＣｌ介质中，Ｃａ加入起促进作用，再次证明液—固界面三元络合物生成机理与Ｖ型曲线的内在关系     

海水中液－固界面上负离子分级交换吸附研究──Ⅰ．E（％）－pH关系曲线和新的N－型曲线

本文研究了海水中钼（Ⅵ）与粘土矿物（高岭石、蒙脱石）、水合氧化铁（赤铁矿、无定形氧化铁）和水合氧化锰（水锰矿、相互作用的交换百分率Ｅ（％）－ｐＨ曲线．钼在这三类固体粒子上的Ｅ（％）－ｐＨ曲线分别为新发现的Ｎ－型曲线，以及峰型和反Ｓ型曲线．其中Ｎ－型曲线在负离子交换吸附文献中尚未见报道，本文提出用＂静电交换和分级离子／配位子交换共同作用＂的观点作理论解释．峰型和反Ｓ型Ｅ（％）－ｐＨ曲线可用固－液界面上负离子交换吸附作用解释．钼（Ⅵ）在这三类粒子上的交换能力顺序为：水合氧化锰＞水合氧化铁＞粘土矿物．     

海水中微量元素与固体粒子液-固界面离子/配位子交换的研究——Ⅻ.混合交换剂体系加和性研究

为探讨金属离子在混合交换剂上的交换特性能否从个别交换剂的交换特性预示和对哪些体系交换加和性是成立的,本文对微量元素在各种不同的水合金属氧化物、粘土矿物和新鲜铁胶的二元混合物上的交换加和性作了研究。主要结果是:(1)交换率E(%)和混合交换剂组成的关系、交换率E(%)和pH的关系以及离子/配位子交换等温线三者的换加和性规律及其定量方程式已经得到。(2)非加和规律的条件是(ⅰ)在无限稀溶液条件下或分级交换不发生时;(ⅱ)假定两交换剂的混合不是,简单的理想混合”。