海水中无机离子交换的互不相干作用 Ⅰ.海水中U(Ⅵ)、Cr(Ⅱ)、Ca、Mg与水合氧化钛的离子交换反应

一、引言 世界上的事物无不具有二重性,海水中无机离子交换作用也不例外。一般说来,因海水组份的复杂性,比较普遍地存在着离子竞争交换作用。但在一定条件下,离子间的相互作用比较弱,以至尚不能显现出它们之间的离子竞争交换作用,而表现为互不相干涉地进行离子交换作用,简称为无机离子交换的互不相干作用。本文中,我们以海水中铀(Ⅵ)、铬(Ⅲ)、钙、镁在水含氧化钛上的离子交换作用的实验结果为具体例子,确证了无机离子交换的互不相干作用的存在。     

海水中无机离子交换的互不相干作用 Ⅱ、海水中无机离子交换互不相干作用的理论解释和新的实验验证

在本论题的研究Ⅰ中,我们直接用实验验证了海水中铀、铬、镁和钙在水合氧化钛上离子交换的互不相干作用。但是,既然铬(Ⅲ)的K_1此铀(Ⅵ)要大10倍左右,铬(Ⅲ)的浓度又比天然海水条件下的大6000倍(也远比海水中铀(Ⅵ)的浓度要大),不发生离子竞争交换而表现为“互不相干作用”似乎是使人费解的,这就急需对离子交换的互不相干作用建立定量理论,对研究工作进一步作理论解释。此外,本文还报导若干新的实验验证结果。     

海水中无机离子交换的互不相干作用——Ⅱ、海水中无机离子交换互不相干作用的理论解释和新的实验验证

在本论题的研究Ⅰ中，我们直接用实验验证了海水中铀、铬、镁和钙在水合氧化钛上离子交换的互不相干作用。但是，既然铬(Ⅲ)的K1此铀(Ⅵ)要大10倍左右，铬(Ⅲ)的浓度又比天然海水条件下的大6000倍(也远比海水中铀(Ⅵ)的浓度要大)，不发生离子竞争交换而表现为“互不相干作用”似乎是使人费解的，     

海水中元素液-固分配理论的研究——海水中微量元素在水合氧化物上的分配平衡理论

本文是《海水中无机离子交换分级平衡理论》向微量元素体系的推广。《海水中无机离子交换分级平衡理论》是研究海洋中无机离子交换过程的一个基础理论。该理论具有比较清晰而合理的物理模型,提出了为解释实验结果和解决实践问题所必需的基本函数和数学方程式,它能定量地推导出“离子交换作用-络合作用-吸着作用”三者的关系,并能解释若干重要的实验结果(例如离子交换率与 pH 的关系,某些离子交换剂在加浓海水中交换能力较好,但在天然海水中则不佳,等等),还可以比较可靠地从“交换率-pH 关系图”的图形是“S 型”或“反 S 型”,而推断过程属阳离子交换抑或阴离子     

海水中镉（Ⅱ）与水合氧化钛无机离子交换反应的研究

海洋化学研究的一个主要内容是海水中元素的迁移和变化规律的探索。已经发现，这是与海水中的水合氧化物、粘土矿物和若干有机物之间的离子交换作用密切相关的。在本文中无机离子交换剂是水合氧化钛，金属元素为镉，作为这一方面系统研究工作(在这系列工作中，     

海水中镉(Ⅱ)与水合氧化钛无机离子交换反应的研究

一、引言 海洋化学研究的一个主要内容是海水中元素的迁移和变化规律的探索。已经发现,这是与海水中的水合氧化物、粘土矿物和若干有机物之间的离子交换作用密切相关的。在本文中无机离子交换剂是水合氧化钛,金属元素为镉,作为这一方面系统研究工作     

钛胶海水提铀动力学研究Ⅲ——交换过程的扩散机理

水合氧化钛是一种无机离子交换剂.它对海水中铀的吸附是一种较为复杂的离子交换过程.除了一般的离子交换外,可能还伴随有络合[螯合][1]过程.在一般的情况下,离子交换的决定步骤是离子扩散.根据体系的性质不同,可以是离子在交换剂粒子内部的扩散(粒子扩散),或是在围绕粒子周围的液膜内部的扩散(液膜扩散).     

海水中微量元素无机离子交换动力学研究——液膜递进模型理论 Ⅰ.天然海水条件下

最近十几年来,海水物理化学中关于海水的化学热力学研究已较广泛地开展,并已有一些重要的研究结果报导。但是,关于海水中化学动力学的研究,至今却基本上仍属空白。然而这正是海洋中许多化学过程(特别像海水化学资源开发、海洋污染和防治等实践性比较强的领域中)要解决的关键问题。本文是我们从事这一方面研究工作的第一篇报导,讨论的内容是海洋中最重要的过程之一——无机离子交换过程。     

海水中铜与水合氧化钛无机离子交换反应的研究

Keen曾报道海水中水合氧化钛能与十几种元素发生离子交换作用，其中包括了铜，但它在“微量元素”中，其富集系数属最小的。我们已经研究过海水中铬(Ⅲ)和铀(Ⅵ)在水合氧化钛上的离子交换反应，它们的富集系数则在十几个元素中     

海水中微量元素无机离子交换动力学研究 Ⅳ.海水中铀(Ⅵ)与水合氧化钛离子交换反应的级数和活化能的测定

关于海水中铀(Ⅵ)与水合氧化钛的作用、国内外已有许多报导,内容包括水合氧化钛制备方法的不同对交换铀量的影响,水合氧化钛和海水中铀的基本物理—化学性质的研究及它们在反应过程中物理—化学性质变化规律的研究,海水中铀与水合氧化钛作用机理的研究等等。但对这一反应的动力学研究文献上报导极少,除了在本研究Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ中报导的反应机理的研究[1,2]证明反应过程的速率由液膜扩散所控制之外,关于这一离子交换过程的反应级数和活化能的研究却至今未见有文献报导。     

用感耦等离子体质谱（ICP-MS）测定海水中的稀土元素

从分离测定海水样品中稀土元素的经典工作开始，确定海水中稀土元素分布图便成为一个实际难题．由于稀土元素的浓度在pmolkg^-1范围，需要预富集或采用先进的分析仪器．作为预富集技术曾成功地运用过Fe(OH)3共沉淀法，离子交换色谱和溶剂萃取等方法．对稀土元素的测定，     

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。     

海水中镉在针铁矿、赤铁矿、无定形水合氧化铁上分配的分级离子交换等温线

本实验主要做了海水中镉与水合氧化铁(三种形式)相互作用的pH曲线和等温线,实验结果主要为:(1)发现一类有一个“拐点”或两个“平台”的海水中的新型等温线;(2)用分级离子交换理论解释了这类等温线;(3)并进而导出了相应的等温方程式;(4)提出用作图法求得了相应的平衡常数K₁和K₂;(5)由离子交换率(%)-pH曲线得知,镉以CdCl+形式在水合氧化铁上进行阳离子交换,并详细研究了实验条件的变化对曲线的影响.     

海水中铜与水合氧化钛无机离子交换反应的研究

Keen曾报道海水中水合氧化钛能与十几种元素发生离子交换作用,其中包括了铜,但它在“微量元素”中,其富集系数属最小的。我们已经研究过海水中铬(Ⅲ)和铀(Ⅵ)在水合氧化钛上的离子交换反应,它们的富集系数则在十几个元素中是前三名的,那末富集系数小的铜的离子交换反应,与铬(Ⅲ)铀(Ⅵ)的研究结果有否联系?是否有定量关系?这在离子交换理论上是有一定意义的。     

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V形交换率-pH曲线

于1990年2月在青岛鲁迅公园采得海水样品；1989年5月在南京采得伊利石样品，在苏州采得高岭石样品；1990年3月实验室合成针铁矿和δ－MnO2样品。用振荡平衡实验、离心分离方法和光度分析方法测定3种电解质溶液（NaCL溶液、NaCl－ChCl2～溶液和海水）中磷酸盐在上述4种固体粒子上的交换率一PH曲线。测定结果表明，海水中磷酸盐在固体粒子上的交换率-PH曲线为V形，并建立阴离子液一固界面作用的交换率-PH公式；半定量地讨论V形交换率-PH曲线的形成机理，酸性溶液中，海水中腐殖酸和硫酸盐与磷酸盐竞争固体粒子上的作用点位，降低磷酸盐的液一固界面作用；碱性溶液中磷酸盐通过钙（Ⅱ）与固体粒子形成三元表面络合物，钙（Ⅱ）促进磷酸盐的液一固界面作用。海水中的钙（Ⅱ）、腐殖酸和硫酸盐是影响磷酸盐液一固界面作用的主要组分，酸性溶液中腐殖酸和硫酸盐降低磷酸盐在固体粒子上的交换作用，碱性溶液中钙（Ⅱ）会增加磷酸盐在固体粒子上的交换作用。     

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，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。     

海水中铜、锌、镉在粘土矿物上的分级离子交换等温线

本文研究海水中铜、锌、镉在粘土矿物上液-固分配的离子交换作用等温线,发现了分级离子交换-沉淀型等温线。实验结果是:对高岭石,分级离子交换-沉淀等温线有两个“台阶”,蒙脱石和伊利石则有三个“台阶”。铜、锌、镉与粘土的反应机理可用公式RA+ML(?)RML+A表达。放射性~(24)Na的示踪研究表明,对伊利石和蒙脱石,水中CuL,ZnL和CdL首先置换H~+,随后置换Ha~+。对三种粘土,Na~+都始终参与各级的离子交换。     

海水中Cr（Ⅲ）的氧化作用

本文以人工海水和天然海水为介质，研究了Ｃｒ（Ⅲ）被Ｈ２Ｏ２的氧化作用，结果表明，Ｃｒ（Ⅲ）的氧化速率为介质ｐＨ和温度的函数；海水中溶解有机质的存在也将影响Ｃｒ（Ⅲ）的氧化速率，随着海水中腐殖质浓度的增加其氧化速率呈现下降趋势。其原因可解释为腐殖质对Ｃｒ（Ⅲ）的配合作用和对Ｃｒ（Ⅵ）的还原－催化作用。     

海水中铀与锌型吸附剂离子交换的液膜扩散机理

我们根据Boya等人的扩散理论,由试验结果证实:当海水中的铀浓度为10μg U/ml及20μg U/ml时,海水中的铀与碱式碳酸锌吸附剂的离子交换速率主要为液膜扩散所控制[1],本文用天然海水直接进行实验,也获得了与上述相同的结果.由此可见,在含10-20μg U/ml的加浓铀海水中及天然海水中,铀与锌型离子交换速率主要为液膜扩散所控制.     

海水中无机氮

海水中无机氮主要包括NO_3-N、NO_2-N及NH_4-N。它是浮游植物所必须的营养盐之一。浮游植物大量繁殖时,海水中的无机氮下降,其中NO_3-N可被消耗殆尽;浮游植物又是浮游动物的饵料,其排泄物或残骸分解释放的有机氮经细菌作用转化成无机氮而使海水中无机氮得以再生无机氮在不同环境下经细菌或酶进行硝化或反硝化而互相转化。海水的垂直对流作用,使底部再生的无机氮补充到上层。此