海水中铜与赤铁矿、针铁矿、无定形水合氧化铁相互作用的研究

一、引言 本文研究了铜(Ⅱ)与赤铁矿(FeO3)、针铁矿(α-FeOOH)，无定形水合氧化铁之间的相互作用。     

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.     

天然水的主要离子与水合氧化铁表面相互作用的实验研究

本文应用微电泳法研究天然水体的Na~+、K~+、Cl~-、Mg~(2+)、Ca~(2+)和SO_4~(2-)等主要离子与水合氧化铁表面的相互作用,分析了各离子浓度对水合氧化铁电泳淌度的影响和体系pH值的变化。结果表明,Na~+、K~+和Cl~-离子几乎不与水合氧化铁表面相互作用;Mg~(2+)、Ca~(2+)和SO_4~(2-)离子与水合氧化铁表面发生吸附作用,在pH为7.5左右的介质中,吸附能力的次序为Mg~(2+)>Ca~(2+)>SO_4~(2-)。     

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.     

海水中锌在针铁矿、赤铁矿和无定形水合氧化铁上液-固分配的一种新的化学模型

本文在海水中锌与三种形式的水合氧化铁相互作用之pH曲线和等温线两方面取得如下主要结果:(1)实验发现了一类有一个“拐点”或两个“平台”的海洋化学上的新型等温线;(2)用分级离子交换理论解释了这类等温线;(3)基于上述理论导出了与实验结果吻合的等温线方程式;(4)用作图法求出了相应的平衡常数H_1和H_2;(5)由离子交换率(％)-PH曲线知,镉以CdCl~ 的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．     

微电泳法测定水合氧化铁的等电点

用微电泳仪可测定胶体或悬浮颗粒的电泳淌度,进而计算表面双电层的ζ电位和水合氧化物的等电点(I.E.P.)等物理化学参数。研究这些参数随体系种类、浓度、温度等条件而变化的规律,可揭示胶体表面上所发生的各种物理化学过程的机理。所以,电泳法已成为研究河口泥沙淤积带的成因,及污染物转移机理的一种有效方法。水合氧化铁是河口和海洋中悬浮物的重要组成部分。水合氧化铁(人工)的等电点约8.0左右,它可作为正表面或负表面的研究体系,也是研究和鉴定新的测定方法准确性的适宜对象。     

海水介质中Zn(Ⅱ)在蒙脱石 针铁矿混合物上交换的加和性研究

海水中元素在悬浮物上的固-液界面作用是控制海水中元素迁移变化的重要因素,长期以来一直是海洋化学的主要研究课题之一。 海水中金属元素在粘土矿物、氧化铁、氧化锰上的交换作用已有许多报道。本实验室也系统地研究了几种重金属元素分别在不同形态的粘土矿物、水合氧化铁和水     

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 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。     

海洋中液-固界面作用的分形研究Ⅰ.SAXS法测量固体交换剂的分维

本文将分形作为一个新概念,应用到海洋化学的液-固界面作用的一系列的研究上。根据用SAXS法测定一些常见的粘土矿物(高岭石,蒙脱石)和水合氧化物(水锰矿、δ-MnO_2、氧化铁凝胶、针铁矿、无定形氧化铁)的分维结果,可将这些结果划分成三类:(1)小尺度模量下具有表面分形;大尺度模量下具有质量分形。(2)只有一种分维值的表面分形。(3)在小尺度模量下和大尺度模量下分别具有不同分维值的表面分形。     

海水中铁的几种形态对海生小球藻生长的影响

通过实验室一次性培养 ,研究不同形态的铁 :Fe3 + ,Fe2 + ,Fe3 + - EDTA,Fe2 + - EDTA以及胶体水合氧化铁在不同条件下对海生小球藻 (Chlorella vulgaris)生长的影响。实验结果表明 ,铁对小球藻生长影响的主要生物活性形式是有机络合态铁和胶体水合氧化铁 ,光诱导还原态 Fe2 + 也很重要。它们都积极促进了藻类的生长繁殖 ,其中 EDTA与铁离子结合的动力学过程并不明显影响藻类吸收铁。小球藻相对生长率的提高和叶绿素 A(Chl.a)的增加取决于铁的总量及其转变为可利用状态的速率 *和藻类的有效吸收。在不同的培养体系中 ,常量营养盐 N、P与 Fe的缺乏对藻类生长起着交互限制作用 ,其中缺 P比缺 N更能减少 EDTA络合铁对小球藻生长繁殖的促进作用。     

海水中锌在δ-MnO2、水锰矿、γ-MnOOH上分配的分级离子交换等温线崇

海水中微量金属与固体粒子相互作用的研究，是目前海洋化学中的重要课题，它对了解微量金属在海洋巾的含量、分布和变化规律具有重大意义。目前一般认为，海水中悬浮物包括水合氧化物、粘土矿物和有机质三大类。据报道，在海水悬浮物中，水合氧化物的吸附量最大。海水中的水合氧化锰主要以δ-MnO2、水锰矿、γ-MnOOH三种形式。     

长江口重金属固液界面过程Ⅲ.水合氧化铁吸附Pb、Cu、Cd的动力学

本文模拟长江口某些环境条件,研究了水含氧化铁吸附Pb、Cu、Cd的动力学,测定了不同体系、不同温度下的正向速率常数,估算了Pb、Cu的吸附活化能分别约为7和11千卡/克分子.结果表明:水合氧化铁对Pb、Cu的吸附能力较强,对Pb、Cu、Cd三元素的吸附速率次序为Pb>Cu>Cd,与热力学平衡常数的次序相一致.论证了表面交换吸附反应是此固液界面过程的控制步骤的动力学机理,从而可对长江口现场调查结果予以理论上的解释.此外,本文探讨了界面吸附的正向速率常数和活化能的估算方法.     

厦门西港表层沉积物对铅的吸附作用

在海水介质中,模拟研究了厦门西港沉积物对Pb吸附过程的热力学和动力学性质,提出相应的定量模式,测定饱和吸附量、吸附速率常数和表观活化能等重要物化参数。结果表明,沉积物-Pb的吸附以化学作用为主,静电作用为辅。其吸附性质与水合氧化铁-Pb的吸附类似。     

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     

长江口重金属元素固-液界面的过程——Ⅱ.水合氧化铁对Pb、Cu和Cd吸附的热力学模式

模拟长江口某些环境条件,用制备的水合氧化铁对Pb、Cu和Cd进行吸附实验,不同温度下的数据均符合Langmuir等温式.测定了各元素的饱和吸附量、吸附热、平衡常数及其他热力学参数.溶液pH对吸附有明显的影响,各元素均在一定的pH区间产生吸附突跃,吸附过程可用改进的M2+-H+表面化学交换模式说明.初步确定:水含氧化铁对Pb、Cu的吸附以化学作用为主;Cd的吸附则以静电作用为主.模拟结果与现场调查结果基本一致,进一步对吸附过程的热力学性质给予定量的描述.     

海水中锌在δ-MnO_2、水锰矿、γ-MnOOH上分配的分级离子变换等温线

一、引言 海水中微量金属与固体粒子相互作用的研究,是目前海洋化学中的重要课题,它对了解微量金属在海洋中的含量、分布和变化规律具有重大意义。目前一般认为,海水中悬浮物包括水合氧化物、粘土矿物和有机质三大类。据报道,在海水悬浮物中,水