Cu2+与Zn2+引发胡敏酸胶体凝聚比较研究.pdf

第38卷第9期 西南师范大学学报(自然科学版) 2013年9月 V01．38No．9 ofSouthwestChinaNormal Science 2013 Journal Edition) University(Natural Sep． 文章编号：lOOO一5471f2013)09—0050一05 Cu2+与Zn2+引发胡敏酸胶体凝聚比较研究① 傅 强， 郭 霞， 邵 月， 朱华玲， 李 航 西南大学资源环境学院，重庆400716 摘要：腐殖质是一类组成和结构都很复杂的天然高分子聚合物，胡敏酸是腐殖质的主要成分之一，系统地研究胡 敏酸的结构特征对了解毒害有机污染物在环境中的迁移，转化过程具有重要意义。本文利用光散射技术比较研究 凝聚特征类似，低浓度下胡敏酸凝聚体有效粒径随时间呈线性增长，高浓度下呈幂函数增长．②随着Cu2+和Zn抖 浓度的增加，在同一体系下胡敏酸胶体颗粒的平均凝聚速率逐渐增加，形成的凝聚体分形维数逐渐降低，凝聚速率 越快形成的凝聚体结构越疏松．③胡敏酸胶体的平均凝聚速率和凝聚体分形维数对Cu2+浓度的敏感性大于Zn”． 关键词：胡敏酸；光散射；凝聚；分形维数 中图分类号：S153．3 文献标志码：A 腐殖质是一类组成和结构都很复杂的天然高分子聚合物u]，由于含氧功能团的存在，腐殖质具有带电 性和对重金属离子的络合能力．许多研究表明口]，腐殖质与Cu2十和Zn2+等重金属离子会发生专性吸附．这 些研究使我们对重金属离子在环境中的迁移、转化过程已有深入的认识，然而，因专性吸附导致的腐殖质 分子之间的相互作用，以及产生的腐殖质聚合体结构研究却没有得到足够的重视． 000 已有研究表明：土壤腐殖质实际上是粒径大约为100～l nm的颗粒状物质[3]；必威体育精装版研究表明：腐 殖质并非一般概念的“分子”，而可能是一种“超分子凝聚体”[4]．既然腐殖质是介观尺度的超分子颗粒，而 且是超分子凝聚体，它似乎暗示腐殖质分子应该是若干个纳米级的有机分子经聚合而形成的．Cu2+和Zn2+ 等重金属离子与腐殖质发生的界面配位反应，正好是腐殖质小分子发生聚合的诱因之一。 000 光散射技术是1～1 nm介观尺度颗粒研究的重要工具，已成功被引入土壤颗粒的相互作用研究 中[5]．朱华玲等[63用光散射技术已发现，胡敏酸的分散游离态或凝聚结合态只是环境中电解质变化引发纳 究，反应出不同表面作用引发的腐殖质颗粒相互作用的差异．本文以提纯的胡敏酸作为实验材料，利用光 成的凝聚体的结构特征，揭示专性吸附反应下腐殖质的可能形成过程，进而为腐殖质的分子结构研究提供 依据． 1材料与方法 1．1实验仪器 3 ①收稿日期：2012—11—1 作者简介：傅强(1991一)，男，新疆塔城人，本科，主要从事土壤化学研究， 通信作者：朱华玲，高级实验师． 万方数据 第9期 傅 强，等：Cu2+与Zn抖引发胡敏酸胶体凝聚比较研究 51 FS-300超声波处理器；BI一200SM广角度动态／静态激光光散射仪． 1。2胡敏酸胶体的制备 提取胡敏酸的土壤样品为重庆市北碚鸡公山，嘉陵江组发育的石灰岩性土壤．胡敏酸样品的分离提纯 参照国际胡敏酸协会的标准方法和Polio法相结合的方法∞叫引，用烘干法测得胡敏酸颗粒密度为8．84g／L 取上述30mL悬液于i00 ml。容量瓶中，定容，倒入烧杯，KOH溶液调节pH为9，超声波处理器振 动分散15min，放置24h，再用超纯水将悬液稀20倍至颗粒密度为0．132 g／L，室温下测得pH一7．由于 胡敏酸胶体p