高晓丹
- 作品数：6 被引量：25H指数：4
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- 发文基金：国家自然科学基金重庆市自然科学基金中央级公益性科研院所基本科研业务费专项更多>>
- 相关领域：农业科学理学环境科学与工程更多>>
- SDBS/Na^+对红壤胶体悬液稳定性的影响被引量：6
- 2014年
- 土壤中普遍存在的有机污染物和无机离子与土壤胶体颗粒的相互作用深刻地影响着土壤中一系列物理、化学和生物学过程.选取红壤胶体作为对象,利用动态光散射技术研究了不同浓度十二烷基苯磺酸钠(SDBS)和Na+作用下红壤胶体颗粒的凝聚过程,并结合体系的pH和Zeta电位分析了SDBS/Na+与土壤胶体颗粒相互作用的机制.结果表明:①相同浓度Na+作用下,随着SDBS浓度的升高,土壤胶体悬液稳定性增强.例如120 mmol·L-1Na+作用下,随着SDBS浓度从0 mmol·L-1升高到10 mmol·L-1,凝聚体有效粒径从702 nm下降至193 nm,总体平均凝聚速率从28.6 nm·min-1减小到3.36 nm·min-1;②相同浓度SDBS作用下,随着Na+浓度的升高,体系Zeta电位绝对值显著降低,凝聚体有效粒径逐渐增大,凝聚速率逐渐加快;③仅SDBS作用下,随着SDBS浓度的升高,体系Zeta电位绝对值从47.6 mV增加到62.2 mV,体系pH从6.17升高到6.76,但均小于土壤胶体悬液本身的pH(6.89).因此,SDBS通过疏水作用和静电作用吸附于土壤胶体颗粒表面,增加了颗粒表面的负电荷数量,降低了作用于胶体颗粒表面的有效Na+浓度(SDBS疏水长链的空间阻碍和高浓度SDBS所形成的胶束结构对Na+的吸附),使得胶体悬液稳定性增强,需要添加更多的Na+才能发生凝聚.
- 唐颖李航朱华玲田锐高晓丹
- 关键词：无机离子疏水作用胶体稳定性
- 不同pH条件下黄壤胶体凝聚的动态光散射研究被引量：8
- 2013年
- 土壤胶体的凝聚或分散紧密地联系着许多环境问题,并受胶体表面电荷性质的调控。以黄壤为实验材料,利用动态光散射技术研究pH作用下该可变电荷胶体颗粒的凝聚动力学。结果发现:土壤胶体的凝聚与否强烈依赖于pH。不同浓度HNO3和KOH诱发的土壤胶体凝聚均表现出慢速和快速凝聚特征,在快速凝聚中,HNO3作用较KOH作用的黄壤胶体平均凝聚速率更高、变化更快,表明表面电荷中和诱发的凝聚远大于压缩双电层诱发的凝聚。通过快速平均凝聚速率变化的反转点对应的pH,估计电荷零点(Zero pointof charge,ZPC),提供了一个实验测定ZPC的新方法。
- 李兵李航朱华玲田锐高晓丹
- 关键词：动态光散射土壤PH
- HPO42–和H2PO4–对蒙脱石-胡敏酸胶体凝聚的影响被引量：1
- 2019年
- 为探究HPO4^2–和H2PO4^–界面行为对土壤胶体凝聚的影响,以蒙脱石和胡敏酸胶体为研究对象,采用动态光散射技术比较研究HPO4^2–和H2PO4^–引发胶体颗粒凝聚过程的差异.结果表明,随着电解质离子强度的升高,HPO4^2–和H2PO4^–体系蒙脱石-胡敏酸混合悬液从慢速凝聚(线性增长)转化为快速凝聚(幂函数增长),但胶体凝聚过程对H2PO4^–体系离子强度的变化更敏感.HPO4^2–和H2PO4^–作用下凝聚体有效粒径增长、总体平均凝聚速率(TAA)、临界聚沉离子强度(CCIS)和活化能均存在明显差异;其中,与HPO4^2–相比,H2PO4^–体系中拥有更高的TAA、更低的CCIS和活化能,说明H2PO4–离子引发蒙脱石-胡敏酸混合胶体凝聚的作用更强,HPO4^2–体系中CCIS是H2PO4–中的2.43倍.HPO42–和H2PO4–体系中离子特异性效应的差异(活化能差值)随离子强度的降低而增大,主要由强电场中离子非经典极化作用引发.胡敏酸的添加明显增加了HPO42–体系中胶体的CCIS和活化能,而对H2PO4–体系未产生明显影响;HPO42–和H2PO4–离子特异性效应的强弱在不同比例蒙脱石/胡敏酸体系中表现为96%蒙脱石+4%胡敏酸>>99%蒙脱石+1%胡敏酸>100%蒙脱石.以上结果表明HPO4^2–和H2PO4^–对蒙脱石-胡敏酸混合胶体的凝聚存在强烈的离子特异性效应,胶体表面附近电场强度直接影响该效应的强弱.
- 徐英德汪景宽李双异高晓丹
- 关键词：土壤胶体蒙脱石胡敏酸活化能阴离子
- 利用基于Gouy-Chapman模型的离子有效电荷定量表征离子特异性效应被引量：7
- 2014年
- 离子特异性效应在固-液界面反应中是普遍存在的.近期研究指出,在较低电解质浓度的某些体系中,离子特异性效应可能并非来源于色散力、经典诱导力、离子半径或水合半径的大小等,而是界面附近强电场中的离子极化作用.这种作用可使界面附近的吸附态反号离子被强烈极化(高达经典极化的104倍).强烈极化的结果将导致离子在界面附近受到的库仑力远远超过离子电荷所能产生的库仑力,这体现在离子的有效电荷将远大于离子的实际电荷.因此胶体体系中基于这种强极化的离子有效电荷可以用来定量表征离子特异性效应的强度.本研究在蒙脱石-胡敏酸混合悬液凝聚过程中发现了Na+、K+、Ca2+、Cu2+四种离子的离子特异性效应,提出了基于激光散射技术测定离子有效电荷的方法,并成功获得了被强烈极化后的离子有效电荷数值.实验测得的Na+、K+、Ca2+、Cu2+四种离子的有效电荷值分别为:ZNa(effective)=1.46,ZK(effective)=1.86,ZCa(effective)=3.92,ZCu(effective)=6.48.该结果表明:(1)离子在强电场中的极化将大大提高离子的有效电荷,从而极大地增强离子所受的库仑作用力;(2)离子的电子层数越多,离子极化越强烈,离子的有效电荷增加越多.
- 高晓丹李航田锐刘新敏朱华玲
- 关键词：动态光散射电场
- 动态光散射技术测定土壤/粘土胶体的Hamaker常数被引量：3
- 2016年
- 根据DLVO理论,带电胶体颗粒相互作用是范德华引力和静电斥力共同作用的结果.Hamaker常数是表征范德华引力的一个关键参数,因此获得胶体的Hamaker常数是定量表征颗粒相互作用力的一个重要基础.本研究提出了基于动态光散射技术测定土壤胶体Hamaker常数的新方法.并以蒙脱石、紫色土和黄壤胶体为实验材料,成功实现了其Hamaker常数的测定.测定结果表明:蒙脱石胶体的Hamaker常数A_(eff)=6.5×10^(-20)J,紫色土胶体的Hamaker常数A_(eff)=7.5×10^(-20) J,黄壤胶体的Hamaker常数A_(eff)=5.3×10^(-19) J.虽然理论上用动态光散射技术测定胶体的Hamaker常数应该具有一定优势.但是,由于目前没有测定Hamaker常数的标准方法,本法的精读验证难以实现.所以,采用动态光散射技术测定物质Hamaker常数,其可靠性还需要更多的研究进行确认.
- 郭霞傅强田锐高晓丹朱华玲李航
- 关键词：土壤胶体范德华力动态光散射
- 特定pH条件下Ca^2＋／Cu^2＋引发胡敏酸胶体凝聚的比较研究被引量：7
- 2012年
- 土壤腐殖质颗粒与金属离子间的相互作用深刻地影响着土壤中的微观过程和宏观现象的发生。而胡敏酸是土壤腐殖质的主要组成物质,本文利用光散射技术研究了不同浓度的Ca(NO3)2和Cu(NO3)2溶液中胡敏酸胶体颗粒的凝聚过程和形成凝聚体的结构,并在此基础上进行比较分析。结果表明:由于Ca2+和Cu2+在带电胶体表面的吸附方式不同而对胡敏酸胶体的凝聚的影响表现出很大差异。(1)散射光强的稳定与否可以反映体系的稳定性,Ca(NO3)2体系中散射光强可以在较宽的电解质浓度范围从0 mmol L-1至20 mmol L-1内保持稳定,而Cu(NO3)2体系中光强稳定的电解质浓度范围较窄,只有0 mmol L-1至3 mmol L-1。(2)随电解质浓度的提高,两种电解质体系中凝聚体的有效粒径随时间先呈线性增长再呈幂函数增长,但胡敏酸胶体凝聚过程对Cu(NO3)2体系浓度变化的敏感性远大于Ca(NO3)2体系,并且1 mmol L-1Cu2+吸附下胡敏酸胶体的凝聚速率为69.55 nm min-1,近乎是7.5 mmol L-1Ca2+吸附下凝聚速率23.94 nm min-1的3倍,可见Cu2+作用下颗粒的平均凝聚速率远远高于Ca2+作用的情况。(3)Ca(NO3)2体系中,电解质浓度越高形成凝聚体的结构越开放,但放置50 d后分形维数变小,结构变得更加疏松,说明该凝聚过程具有可逆性;而Cu2+作用下形成的凝聚体初期结构开放度较高,在放置50 d后分形维数变大,结构更加致密紧实,说明该凝聚过程具有不可逆性。这些信息为研究腐殖质超分子聚合物的形成机制提供了新思路。
- 高晓丹李航朱华玲田锐
- 关键词：胡敏酸电解质光散射分形维数
