黄壤颗粒表面离子吸附动力学中的离子特异性效应     

吴英博  李睿  杜伟  田锐  李航  刘新敏 《土壤学报》2018,55(6):1450-1459

基于考虑离子非经典极化作用的离子吸附动力学模型,以可变电荷黄壤颗粒为代表材料,研究了锂离子(Li+)、钠离子(Na+)和铯离子(Cs+)在黄壤颗粒表面的吸附动力学特征,进一步计算了离子在土壤/水界面的扩散距离与表面电化学参数。结果表明:(1)Li+、Na+和Cs+在黄壤颗粒表面吸附仅存在一级动力学过程并存在明显的离子特异性差异,这种差异随着电解质浓度降低而增大;(2)离子非经典极化与体积效应的共同作用决定了离子在固/液界面的扩散距离,在较高浓度电解质中,Na+和Li+的离子体积和极化效应基本平衡,导致Na+和Li+离子间差异不显著,但Cs+由于强烈的非经典极化作用,扩散距离表现为:Cs+Na+≈Li+;在低浓度电解质中,离子非经典极化作用占主导,扩散距离表现为:Cs+ Na+ Li+,表明离子扩散距离在低浓度下差异大,而高浓度下差异不显著;(3)离子扩散距离的差异导致固/液界面电位的不同,Stern电位、电荷密度和电场强度均受到离子扩散距离的影响,表面电位(绝对值)在各个浓度下均表现为:Li+ Na+ Cs+,说明表面电位仅受非经典极化作用的影响。本研究将对土壤/水界面反应理论的完善提供新思路。  相似文献   

咸水冻融灌溉对重度盐渍土壤水盐分布的影响   总被引：6，自引：2，他引：6  

张越  杨劲松  姚荣江 《土壤学报》2016,53(2):388-400

室内咸水冰融化试验设置2个处理:7.5 g L-1咸水冰(SIW(7.5))、15 g L-1咸水冰(SIW(15)),探究了咸水冰融化过程中的水量、水质以及离子组成的变化;土柱模拟试验设置同一灌水量(150mm),4个处理:淡水直接灌溉(FW)、7.5 g L-1咸水直接灌溉(SW)、7.5 g L-1咸水冻融灌溉(SIW(7.5))、15 g L-1咸水冻融灌溉(SIW(15)),对比分析两种灌溉水质(淡水、咸水)和两种灌水方式(直接灌溉、结冰灌溉)对土壤(粉砂壤土)水盐动态的影响。结果表明:咸水冰融化过程中,初期融出水量较大,但含盐量和钠吸附比(SAR)较高,后期融出水量较小,含盐量和SAR很低;融出水的离子含量变化与电导率(EC)变化表现相同的趋势;小于3 g L-1的水的融出率分别是SIW(7.5)=25.46%和SIW(15)=32.78%。FW处理下,土壤中水盐运动持续时间较其他3个处理长,土壤导水率降低最快,灌溉水入渗完成时表层土壤含水量达到33.88%,显著高于其他处理。四种处理下,0~15 cm土层土壤的含盐量平均值分别为FW=2.32 g kg-1、SIW(7.5)=2.80 g kg-1、SIW(15)=3.87 g kg-1、SW=4.31 g kg-1。同等灌水量下,SIW(15)处理下土壤脱盐深度最浅。离子分析表明:FW和SIW(7.5)处理下,0~25 cm土壤的钠吸附比(SAR)下降明显,显著小于SW、SIW(15);然而FW处理下,土壤碱化特征最为明显。综合而言,在淡水资源缺乏而咸水资源相对丰富的地区,中度矿化度咸水结冰融水灌溉可以有效降低根层土壤盐分,满足农业生产的要求。  相似文献   

时间和温度对活性炭与板栗壳吸附铜锌铅镉的影响     

段孟辰  薛科社  邹卓彪 《农业环境与发展》2013,(5)

随着工业化和城市化进程的加快,废水排放引起的水环境重金属污染问题越来越突出,去除污水中的重金属成为水环境保护的重要内容之一。本文选取活性炭与板栗壳作为吸附剂,研究在不同的时间及温度下,这2种吸附剂对废水中的Cu2+、Zn2+、Pb2+、Cd2+的吸附性能影响。研究发现,活性炭作为吸附剂时,Cu2+吸附量最大是在0.5 h时,Zn2+是在3 h时,Pb2+和Cd2+则是1 h时;用板栗壳吸附时,Cu2+和Pb2+吸附量最大在1 h,Zn2+是在1 h时,Cd2+则是0.5 h时。吸附剂为活性炭或板栗壳,温度对Zn2+的吸附率影响都不大;吸附Cu2+时,活性炭受温度的影响大于板栗壳,其吸附率随温度的升高而减小;Pb2+和Cd2+的吸附受温度影响明显,均是40℃时吸附率较高,但板栗壳>活性炭,且Cd2+>Pb2+。  相似文献   

大孔吸附树脂分离纯化红小豆多酚工艺及效果   总被引：1，自引：4，他引：1  

陶莎  黄英  康玉凡  辰巳英三  张惠  薛文通 《农业工程学报》2013,29(23):276-285

为开发利用红小豆加工副产物中的生理活性物质,该研究采用大孔树脂吸附法对煮制红小豆水的多酚类物质进行分离纯化,比较了5种不同型号大孔树脂对红小豆多酚的吸附分离效果,从中筛选出HPD 600型树脂作为理想的吸附剂;研究了 HPD 600树脂对红小豆多酚的吸附等温线,结果表明,该吸附等温线与 Langmuir、Freundlich函数曲线的拟合程度非常高,且采用Langmuir模型的拟合效果略优于Freundlich模型。静态和动态吸附、洗脱试验结果表明：样品液浓度、温度、pH值、乙醇浓度、上样流速及洗脱流速等因素均对HPD 600树脂吸附分离红小豆多酚有影响。较理想的工艺参数为：30℃是较适宜的静态吸附温度;保持煮制红小豆水本身的多酚浓度0.96 mg/mL和pH值6.8,上样体积200 mL,上样流速1.0 mL/min进行动态吸附;吸附饱和平衡后,采用50 mL 60%乙醇溶液,以1.5 mL/min的流速进行动态洗脱。依此得到的红小豆多酚纯化液,其总酚含量和总抗氧化能力均有显著提高,约为纯化前的2.2倍。  相似文献   

蛋壳作为吸附材料的研究进展     

何雯菁  杨曙明  张国友 《农业工程学报》2016,32(Z2):297-303

中国是禽蛋生产和消费大国,每年会产生大量废弃蛋壳。蛋壳往往被当作废弃物处理,不能得到及时回收和处理,浪费资源的同时污染环境。因蛋壳作为廉价易得的吸附材料在修复环境污染方面具有潜在的利用价值,国内外学者对其吸附特性进行了广泛的研究。该文对已有研究进行了归纳,从蛋壳结构与吸附性的关系,处理工艺,吸附的应用及效果、影响因素等方面进行了分析,以便读者了解蛋壳的吸附特性。同时,选取典型研究实例,介绍蛋壳的吸附特性以及加工工艺,从而引起人们对蛋壳潜在价值的重视,以促进蛋壳资源的再利用。  相似文献   

美国豆芋花总皂苷制备及其α-葡萄糖苷酶抑制活性     

谭娇  丁兰  蔡仁祥  许光治  倪勤学  张有做 《核农学报》2017,31(7)

为高效利用美国豆芋花皂苷类化合物,以皂苷得率和纯度为指标,研究美国豆芋花总皂苷的提取工艺及大孔树脂纯化工艺,并对制备的美国豆芋花总皂苷的抗氧化及α-葡萄糖苷酶活性抑制能力进行研究。结果表明,美国豆芋花总皂苷的提取工艺为提取溶剂90%乙醇,料液比1∶20,温度70℃,提取时间2 h。得到的提取物石油醚脱脂后用水饱和正丁醇萃取,D-101大孔树脂吸附柱纯化的工艺为上样皂苷质量浓度1 mg·m L~(-1),上样量40 m L·g~(-1)树脂,洗脱剂为80%乙醇(pH值6),洗脱剂用量4 BV(树脂柱体积)。制备的美国豆芋花总皂苷样得率4.24%,纯度达65.35%,比粗提物(纯度15.27%)提高了约3倍;抗氧化性能(清除DPPH和ABTS自由基IC50值分别为51.08、29.24μg·m L~(-1))和α-葡萄糖苷酶活性抑制能力(IC50值为83.62μg·m L~(-1))也均优于粗提物(清除DPPH、ABTS自由基IC50值分别为286.51、69.92μg·m L~(-1),α-葡萄糖苷酶的抑制浓度(IC50)值为1 043.57μg·m L~(-1)),表明该工艺可用于高活性美国豆芋花总皂苷的富集和纯化。此外,美国豆芋花总皂苷抑制α-葡萄糖苷酶活性的抑制类型为竞争型抑制,抑制常数为49.68μg·m L~(-1)。本研究结果为开发具有降血糖功能的医药中间体或功能性食品提供了新资源和实践基础。  相似文献   

有机胺改性生物质焦改善SO2的吸附性能     

冯烨  张世红  吴晶  陈应泉  邵敬爱  陈汉平 《农业工程学报》2016,32(12):195-200

为改善生物质焦的吸附性能,以玉米芯为原料,在N2和CO2气氛下以"一步法"制备活性焦,再经有机胺甲醇溶液浸渍,获得改性生物质焦。在120℃下研究改性焦的SO2吸附特性,获得吸附穿透曲线和吸附量,并对脱硫前后固体焦颗粒的理化结构及元素组成进行分析,探讨浸渍剂浓度对改性生物质焦理化特性及其SO2吸附性能的影响。结果表明,随着有机胺浓度的增加,焦炭表面氮含量和表面官能团数量明显增加,但孔隙结构恶化,而SO2吸附出现先降后增的趋势,CC850-10%的饱和吸附量达156.22 mg/g,相较于前驱体的57.78 mg/g,吸附性能显著提升。有机胺浸渍改性通过增强化学吸附作用,可有效改善生物质焦的吸附性能。研究结果对于生物质焦应用于烟气净化技术具有参考价值。  相似文献   

肌原纤维蛋白浓度对风味物质吸附能力的影响   总被引：1，自引：0，他引：1  

周昌瑜  蒋娅婷  曹锦轩  王颖  潘道东  孙杨赢  欧昌荣 《核农学报》2016,(5):904-911

为探究肌原纤维蛋白浓度对风味物质的作用机制,本研究建立了肌原纤维蛋白和风味物质作用的复合体系,研究了不同浓度肌原纤维蛋白对17种典型风味化合物吸附能力的影响。结果表明,风味化合物的种类对肌原纤维蛋白的吸附能力有显著影响,一定浓度的蛋白对醛、酮、醇、酯的吸附作用强弱依次为:醛类酯类酮类醇类。蛋白浓度由2 mg·m L~(-1)增加至4 mg·m L~(-1)时,对所有风味化合物吸附作用显著增强;由4 mg·m L~(-1)增加至6 mg·m L~(-1)时,蛋白对2-甲基丁醛、戊醛、己醛、丁酸乙酯吸附作用明显增强,而当蛋白浓度由6 mg·m L~(-1)增加至8 mg·m L~(-1)时,肌原纤维蛋白对所有风味化合物的吸附作用都明显减弱。蛋白对风味化合物的吸附能力的增加可能是由于较高的蛋白质浓度改变了风味化合物在气、液两相间的分配系数;然而过高浓度的蛋白对风味物质吸附能力的削弱则是蛋白质之间相互作用增强或表面张力降低的结果。本研究结果为肉类风味感知研究过程中确定蛋白浓度、挥发性风味化合物种类等关键参数和改善蛋白类食品的风味提供了参考。  相似文献   

不同类型耕地紫色土中3,5,6-三氯-2-吡啶醇迁移试验与模拟     

雷文娟  唐翔宇  关卓  周向阳  王秉玺  张维 《农业工程学报》2015,31(5):132-138

3,5,6-三氯-2-吡啶醇(TCP)的化学结构稳定、水溶性高、运移能力强,对水体具有潜在的污染风险。在有机质含量低、大孔隙度高、导水性好的紫色土地区,风险更加显著。为研究TCP在紫色中的迁移规律,该研究依据紫色土的典型耕作类型,在中国科学院盐亭国家紫色土农业生态试验站采集3组土样(小麦-玉米轮作的坡地、水稻-油菜轮作的水旱农田和萝卜-白菜套种的菜地),通过批量平衡法研究紫色土对TCP的吸附特征,并采用稳定流场饱和均质土柱的易混合置换试验研究TCP的动态迁移过程,最后对其迁移动态进行模拟。结果表明:紫色土对TCP的吸附特征呈线性,在坡地、水旱农田和菜地中的吸附系数分别为1.94、1.22和1.02 L/kg,且黏土含量和矿物组成是主要影响因子;TCP的出流平衡浓度分别为初始浓度的77%(坡地)、84%(水旱农田)和92%(菜地),相应的平衡时刻分别为2.88PV、4PV和6.5PV,表明TCP对环境的污染风险较高;用非平衡两点对流弥散模型模拟TCP在3种耕作条件下迁移,表明TCP以瞬时吸附为主,其水动力弥散系数和分形系数在坡地、水旱农田和菜地中依次减小,但一阶动力学常数依次增大。研究结果为探索TCP在紫色土壤中的迁移机制和预测防止TCP对环境的污染提供了参考依据。  相似文献   

SAR,EC与水温对辽西褐土入渗速率的影响研究   总被引：1，自引：0，他引：1  

武敏  范昊明  刘爽  周丽丽  贾燕锋  王铁良 《水土保持研究》2015,(3):276-279

土壤入渗速率是影响灌溉水产流、侵蚀的重要因素之一。为了研究不同水温、不同SAR/EC下辽西褐土入渗速率,进行了室内变水头渗透试验。结果表明:SAR,EC一定时,渗透系数随着灌溉水水温的升高而增大,水温从15℃升至35℃,土壤渗透系数增大了1.3倍;随着灌溉水SAR增加、EC降低,土壤渗透系数会下降,水温35℃情况下SAR从0.7(mmol/L)0.5增大至12.0(mmol/L)0.5,EC从2.0dS/m减小至0.5dS/m时,土壤渗透系数由0.000 698cm/s减小至0.000 338cm/s,渗透系数下降了51.6%。相关分析表明水温、SAR/EC对渗透系数的影响显著,回归分析分别建立了沟灌土壤渗透系数与水温、SAR/EC二次函数数学模型,相关性极好。  相似文献