不同温度对黑碳表面官能团的影响

在200-800℃热解水稻秸秆制备BC,以Boehm滴定和FTIR表征BC表面官能团种类和数量,研究了不同温度对BC表面官能团的影响。结果表明：温度对BC表面官能团种类和数量都将产生影响。秸秆碳化后官能团会发生一定变化,表现为醚键（C-O-C）、羰基（C-O）、甲基（-CH3）和亚甲基（-CH2）消失,仍存有羟基（-OH）和芳香族化合物。BC有相同的化学结构,都以芳环骨架为主,但所含官能团种类有一定差异,同种官能团振动形式也不同。酸性和碱性官能团数量都随温度升高先升高后降低,高温和低温不利于官能团的形成,300～600℃对应的碱性官能团含量高于酸性官能团含量。     

不同结构水钠锰矿催化氧化对苯二酚腐殖化程度的差异及其原因分析

本文合成了一系列不同氧化度的酸性和碱性水钠锰矿,以对苯二酚作为腐殖质形成的前驱物,分析水钠锰矿矿物类型和亚结构变化对对苯二酚腐殖化程度的影响。取得的主要结果有:水钠锰矿的矿物类型和亚结构(锰氧化度、八面体空位、H+、Mn4+和Mn3+含量)对对苯二酚的腐殖化程度具有重要的影响,且矿物类型的影响大于同种矿物不同亚结构产生的影响。酸性水钠锰矿比碱性水钠锰矿含有更多的H+,导致酸性水钠锰矿比碱性水钠锰矿具有更高的氧化容量,反应达到平衡后,对苯二酚腐殖化程度更高。因此,水钠锰矿物中H+含量对对苯二酚腐殖化程度的影响要大于矿物中Mn4+和Mn3+含量的影响。同种类型水钠锰矿氧化度越高,得电子量将越多,氧化容量越大,反应达到平衡后,对苯二酚腐殖化程度越高。     

不同结构有机磷在(氢)氧化铝表面的吸附与解吸特征

研究了4种不同分子结构的有机磷[甘油磷酸(GP)、葡萄糖六磷酸(G6P)、三磷酸腺苷(ATP)和肌-肌醇六磷酸(植酸,IHP)]在无定形Al(OH)3、勃姆石和α-Al2O3等3种(氢)氧化铝表面的吸附解吸特征,并探讨了相关机制.结果表明,单位质量(氢)氧化铝对有机磷最大吸附量顺序为:无定形Al(OH)3>勃姆石>α-Al2O3,这与矿物的结晶度和表面异质性有关.除IHP在无定形Al(OH)3上的吸附外,有机磷在(氢)氧化铝表面的吸附密度随相对分子质量增大而减小:GP>G6P>ATP>IHP.而无定形Al(OH)3对最大分子尺寸的IHP吸附量却远大于其他有机磷,这是由于IHP表面络合物转化成了表面沉淀,大大促进了吸附.吸附动力学表明,有机磷吸附起始经历快速吸附阶段,极短时间内达到一定的吸附量,随后是一个较长时间的慢吸附过程,无定形Al(OH)3对有机磷的起始快速吸附密度最大,不同有机磷在铝氧化物表面的起始快速吸附密度与相对分子质量呈反比.KCl和柠檬酸对有机磷的解吸能力取决于磷化合物和勃姆石的表面亲和力.KCl初始解吸率大小顺序是:G6P(10.53%)>GP(6.91%)>ATP(3.06%)>IHP(0.8%).柠檬酸对有机磷的最大解吸率是KCl的4~5倍.KCl对磷的解吸过程经历了几个小时的快速解吸后达到最大解吸率,随后是慢速的扩散再吸附,解吸率反而逐渐下降.对IHP,除扩散再吸附外,表面沉淀也促进了再吸附.因此,有机磷与(氢)氧化铝界面发生较强的专性吸附反应,其分子结构和尺寸以及矿物的结晶度和晶体结构等是影响有机磷的界面反应和环境行为的重要因素.     

环境中植酸的分布、形态及界面反应行为

肌-肌醇六磷酸(myo-inositol-1,2,3,4,5,6-hexakisphosphate,IHP,myo-IP6)简称植酸(Phytic acid或phytate),是大多数土壤中最为丰富的有机磷,它在环境中的界面反应影响着磷素的迁移、循环、转化、生物有效性以及环境效应.本文简要总结了环境中植酸的分布与形态,并综述了其界面反应,包括铁铝氧化物、粘土矿物、碳酸钙等对植酸的吸附解吸,多价阳离子与植酸的络合反应以及沉淀作用.土壤矿物对植酸的吸附影响其转化和生物有效性,矿物对植酸磷的吸附量一般远高于正磷酸盐.其中,弱晶质铁铝(氢)氧化物对植酸的吸附能力一般较晶形铁铝(氢)氧化物大很多.同时,分析了矿物类型、介质pH、温度、共存离子等环境条件对植酸界面反应的影响,植酸吸附对矿物表面电荷性质、颗粒大小和分散稳定性等的作用,以及植酸在金属污染土壤修复中的应用前景.最后讨论了环境中植酸的主要研究热点和方向.