不同地域天然伊利石表面酸碱特性的比较

利用电位滴定技术和恒定容量表面络合模式表征不同来源天然伊利石的表面酸碱性质。鉴于固体基质在酸量滴定过程中发生溶解，相应的滴定上清液被视为体系空白。考虑到水解铝、硅酸和伊利石表面活性位之间的表面络合或沉淀反应，提出两种表面质子反应模型。对其中的特例，还考虑了表面离子交换反应。模拟程序的拟合结果显示两种模型对水解伊利石体系的滴定行为均可获得满意的描述。相的的表面固有酸度常数表明样品的酸碱性质之间存在一些共性。     

黄土表面酸碱性质的研究

在不同浓度支持电解质条件下，利用滴定方法研究黄土样品的表面酸碱属性，将酸量滴定上清液作为体系空白以补偿固体颗粒溶解和份间络合反应对定量估算子质子消耗的影响，两种简易的表面络合模式的拟合结果表明，恒定容量模型和扩散层模式分别适用于高离子强度（0.1mg/L）和低离子强度（0.01和0.005mol/L）条件下黄土表面的质子反应过程。     

长江口拦门沙河段悬浮颗粒物表面的生化特性研究

1999年1月3日大潮期间，利用FACScan流式细胞仪分析技术，检测了长江口北槽拦门沙河段14个站位的水样。结果表明：（1）自然荧光颗粒物含量为0.10%-3.70%，该河段光合生物的个体密度较低。（2）FITC染色颗粒物含量达78%-96%，大部分颗粒物的表面为生物有机质量覆盖，其分布具有一定的不均匀性。（3）FITC染色分析法可用以反映长江河口生物地球化学过程中颗粒物表面生化特性的综合变化。     

脱硫剂分形孔结构特性及其硫化活性的研究

钙基脱硫剂的分形特性反映了孔结构的物理信息和化学反应性能，在分形理论和气体在分形孔通道中的非线性扩散理论的基础上，结合实验，讨论了CaO孔结构的分形特性、SO2气体在分形孔通道中的扩散特性，并分析了SO2浓度分布对CaO的孔堵塞和不可进入孔形成的影响。结果表明：在一定的硫化条件下，脱硫剂分形特性影响着SO2在CaO孔隙中的浓度分布，SO2的浓度梯度越大，硫化过程中孔隙内部生成不可进入的孔隙越多，脱硫剂的孔隙利用率越低，越易失去硫化活性。     

聚合氯化铁-腐殖酸(PFC-HA)冷冻干燥絮体的表面微观形貌及其孔表面分形特征

采用低温急速冷冻-真空干燥技术制备了不同pH(9.0、7.0、5.0)原水在45.89mg·L-1(以Fe3 计,原水pH=9.0)或28.41mg·L-1(以Fe3 计,原水pH=7.0、5.0)投药量下混凝后形成的PFC-HA絮体的粉末样品,研究了它们的表面微观形貌和孔表面分形特征.SEM图像表明,PFC-HA絮体具有不规则的块、片状形貌,而且在原水pH=9.0或pH=7.0时形成絮体也存在簇状结构.3种样品对N2的吸附-脱附等温线上均存在滞后圈,但样品3的形状不同.它们的吸附量、BJH累积吸附孔体积与脱附平均孔径的大小顺序均为:样品3＞样品2＞样品1,即随原水pH的降低而升高,而且孔尺度分布曲线显示样品3的表面存在大孔.BET比表面积的变化趋势与它们不一致,且样品2的比样品3稍大,样品1的最小.基于分形FHH方程,采用吸附等温线和脱附等温线数据计算出样品1和样品2的孔表面分形维Ds数均在2.94左右,而样品3的均小于2.38.这些Ds值似乎不能完全表示出因孔表面粗糙性而导致的空间填充能力的大小,主要表达了3种样品的中孔甚至大孔的尺度分布引起的不规则性.本试验中采用热力学模型计算出的3个样品Ds值大都超过3,它们已经失去了维数的实际意义;但样品3因其吸附-脱附等温线上的滞后圈接近圆桶式的A类,如果缩小分形标度区间,可以得到与分形FHH方程计算出的Ds接近的值.     

室内颗粒物在玻璃表面的沉积与黏附特性

为研究室内颗粒物的自然沉降和黏附玻璃表面的规律,将普通硅酸盐玻璃载玻片以与水平面呈不同夹角(0°,45°和90°)放置于实验室中,研究载玻片表面在未处理、经玻璃清洗剂或TiO₂处理条件下,不同放置时间(1,3,10和30 d)内其黏附颗粒物的特性.结果表明:经TiO₂预处理的载玻片表面黏附的颗粒物质量与放置时间呈正比,与水平面夹角呈反比;而未处理和经玻璃清洗剂处理的载玻片的上述关系不明显.经清洗剂预处理的载玻片表面的颗粒物数浓度、遮光比相对较小,说明可以通过表面预处理防止玻璃表面黏尘.载玻片表面黏附颗粒物的平均粒径不随放置时间、与水平面夹角和预处理试剂种类变化而明显改变,粒径主要集中在15～25 μm.      

基于分形理论和形状特征的大气颗粒物研究

本研究对青岛市黄岛区的大气颗粒物进行了采集,通过CCD图像采集系统在显微镜下获得8种典型大气颗粒物的显微图像,运用差分盒维数法计算其分形维数以及图像处理技术计算其球形度等形状参数.进而研究了颗粒物分形维数与粗糙度的关系、分形维数的尺度不变性、以及分形维数和形状参数的相关性分析.研究发现不同颗粒图像的分形维数是不同的,可以运用分形维数结合长径比、庞大率等形状参数对大气颗粒物进行模式识别,为解析大气颗粒物的来源提供新的特征参数.     

聚合氯化铁-腐殖酸(PFC-HA)冷冻干燥絮体的表面与孔分形研究

采用低温急速冷冻-真空干燥技术制备了PFC-HA絮体的粉末样品,研究了这些样品的物理与分形特征.结果表明,PFC-HA絮体具有晶体结构,SEM图象中有方块状形体;絮体主要组成元素为C、O、Fe,所含的特征官能团保留了絮体组成原料的一些特征;絮体的干燥样品的BET比表面积为51～92 m2·g-1,BJH累积吸附孔体积为0.0638～0.108 cm3·g-1,BJH脱附平均孔径为3.53～4.60nm,PSD峰值对应孔径3.9nm(4#样品还有另外一个PSD峰值53.2nm).PFC-HA絮体的干燥样品具有自相似性的粗糙表面,呈现多尺度分形特征;图象法确定的表面分形维数Ds值远低于N2吸附/脱附等温线法确定的结果,分别为2.14～2.22、2.90～2.96;前者的分形尺度大约处于23～390nm之间,主要属于絮体干燥样品的外表面尺度,后者的分形特征尺度区间的下限大约为0.2nm,属于孔表面尺度,因此,PFC-HA絮体干燥样品的表面粗糙度主要集中于孔表面.另外,对同一絮体,N2吸附法和脱附法确定的孔表面分形维数基本相同.通过热力学模型计算出的4#样品的Ds值接近于FHH理论计算出的结果,但分形尺度的区间变小了.     

胶东半岛可吸入尘酸碱特性的季节变化研究

胶东半岛大气可吸入尘酸碱特性呈现出明显的季节变化，青岛市区ＩＰ中离子浓度冬夏两季均高于平度和薜家岛特别是夏季。冬季ＳＯ４＾２－，ＮＨ４＾＋要明显高于夏季，大致是夏季的２－３倍，其它离子变化不大。ＳＯ４＾２－为ＩＰ中的主要阴离子，占总阴离子的７０％以上，ＮＨ４＾＋为ＩＰ中的主要阳离子，约占总量的４０－５０％。     

沉积物颗粒表面分形特征的研究

通过一阶分子连接性指数^1X与分子表面积TSA之间的相关性计算出吸附分子的尺度，采用分形吸附等温线法计算出妫河沉积物的Ds为2．379，官厅沉积物的Ds为2．836．基于沉积物对N2的吸附．脱附等温线数据，采用FHH(Frenkel-Halsey-Hill)方程计算出两种沉积物的表面分形维数Ds，发现官厅沉积物与妫河沉积物的Ds相差不大；温度影响Ds主要是由于升温改变了沉积物的组成与结构．在本实验中采用热力学模型(thenmodynamic model)计算出的Ds值大都超过3．此外，沉积物的Ds与其比表面积、矿物含量、CEC、有机质的相关性差．以萘、菲、芘作为码尺计算出的Ds并不完全是表面空间填充能力的客观表现，而是表面吸附过程的一个重要的综合性特征参数．     

聚合氯化铝-腐殖酸(PACl-HA)絮体的物理与分形特征研究

采用低温急速冷冻-真空干燥技术制备了PACl-HA絮体的粉末样品,研究了这些样品的物理与分形特征.结果表明,PACl-HA絮体具有无定形结构,主要组成元素为C、O、Al,所含特征官能团保留了絮体组成原料的一些特征;絮体的BET比表面积为130～161 m²·g^-1,BJH累积吸附孔体积为0.38～0.52 cm³·g^-1,BJH脱附平均孔径为7.7～9.6nm,PSD峰值对应孔径8.4～11.2nm.PACl-HA絮体具有自相似性的粗糙表面,呈现多尺度分形特征;图象法和N₂吸附/脱附等温线法确定的表面分形维数Ds分别为2.03～2.26、2.24～2.37,前者的分形尺度大约处于23～390nm之间,主要属于絮体外表面尺度,而后者的分形特征尺度区间的下限大约为0.2nm,属于孔表面尺度;另外,对同一絮体,N₂吸附法和脱附法确定的孔表面分形维数不同.热力学模型计算出的D_s远大于3,与Sahouli等的研究不符.     

颗粒物微界面吸附模型的分形修正--朗格缪尔(Langmuir)、弗伦德利希(Freundlich)和表面络合模型

运用分形理论修正了颗粒物微界面吸附模型,建立了朗格缪尔(Langmuir)、弗伦德利希(Freundlich)和表面络合模型的分形吸附等温线方程式．其中,朗格缪尔(Langmuir)吸附等温线的分形表达式为：Γ=ΓmCc^1/m／(b^m Cc^1/m),指数m与颗粒物表面分维Ds的关系如下：m∝ac^D/2-1∝ro^Do-2;表面络合模型的分形表达式为：Γ=ΓmCs^(n/x)/(b^(n/x) Cs^(n/x)),而且lgb=lg(ks／kb) pH,指数x／n与颗粒物表面分维Ds的关系如下：x／n∝0^D/2-1∝r0^D-2;相应的弗伦德利希(Freundlich)吸附等温线的分形形式分别为：Γ=(Γm／bm)Cs^1/n,Γ=(Γm／b^(x/n))Cr^(n/x),通过对献中的数据的模拟初步讨论了分形模型的适用性,结果表明,它们具有更接近于实际的描述微界面吸附过程的能力,通过lg(x／n)=lgk’ (Dn-2)lgro计算出土壤颗粒和尾矿砂颗粒的表面分形维数分别为2．42和2．72。     

天然水体中颗粒物吸附抗生素特征分析

为了研究抗生素在天然水体中的固、液相分配规律,分析了水体中颗粒物对7种典型抗生素的吸附特征,并通过环境扫描电镜测定了颗粒物的表面结构及元素组成.同时,采用高效液相色谱与质谱串联(HPLC-MS/MS)的检测方法对抗生素进行测定,以Simeton为内标物,得到抗生素的检出限为15~25 ng·L-1,定量下限为50~83 ng·L-1.连续吸附实验结果表明:初始的20 min颗粒物对抗生素的吸附比较快,达到过量吸附;吸附达到过饱和后会进行10 min的解吸反应;实验进行30 min后,吸附与解吸过程的变化会趋于稳定,2 h后达到吸附平衡.抗生素的平衡吸附量在1616~15568 ng·g-1之间,其吸附量及吸附曲线的变化与抗生素的pKa值密切相关.     

我国地表矿物质颗粒物的粒度分布与来源

下垫面的地表矿物质颗粒物是大气气溶胶的源和汇,对生物地球化学循环、环境状况和人体健康产生影响。下垫面地表矿物质颗粒物的粒度分布是表征颗粒行为的重要参数,颗粒物的物理性质、化学性质和环境学性质等都与粒径有关。为探究人为下垫面（城市铺装道路、农村土路和农田等）和自然下垫面（沙漠和戈壁）地表矿物质颗粒物的粒径分布,并分析其影响因素,对城市铺装道路、农村土路、裸露农田、沙漠和戈壁下垫面的地表矿物质颗粒物进行粒度研究。结果表明：从沉积物中值粒径来看,城市铺装道路表现为佛山市南海区（254.9μm）>杭州市桐庐县（247.5μm）>北京市（201.3μm）>南平市延平区（178.7μm）>兰州市（65.5μm）;赣州市湖江镇农村土路为131.3μm;兰州市榆中县裸露农田为21.1μm;沙漠和戈壁表现为腾格里沙漠（272.7μm）>塔克拉玛干沙漠（121.9μm）。总体来说,地表矿物质颗粒物的粒度分布与人类活动、地理位置、风速和季节等因素密切相关,人类活动对粒度分布的影响因人类活动的复杂而难以明确,风速不同将裹挟不同粒径颗粒物,不同季节风速与风向不同,不同地理位置人类活...