电解质对细颗粒泥沙稳定性的影响研究

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1、维普资讯http://www.cqvip.com山西师范大学学报(自然科学版)第18卷第3期JournalofShanxiTeacherSUniversityVo1．18No．32004年9月NaturalScienceEditionSept．2004文章编号-1009-4490(2004)0343067-05电解质对细颗粒泥沙稳定性的影响研究郭玲，武海顺，金志浩(1．山西师范大学材料与化学科学学院，山西临汾041004；2．西安交通大学材料科学与工程学院，陕西西安710049)摘要：电解质对细

2、颗粒泥沙的稳定性有较大影响，该影响可通过细颗粒泥沙的Zeta电位来衡量，Zeta电位随电解质溶液的浓度，酸度的变化而变化，浓度增大，酸度降低，均可使细颗粒泥沙的Zeta电位(绝对值)减少，从而导致絮凝沉降速度加快，所得结论符合DLVO理论．关键词：电解质溶液；细颗粒泥沙；Zeta电位；DLVO理论中图分类号：X131．3文献标识码：A0引言细颗粒泥沙的稳定性对水土流失，污染物迁移以及侵蚀泥沙的输移，沉积有重要作用，是水土保持，环境保护，水利和农业水土工程等学科共同关注的研究内容¨I4J．影响细颗

3、粒泥沙稳定性的因素很多，但最主要的影响因素是电解质对粘土矿颗粒双电层的作用J，这与粘土矿的动电性质紧密联系，随着实验手段的不断完善，使得人们准确测定各种粘土矿的动电性质成为可能．关于电解质对细颗粒泥沙稳定性的影响已有了较多的研究_6’，但大多从泥沙动力学性质入手研究，研究方法较为复杂．本文以天然级配的细颗粒泥沙为研究对象，从泥沙电性质角度利用Zeta电位来衡量不同电解质溶液中细颗粒泥沙的稳定性，所得结论符合DLVO理论，希望通过本研究推动电解质在混水澄清，农业污水处理等研究中得应用．1实验部分1

4、．1主要仪器CPS1一A型超声波粉碎机(上海超声波仪器厂)；JS一94型微电泳仪(上海杰成实业有限公司生产，华东师范大学监制)；pHS一94型酸度计(上海第二分析仪器厂)；81—2型恒温磁力搅拌器(深圳国华仪器厂)；TOL一5型离心机(上海安亭科学仪器厂)；712型分收稿日期：2003-09—15基金项目：国家自然科学基金资助(批准号：20341005)．作者简介：郭玲(1973一)，女，山西临汾人，山西师范大学化学与材料科学学院讲师，在读博士生，主要从事潮水处理的研究．维普资讯http://w

5、ww.cqvip.com山西师范大学学报(自然科学版)光光度计(上海第三分析仪器厂)1．2细颗粒泥沙样品的采集及相关参数的测定将新采集的上海白龙港地区苏州河底泥置于去离子水中浸泡24h，之后用H：0除去其表面的有机质，风干，过0．1mm筛制成样品后密闭保存．细颗粒泥沙的矿物组成为：二氧化硅32％一40％，高岭土34％一40％，蒙脱石18％一21％，伊利石8．1％一9．2％；细颗粒泥沙的比表面积为15m／g一16m／g；中径值为2m一101xm．1．3Zeta电位的测定分别以不同浓度的NaC1，M

6、gCl，CaC1作为支持电解质，配置细颗粒泥沙悬浊液，浓度为5g／L，将盛有该悬浊液100mL的烧杯置于恒温磁力搅拌器中以100r／min的转速均匀搅拌1min后，立即用吸管吸取20mL悬浊液于另一小烧杯中超声分散30s，最后将该超声分散液5mL注入电泳槽中，插入电极对，加上直流交变电压，于微电泳仪上测定细颗粒泥沙的Zeta电位，每组样品重复测定3次，取平均值．1．4絮凝实验采用烧杯实验法，室温，在1L烧杯中分别以不同浓度NaC1，MgC1，CaC1作为支持电解质．配置细颗粒泥沙悬浮液5g／L，

7、于恒温磁力搅拌器中以100r／min的转速均匀搅拌1min后，于不同时间测定上清液的透光率．透光率测试条件：取液高度，距液面2cm处；取液方式，吸管吸取5mL液体，同一液体平行测定3次，取其平均值；测试波长500nm；lcm玻璃比色皿，蒸馏水为参比液．2结果与讨论-2．1单电解质溶液浓度对细颗粒泥沙Zeta电位的影响图1为细颗粒泥沙在不同浓度的NaC1，MgCl，CaC1电解质溶液中的Zeta电位变化曲线，悬浊液的pH值在6．5±0．2范围内．细颗粒泥沙是由铝氧八面体和硅lU氧四面体的晶格组成，

8、晶格中的Al¨▲▲>0或si有一部分被Mg¨或Ca¨取代吕＼10—6_-50而使细颗粒泥沙带负电荷．为了维护∞20◆电中性，细颗粒表面吸附一些正离子，这些正离子在水介质中因水化而离开30·．◆◆：240▲CaC12表面．于是细颗粒泥沙带上负电荷，晶电解质浓度对数值格取代是造成细颗粒泥沙带电的主要原因．细颗粒泥沙表面带电时，因整个图1各种电解质溶液中细颗粒泥沙体系应是电中性的．所以在液相中必的Zeta电位，pH值为6．5±0．2有与表面电荷数量相等而符号相反的Fig．1Zetapotentialo