土壤和黏土矿物胶体动电电位的影响[1]

《土壤和黏土矿物胶体动电电位的影响[1]》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、万方数据第46卷第5期2009年9月土壤学报ACTAPEDOLOGICASINICAVoL46．No．5Sep．，2009氧化铁的存在方式对土壤和黏土矿物胶体动电电位的影响术徐仁扣肖双成(土壤与农业口I持续发展国家重点实验室(中国科学院南京土壤研究所)，南京2lO∞8)EFFECToFTHEEXISTINGTYPEoFIRoNoXIDESoNZETAPOTENTIALoFASoILANDMINERALSXuRenkouXiaoShuangcheng(5组据嘶k60mto哆矿So订o，ldSw缸fn

2、06如^g啦“缸“"，加I缸妇旷so砧＆加卯，c^i嗍A∞如m口，D，＆如n删，肌，讲，lg210008，C^iM)关键词胶体双电层；氧化铁；黏土矿物；动电电位中图分类号S153文献标识码A土壤表面带有电荷是土壤胶体的基本特征，也是土壤具有保肥能力的主要原因。可变电荷土壤由于矿物组成的特点，其表面电荷特征与恒电荷土壤有很大不同。在通常的pH条件下这类土壤中的硅酸盐矿物带负电荷，而铁、铝氧化物带正电荷，因此，可变电荷土壤中存在两类带相反电荷的胶体颗粒，两者之间存在相互作用。Qafoku和Sumner

3、⋯发现当用很稀的CsCl溶液(0．5mmolL。1)对美国老成土进行淋溶实验时，淋出液中cs+和c1．的浓度在开始阶段几乎保持不变，而且较加入的淋溶液低很多，淋出液的电导率(EC)较加入的淋溶液的电导率也低得多。此现象无法用传统的离子交换理论和形成离子对模型来解释，他们提出可变电荷土壤中带相反电荷的胶体颗粒表面双电层重叠的假说，并很好地解释上述实验现象。最近Hou等旧1在胶体悬液体系中也观察到带相反电荷胶体颗粒表面双电层的相互作用，高岭石和铁、铝氧化物表面双电层扩散层的重叠降低了高岭石表面的有效负

4、电荷密度，导致高岭石和铁、铝氧化物混合悬液体系的动电电位较高岭石单一体系动电电位增大。类似的实验现象也在蒙脱石与氧化铁的混合体系及土壤与Fe／Al氧化物的混合体系中观察到旧’“。土壤中的铁、铝氧化物除以游离方式存在于土壤中外，还可在硅酸盐矿物表面形成包膜，并通过物理掩蔽作用减小土壤的负电荷”’“。因此，可以预期，氧化物的存在方式不同，其对胶体动电电位的影响不同，对胶体双电层相互作用的影响也将有所不同。虽然文献中已有关于土壤和矿物表面包被铁、铝氧化物对其表面电化学性质的影响的研究报道旧“·，但包铁和

5、混铁两种方式对矿物表面化学性质影响的比较研究，至今未见报道。本文对此作初步探讨。由于在实际土壤中，很难将游离存在的氧化铁和以胶膜形态覆盖于矿物表面的氧化铁区分开来，因此，人工合成的矿物与氧化铁的复合体用于本研究中。1材料与方法1．1土壤、矿物及包铁和混铁样品的制备本文所用红壤采自江西进贤，膨润土采自南京汤山，高岭石购自上海化学试剂厂。红壤和膨润土风干磨细后用沉降法提取粒径小于2恤m胶体，用于包铁和混铁样品的制备。两种矿物的基本性质列于表l。·国家自然科学基金项目(40571076)和中国科学院知识

6、创新T程领域前沿项目(IssAsIP0613)资助作者简介：徐仁扣(1965～)，男，江苏东台人，博士，研究员，主要从事土壤表面电化学的研究。E—mail：fkxu@is∞s．ac．cn收稿日期：2007—09一10；收到修改稿日期：2007一ll—19万方数据946土壤学报46卷包铁样品的制备方法如下：向盛有250ml0．2molL“的Fe(NO，)，溶液的烧杯中加入10．00g样品(膨润土、高岭石、红壤胶体等)，搅拌一段时间后向其中缓慢滴加2．0molL“的NaOH溶液，其间不断搅拌。直至pH

7、稳定为7．0后将烧杯放置于60℃烘箱里恒温老化24h，洗涤数次后电析，再用红外灯烘干、磨细、过60目筛备用。混铁样品的制备方法如下：向盛有250ml0．2molL“的Fe(NO，)，溶液的烧杯中缓慢滴加2．0molL。1的NaOH溶液，其间不断搅拌。直至pH稳定为7．0后将烧杯放置于60℃烘箱里恒温老化24h，取出冷却至室温后加入lO．00g样品(膨润土、高岭石、红壤胶体等)，搅拌并放置24h，再洗涤数次后电析。用红外灯烘干、磨细、过60目筛备用。用相同的方法制备氧化铁样品，并经电析纯化后用于对照

8、实验。未经氧化铁处理的土壤和矿物经过电析后也用于对照实验。1．2zeta电位的测定称取上述样品O．0625g于塑料瓶中，加入250mlO．1mmolL“的NaNO，溶液，在超声波中分散1h后均匀分装到6个100ml塑料瓶中，用稀NaOH或稀HNO，将pH调至不同值，放置平衡3d后用Js94G+微电泳仪(上海中晨数字技术设备有限公司)测定胶体悬液的动电电位(zeta电位)。测定时所用黏土矿物颗粒的粒径小于2．0斗m。每一样品重复测定10次，文中结果是10次测定数据的平均值。2结果与讨