蒙脱石对赖氨酸和壳聚糖的吸附实验研究

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1、2014年12月，第2O卷，第4期，537—548页高校地质学报December2014，Vo1．20，No．4，PP．537-548GeologicalJournalofChinaUniversities蒙脱石对赖氨酸和壳聚糖的吸附实验研究徐敏，盛玲，季峻峰，蔡进功。1．表生地球化学教育部重点实验室；南京大学地球科学与工程学院，南京210023；2．海洋地质国家重点实验室；同济大学海洋与地球科学学院，上海200092摘要：粘土矿物对有机质的吸附是自然界重要的过程之一。科学界对于有机质与粘土矿物的相互作用过程和机制研究仍处于一个比较薄弱的阶段。该文采用天然有机质赖氨酸(

2、左旋)和壳聚糖与蒙脱石进行室内合成模拟实验，通过x射线衍射、化学分析和红外光谱分析的手段对反应产物进行系统研究。结果表明，蒙脱石对赖氨酸和壳聚糖的吸附均存在两种机制：阳离子交换和有机分子间的相互吸引。赖氨酸在蒙脱石层间的排布有三种构型，随着赖氨酸浓度的增加分别以倾斜式、垂直呈“之”字形排列，最后形成第二排并可能生成简单肽；氨基酸的净电荷是影响吸附过程的重要因素，主要与pH值相关。壳聚糖能在蒙脱石层间形成分层结构，溶液的pH值和无机盐的存在都会影响吸附过程。壳聚糖一蒙脱石复合体在常温常压下水溶液中能稳定存在，而相同条件下赖氨酸易从蒙脱石层间释放，这主要是由有机质本身的性质

3、以及有机质和蒙脱石的结合方式决定的。关键词：蒙脱石；赖氨酸；壳聚糖；吸附；稳定性中图分类号：P579文献标识码：A文章编号：1006—7493(2014)04—0537—12TheStudyofAdsorptionofL-lysineandChitosanonMontmorillonitexuMin’，SHENGLin’，JIJunfeng’，CAIJingong1．KeyLaboratoryofSurficialGeochemistry，MinistryofEducation；SchoolofEarthSciencesandEngineering，NanjingUni

4、versity，Nanjing210023，China；2．StateKeyLaboratoryofMarineGeology，SchoolofOceanandEarthScience，Ton6iUniversity，Shanghai200092，ChinaAbstract：Organicmatteradsorbedontothesurfaceofclaymineralsisoneofanimportantprocessinthenaturalenvironment．However．theprocessandmechanismoftheinteractionbetwee

5、nnaturalorganicmatterandclaymineralsishighlydebatedduetoitscomplexity．Tosolvethisproblem．naturalorganicmatterofL-lysineandchitosanareintercalatedinmontmorillonite．Chemicalanalysis．infraredspectroscopyandX．raydiffractionhavebeenemployedinthecharacterizationofthereactionproducts．Ourdataind

6、icatedthattheadsorptionoftheL．1ysineandchitosanisbothfirstlydominatedbycationexchangeandsecondlybyadsorptionofelectricallyneutralforms．ForL．1ysine．threeconfigurationsseemtoform．Atlowconcentrations，L-lysineisinclinedintheinterlayer．AstheconcentrationofL-lysineincreases，themoleculesorienta

7、teperpendiculartothemontmorillonitelayers，maybeinazig-zagarrangement．Whentheconcentrationishigherenough，thesecondrowofL—lysineappearsandpeptidesmayformedintheinterlayerbvL．1ysinepolymerisation．Thenetchargeofaminoacids，whichdependsonthepHvalueinboththebulksolutionandinthep