纳米尺度观察糖-黏土微团聚体对磷素吸附的影响

糖-黏土团聚体对磷素的转化具有重要的调控作用,为揭示纳米尺度下糖介导的微团聚体初始形成过程及对磷的吸附效果,选择人工改性的纳米黏土硅酸镁锂,以及不同分子量的葡萄糖及葡聚糖,通过拉曼光谱和原子力显微镜观察不同糖与硅酸镁锂形成的微团聚体结构,利用单分子力谱解释了不同分子量糖和硅酸镁锂间的作用力差异,并比较微团聚体对磷素的吸附能力差异。结果表明:糖能有效胶结硅酸镁锂,形成稳定的糖-硅酸镁锂微团聚体,其中高分子量糖和硅酸镁锂具有更强的相互作用力,能形成更大粒径的微团聚体结构。当不同分子的糖-硅酸镁锂微团聚体形成后,均能对磷产生吸附效应,但吸附能力会随着糖分子量提升而降低,主要是由于不同分子量糖的添加,均能增加微团聚体表面羟基数目并提升微团聚体的表面电势,从而增加磷的吸附量;而高分子量的糖同时还会增加微团聚体的粒径,由于尺寸效应,吸附磷的量反而少于低分子量糖。结果说明高分子量糖能促进微团聚体形成,同时所有糖会促使微团聚体与磷的结合,但是该效应随糖分子量提升会有一定程度降低。