α-Fe_2O_3、γ-Al_2O_3、SiO_2混合体系的表面配位反应

运用自动电位滴定技术分别研究了纳米α-Fe2O3、γ-Al2O3、SiO2单一体系及三组分混合体系中氧化物表面的酸碱性质和对重金属离子Cu2+、Pb2+、Zn2+的吸附行为.依据表面配位理论恒电容模式(CCM),计算了相应的表面酸碱配位常数.结果表明:α-Fe2O3/γ-Al2O3/SiO2三组分混合体系的表面化学反应并非是单一体系的简单叠加,而是存在着不同矿物表面间复杂的交互作用.三组分表面酸碱反应平衡式和相应的酸碱反应平衡常数分别为:≡XOH2+≡XOH+H+(lgKa1=-4.23),≡XOH≡XO-+H+(lgKa2=-8.41).根据重金属离子Cu2+、Pb2+、Zn2+在α-Fe2O3/γ-Al2O3/SiO2混合体系表面的吸附行为,计算得到Cu2+、Pb2+、Zn2+在混合体系表面配位反应及其平衡常数如下:≡XOH+M2+≡XOM++H+;lgK=-2.20,-1.90,-3.20(M=Cu,Pb,Zn).

Co(Ⅱ)和Ni(Ⅱ)在北山花岗岩上的吸附:表面配位模型及线性自由能关系

用批式法研究了Co（Ⅱ）和Ni（Ⅱ）在北山花岗岩（BS03, 600 m）上的吸附. Co（Ⅱ）和Ni（Ⅱ）在北山花岗岩上的吸附分配比（Kd）均随pH值、离子强度和吸附质浓度的变化而变化; 在低pH值范围, Co（Ⅱ）和Ni（Ⅱ）的Kd 值随离子强度的增大显著减小, 而在高pH值范围,离子强度对Kd的影响较小; Co（Ⅱ）和Ni（Ⅱ）在北山花岗岩上的吸附作用可以分别用1个离子交换反应和2个内层表面配位反应进行定量描述. 建立了表面配位反应平衡常数（K）与过渡金属二价离子水解常数（OHK）之间的线性自由能关系（LFER）,据此对Pb（Ⅱ）和Cu（Ⅱ）在花岗岩上的吸附进行了预测,并与实验结果进行了对比,获得了较好的一致性.

苯并三唑表面配位化学的电化学现场拉曼光谱研究

用电化学现场表面增强拉曼光谱(SERS)研究了非水体系中苯并三唑(BTAH)在银电极表面的吸附及成膜行为,结果表明非水体系中BTAH的吸附行为随电位变化而不同。较负区间主要以中性分子形式吸附;中间电位区间主要以BTA-吸附并不可逆成膜。采用直接电化学合成技术模拟电极表面过程制备了苯并三唑与Cu,Ag,Fe,Ni和Zn等金属的配合物,并研究了中性配体三苯基膦(pph3)对其配位过程的影响,所得产物的元素分析以及拉曼光谱研究表明pph3的加入影响了Cu和Ag与BTAH的配位过程,并出现在最终产物中,而对BTAH与Ni,Fe和Zn的配位过程未产生影响,产物未出现pph3。

亚甲基蓝及NH_4^+,Na^+,K^+与SiO_2的表面配位常数测定

采用动电位、等温吸附方法研究了不同pH条件下SiO2的表面电性和对有机染料-亚甲基蓝的吸附行为,运用WinSGW软件计算得出亚甲基蓝在SiO2颗粒表面配位常数.研究发现亚甲基蓝通过静电和氢键作用吸附,相应的化学反应模型和表面配位常数分别为≡Si2O-+MB+≡Si2OMB(lg K=4.48)和≡SiOH+MB+≡SiOHMB+(lg K=2.30).在此基础上研究了一价阳离子NH+4,Na+,K+对亚甲基蓝在SiO2表面吸附的影响,根据WinSGW软件模拟得到的NH+4,Na+,K+与SiO2表面的配位常数分别为:≡Si2O-+M+≡Si2OM[lg K=3.76,2.73,2.58(M+=NH+4,Na+,K+).在铵根离子浓度高时,还会在表面上发生≡SiOH+NH3+MB+≡SiOHNH3MB+(lg K=6.69)化学反应而生成包含有三种组分的≡SiOHNH3MB+表面三元配合物.研究结果可为了解有机染料和氨氮在被污染土壤和水体中的分布提供一定的理论依据.

镀锌层表面硫代酰胺化合物彩色配合物的XPS和AES研究

CH3CSNH2、H2NCSCSNH2、H2NCSNHNH2等硫代酰胺化合物在锌镀层表面发生配位化学反应,获得了多种不溶性彩色配合物膜,膜层有良好的装饰性能。XPS和AES分析结果表明,多数硫代酰胺化合物分子中的硫代酰胺基团在参与配位反应时发生了去质子化,N、S均发生了配位,另有部分硫代酰胺基团未去质子化,直接与Zn2+配位。从其AES深度剥蚀曲线的组成恒定区求得了膜层的厚度。

γ-Al_2O_3/SiO_2纳米颗粒混合体系表面的酸碱性质及其对重金属离子的吸附行为

运用电位滴定技术研究了γ-Al2O3/SiO2纳米颗粒混合体系的表面酸碱性质;依据滴定数据及表面配位理论恒电容模式,利用WinSGW软件计算得出了γ-Al2O3/SiO2纳米颗粒混合体系表面的酸碱反应平衡常数:≡XOH+H+≡XOH2+(lgK1=5.06±0.05);≡XOH≡XO-+H+(lgK2=-8.45±0.10);在此基础上研究了不同pH条件下重金属离子Cu2+,Pb2+,Zn2+在γ-Al2O3/SiO2纳米颗粒混合体系表面的吸附行为,并用WinSGW软件模拟得出了Cu2+,Pb2+,Zn2+在该混合悬浮液体系中的表面配位常数:≡XOH+M2+≡XOM++H+[lgK=-2.20,-1.72,-2.90(M=Cu,Pb,Zn)].

单溴四苯基卟啉吸附在AgCl溶胶表面性质研究

合成了单溴四苯基卟啉—— 5 - (邻溴苯基 ) - 1 0 ,1 5 ,2 0 -三苯基卟啉 (H2 L) ,用元素分析 ,红外光谱、电子吸收光谱和氢核磁共振谱确定了其组成和结构。研究了 H2 L在醋酸中电子吸收光谱和在 Ag Cl溶胶上的表面化学反应。结果表明 ,单邻溴四苯基卟啉在冰醋酸中以二酸形式 H4 L2 + 和游离碱 H2 L形式存在 ,二者之间存在着电离平衡 :H4 L2 + =H2 L+2 H+ ;当 p H=7.0～ 1 1 .0时 ,H2 L在Ag Cl溶胶表面发生配位反应生成 Ag( ) L,并且溶液的 p H增大 ,配位反应的速率增大。

镧对微囊藻的生长效应及被富集的动力学研究

研究了稀土元素La3+对微囊藻生长效应及其被微囊藻富集的动力学过程 .结果表明 :当La3+的添加浓度小于 2mg·l- 1 时 ,对微囊藻的生长有促进作用 ,当La3+的添加浓度大于 2mg·l- 1 时 ,微囊藻的生长受到抑制 .

α-Fe_2O_3,γ-Al_2O_3纳米粒子及其混合体系酸碱性质及对重金属离子的吸附行为

运用自动电位滴定技术分别研究了在纳米α-Fe2O3,γ-Al2O3单一体系及其混合体系中矿物表面的酸碱性质。依据表面配位理论恒电容模式,计算了相应的表面酸碱配位常数。实验和计算结果表明,按照等表面积原则混合α-Fe2O3、γ-Al2O3纳米粒子得到混合体系,其表面化学反应并非是单一体系的简单叠加,而是存在着不同矿物表面间复杂的交互作用。其表面酸碱性质和吸附重金属离子的行为可以用单表面模型拟合,混合体系表面反应平衡模式和相应的酸碱反应平衡常数分别为:≡XOH+H+≡XOH2+lgK1=4.04≡XOH≡XO-+H+lgK2=-9.20根据重金属离子Cu2+、Pb2+、Zn2+在α-Fe2O3/γ-Al2O3混合体系表面的吸附行为,计算得出Cu2+、Pb2+、Zn2+在混合体系固体表面的配位反应平衡常数如下:≡XOH+M2+≡XOM++H+lgK=-2.50、-2.25、-3.75(M=Cu、Pb、Zn)

Se(IV)在北山花岗岩上的吸附

采用批式法研究了粉碎的甘肃北山花岗岩样品(BS03, 600 m)对Se(IV)的吸附作用. 实验结果表明: 在pH 3-7范围内, Se(IV)的吸附分配比(Kd)基本不随pH变化; 当pH > 7时, Se(IV)在北山花岗岩上的Kd随pH的增大而减小. Se(IV)在北山花岗岩上的吸附不随离子强度变化. 北山地下水条件下的Ca2+(4.10×10-3 mo·lL-1)和SO42- (3.17×10-3 mo·lL-1)对Se(IV)的吸附没有影响. 此外, Se(IV)/Eu(III)/北山花岗岩三元吸附体系的实验结果表明, Se(IV) (1.46×10-5 mo·lL-1)和Eu(III) (3.33×10-6 mo·lL-1)在北山花岗岩上的吸附作用相互之间没有表观影响. 通过假定HSeO3-在广义的吸附位点≡SOH上发生了生成≡SHSeO3和≡SSeO3-的两个表面配位反应, 定量解释了Se(IV)的吸附实验结果.

聚乙烯二茂铁修饰电极测定抗坏血酸

化学修饰电极是近几年来活跃于电化学及电分析化学领域的一个新的研究课题,成功地应用于表面配位化学、光电转化、表面催化反应及痕量元素检测等方面。具有电活性的聚乙烯二茂铁修饰电极对抗坏血酸的氧化有催化作用。

粘接界面微观结构研究

将分子自组装技术、表面配位膜技术及双组分阻蚀剂协同处理技术分别应用于一些复合材料体系，如碳纤维－ 环氧、铝－ 碳纤维增强环氧及铜－ 环氧体系等，使复合的基材和基体趋向于较佳的界面匹配，达到了理想的增强复合效果。同时，采用 Ｓ Ｅ Ｒ Ｓ、 Ｆ Ｔ－ Ｉ Ｒ、 Ｘ Ｐ Ｓ、 Ｓ Ｅ Ｍ 等多种现代表面分析手段对复合材料界面微观结构进行了研究。结果表明：含有硫和氮等极性原子的有机化合物由于其对金属的强烈的配位能力可在金属表面形成聚合物膜或吸附形成自组装结构，由此对界面有优良的阻蚀作用。调节这些化合物中的端基活性官能团可使之与胶粘剂发生偶联反应而形成牢固的界面化学键。

稀土磁性复合微球的制备及表征

以聚乙二醇磁性胶体粒子为种子 ,运用分散聚合法 ,同时掺入稀土离子 ,制备出表面配位有稀土离子的磁性聚苯乙烯微球 ,该微球粒径为 6 0～ 180 nm,考察了稀土磁性微球的形态和结构。并用电镜、原子吸收光谱、红外光谱对其性质进行了表征。

Eu(Ⅲ)在蒙脱石上的吸附及碳酸根和磷酸根对其吸附的影响

锕系核素在处置库围岩和缓冲回填材料中的吸附和迁移参数是处置库安全评价的重要数据模块之一,而Eu(Ⅲ)由于其与三价锕系元素An(Ⅲ)相似的离子半径和化学性质常被用于模拟三价锕系元素的化学行为。本文通过批式吸附实验研究了固液比、接触时间、离子强度、p H、碳酸根及磷酸根等对Eu(Ⅲ)在蒙脱石上吸附的影响,重点关注了吸附机理和表面种态。研究结果表明,低p H时Eu(Ⅲ)在蒙脱石上的吸附方式为外层配位吸附,近中性时为内层配位吸附,高p H时则以表面沉淀的方式被吸附。离子强度的增大对Eu(Ⅲ)在低p H时的吸附产生抑制作用。低p H时碳酸根对Eu(Ⅲ)吸附的影响不明显,但在高p H时其会改变Eu(Ⅲ)的表面吸附种态。尽管磷酸根本身的吸附非常弱,但磷酸根会显著增强Eu(Ⅲ)的吸附。X射线光电子能谱结果和磷酸根吸附实验说明Eu(Ⅲ)在蒙脱石表面上形成了Eu PO4沉淀。本工作研究了蒙脱石/Eu(Ⅲ)二元体系和蒙脱石/Eu(Ⅲ)/阴离子三元体系的吸附行为,并用光谱技术探究了其吸附种态,为理解三价锕系核素在蒙脱石上的吸附行为提供了重要参考。

VO(acac)_2在Y型沸石上固载化的ESR波谱

VO（acac)2类化合物是典型的均相催化剂，它常作为活性组分载在固体表面，研究其在栽体表面的配位结构是一重要的课题。VO^2+配合物的ESR研究已有报道。本文报道用ESR方法研究VO（acac)2在Y型石上的固载化作用的实验结果，并用电子计算机进行了模拟，讨论了不同固载化过程中VO^2+的可能配位结构。

N,N′双脂肪酰基乙二胺二丙酸甲酯的合成-及性能研究

以无水乙二胺、丙烯酸甲酯及不同的脂肪酸反应,合成了Gemini型表面活性剂双脂肪酰基乙二胺二丙酸甲酯,通过测定不同浓度溶液的表面张力和电导率,对系列Gemini型表面活性剂,即C10(癸酸)Gemini型、C12(月桂酸)Gemini型、C14(肉豆蔻酸)Gemini型、C16(棕榈酸)Gemini型的相关性能进行了表征。同时探讨了不同金属离子的加入对于Gemini型表面活性剂的表面活性的影响。

铁锰原位氧化产物吸附微量磷的实验

采用小试生物滤池,分别考察了铁和锰离子原位过滤氧化产物吸附去除水中微量磷酸根的特性,并结合SEM/EDS/BET/Zeta电位等分析手段解析了二者对磷酸根的吸附机制.结果表明,铁或锰离子在滤层内氧化的同时,其氧化产物均对磷酸根具有吸附作用;进水铁或锰的去除量与磷酸根的吸附量呈正相关线性关系,其吸附关系分别为106.28μg·mg-1和77.98μg·mg-1.SEM/EDS/BET的分析结果表明,富铁氧化物和富锰氧化物的比表面积分别为96 m2·g-1和67 m2·g-1,前者主要以小颗粒形态在滤层空隙间积累,而后者则以层状或片状形式披覆于滤料表面;反冲洗过程不影响锰氧化过程对磷酸根的吸附,而对铁氧化除磷过程具有促进作用.Zeta等电点和阴离子竞争吸附结果表明,富铁和富锰氧化物吸附磷酸根后,Zeta等电点p H均降低,二者对磷酸根的吸附过程以内层配合吸附作用为主,且氯离子、硫酸根、硝酸根离子对磷酸根的竞争吸附作用影响较弱,属于特异性吸附.

Eu(III)在北山花岗岩上的吸附作用

用电位滴定法研究了甘肃北山花岗岩(BS03,600m)的酸、碱性质,用批式法研究了Eu(III)在该花岗岩上的吸附行为.实验结果表明:在离子强度I=0.1M的NaCl溶液中,北山花岗岩的pHPZNPC为9.4,当I增大至0.4M时,pHPZNPC为9.0.不同离子强度下花岗岩的电位滴定曲线与类似条件下蒙脱石的相仿.Eu(III)在北山花岗岩上的吸附分配比(Kd)随pH、离子强度和Eu(III)浓度的变化而变化.在低pH范围,Eu(III)的Kd值随离子强度的增大显著减小,而在高pH值范围,离子强度对Kd的影响甚微.用模型定量解释了Eu(III)在北山花岗岩上的吸附随pH、离子强度和Eu(III)浓度而变化的实验数据,该模型包含Eu3+与花岗岩发生的阳离子交换反应以及Eu(III)与花岗岩表面羟基发生两个内层表面配合反应(inner-sphere surface complexation reactions).用所建模型对离子强度为0.1M时Eu(III)在北山花岗岩上的吸附行为作了预测,并与文献报道的类似条件下Am(III)在北山花岗岩上的吸附实验数据作了比较.

放射性核素在固-液界面上的吸附:模型及其应用

放射性核素在固-液界面上的吸附行为是其在低浓度下物理化学行为研究的重要内容之一。本文综述了固-液界面吸附研究方面取得的主要进展,总结了放射性核素在固-液界面的吸附动力学、热力学模型,重点讨论了表面配位模型和亚稳态理论在固-液界面吸附行为研究中的应用和发展,较为详细地概括了部分先进光谱技术、理论计算方法和模型模拟手段等在固-液界面上的吸附行为研究中的应用。

地球化学模拟在高放废物地质处置中的应用与发展

随着核能事业的发展,高放废物的处理和处置问题日益突出.其中,研究高放废物在环境介质中的吸附、扩散和迁移行为是获取放射性核素对周围环境和人群健康影响的基础参数的最重要和最直接的途径.近年来,人们利用已有的实验数据及核素的基础热力学和动力学数据,附以相应的数学模型,建立了一些地球化学模拟软件,用于分析核素在地质介质中可能发生的连续性和长期性变化.目前,国内外常用的地球化学模拟软件有十多种.本文从热力学平衡计算原理、种态分布计算方法和表面配位模型假设等几个方面对地球化学模拟软件进行了简要介绍,对近年来地球化学模拟软件在核素种态分布计算和表面配位模型模拟两方面的应用进行了举例分析,并以Ca-U-CO3配合物为例,说明完备的热力学数据对地球化学模拟软件发展的重要性,以期促进我国地球化学模型的应用和发展.