铝硅酸盐矿物溶解作用铝活性研究

现在愈来愈多的研究表明：硅酸盐、特别是铝硅酸盐矿物在有机质成熟热演化过程中发生溶解形成大量次生孔隙，将是砂岩储集体次生孔隙形成的重要现象之一。有机质成熟热演化发生脱羧作用，进而增强了孔隙水溶液中的有机酸阴离子浓度［１］，有机酸促进铝硅酸盐矿物溶解，溶解的实质是铝活性问题。本文通过实验分析了有机质与无机矿物的相互作用，讨论了有机酸对不同矿物的溶解性，查明了铝活性动力学因素，并对铝硅酸盐矿物次生孔隙形成机理进行了探讨。

含铝活性炭污泥对磷的吸附特性研究

考察了粒径、pH、温度、磷初始浓度等因素对含铝活性炭污泥吸附磷的影响,确定了其吸附过程的热力学和动力学参数。结果表明,含铝活性炭污泥吸附磷的最佳条件为污泥粒径取1.000~〈2.000mm,温度取25℃,无需调节pH,磷初始质量浓度小于50mg/L。Langmuir方程或Freundlich方程均可以描述含铝活性炭污泥吸附磷的吸附等温线。热力学参数标准吉布斯自由能变（ΔGθ）〈0J/mol、标准吸附焓变（ΔHθ）〉0J/mol、标准吸附熵变（ΔSθ）〉0J/（mol·K）表明,含铝活性炭污泥吸附磷为自发的、吸热的、熵增的过程。吸附动力学研究表明,拟二级动力学模型能够模拟含铝活性炭污泥对磷的吸附过程。

施用尿素引起红壤pH及铝活性的短期变化

酸性红壤在我国南方广泛分布,其酸性是限制大多数作物生长的一个主要环境胁迫因子,主要原因是低pH条件下土壤中Al的溶解所导致的毒性.对3种红壤施用不同浓度的尿素,其pH值在短期内都随着施入尿素浓度的增大而急剧上升,交换性Al随着施用尿素浓度的增大而急剧下降.交换性Al含量与土壤pH值变化呈显著负相关.动态试验表明,pH值上升的现象是短期的,pH值在达最大值后缓慢下降,下降幅度最大的阶段在第2～4周.短期内,施用尿素能显著降低酸性土壤对玉米的铝毒效应.

Al粒径对富铝聚四氟乙烯基铝活性材料冲击反应性能的影响

为研究Al粒径对50%∶50%质量比的富铝聚四氟乙烯基铝(PTFE/Al)活性材料在中高应变率下的冲击反应行为的影响,采用模压烧结成型法制备了50 nm、10μm、70μm、200μm 4种Al粒径的PTFE/Al活性材料试件。基于分离式霍普金森压杆(SHPB)实验,利用高速摄像机拍摄不同应变率加载下PTFE/Al活性材料的冲击反应过程,分析Al粒径对PTFE/Al活性材料的冲击反应特性影响。实验结果表明:随着Al粒径从50 nm增加到10μm,反应延迟时间增加可达40%,反应持续时间降低可达17%,同时PTFE/Al活性材料参与反应的量逐渐减少,反应激烈程度和能量释放不断降低,反应难以持续进行;当Al粒径增加到70μm时,难以在SHPB加载下发生反应;加载应变率对PTFE/Al活性材料的反应性能也有较大的影响,PTFE/Al活性材料的反应延迟时间随着加载应变率的提高而降低;加载应变率和Al粒径对PTFE/Al活性材料的冲击反应扩散、反应速率、反应程度均有较大影响,可通过调节Al粒径来调节其冲击反应性能。

机械化学法制备载铝活性炭对矿井水的除氟性能研究

我国西部煤炭主产区矿井水中氟化物(F-)超标问题逐年加重,已严重制约了矿区的可持续发展,提出有效的F去除技术是提高矿井水利用效率的关键。通过机械化学法一步固相反应制备了负载氧化铝的活性炭(Al_(2)O_(3)/C)吸附剂,该方法可同时实现Al_(2)O_(3)和活性炭的活化和吸附剂制备,制备过程不产生废液废渣,能耗低。Al_(2)O_(3)/C投加量为10 g/L时,pH值为5~10对水中F去除率可达到75%以上;高浓度SO_(4)^(2-)(-3000 mg/L)、Cl(-3000 mg/L)和腐殖酸对F去除影响很小,但HCO_(3)^(-)浓度为1000 mg/L时,F去除率下降至23.8%,矿井水中的HCO_(3)^(-)达到730 mg/L,对Al_(2)O_(3)/C除氟抑制作用明显,F去除率最高达到53.5%,因此在工程实践中应对矿井水进行预处理降低HCO_(3)^(-)的不利影响。Al_(2)O_(3)/C对F的吸附过程符合准二级动力学模型和Langmuir等温模型。Al_(2)O_(3)/C除氟性能与其比表面积和孔径无关,主要依赖于表面负载的Al_(2)O_(3),X射线光电子能谱结果表明:Al-F键的形成是除氟的主要机理。

酸沉降强度对马尾松土壤活性铝的影响

为探究长期自然环境中酸沉降强度对马尾松林下土壤活性铝的影响,以酸沉降强度依次增大的重庆四面山、缙云山、铁山坪为研究区,选取母质相同的马尾松土壤为研究对象,分析不同酸沉降强度下土壤pH值、营养元素含量、交换性阳离子含量、酶活性与土壤活性铝的相互作用关系。结果表明:随着酸沉降强度的增大,土壤pH值及全碳(TC)、全氮(TN)、交换性铝(Ex-Al)、单聚体羟基铝(Hy-Al)、酸溶无机铝(Ac-Al)含量显著下降(P<0.05),而交换性Mn^(2+)含量不断上升。研究区活性铝以Ac-Al和腐殖质酸铝(Hu-Al)为主,共占比77.1%~84.9%。酸沉降条件下,土壤各形态活性铝含量与TC含量、TN含量、全硫(TS)含量、铵态氮(NH_(4)^(+)-N)含量、脲酶(UE)活性显著相关(P<0.05),活性铝总量的主要影响因子为NH_(4)^(+)-N含量。酸沉降强度改变影响土壤活性铝的主导因子。在四面山,TC、TN、TS含量与各形态活性铝含量显著正相关(P<0.05);在缙云山,Mg^(2+)含量与Ac-Al含量显著正相关(P<0.05),与Ex-Al、Hy-Al、Hu-Al含量显著负相关(P<0.05);在铁山坪,硝态氮(NO_(3)^(-)-N)含量与Ex-Al含量极显著负相关(P<0.01),与Hy-Al、Ac-Al、Hu-Al含量极显著正相关(P<0.01)。随着酸沉降强度的增大,马尾松土壤碳氮元素流失,活性铝淋溶,交换性Mn^(2+)含量升高。经冗余分析可知,随酸沉降强度增大,影响土壤各形态活性含量的主要因子由TC、TN、TS含量转变为交换性Mg^(2+)含量,后为NO_(3)^(-)-N含量。

电增强载铝活性炭纤维吸附氟离子性能

以载铝活性炭纤维毡为电极,在电场作用条件下对模拟含氟水进行静态吸附实验。结果表明,该载铝活性炭纤维毡正极化可以强化吸附除氟效果,吸附动力学数据很好地符合Lagergren二级速率方程,加电场时二级反应速率常数为4.50 g/(mg·h);其对高浓度含氟饮用水也有较高去除率,Freundlich吸附等温方程能很好地描述吸附平衡数据。加电场情况下,该载铝炭毡对氟离子的最大吸附量为16.584 mg/g,去除氟离子的最佳pH范围是5.5~8.9。共存阴离子Cl-、SO2-4和NO-3对炭毡吸附除氟没有抑制作用,但CO2-3的存在会导致除氟吸附量显著下降。

电增强载铝活性炭纤维吸附除氟的效果与影响因素

以含氟地下水为研究对象,采用自制电促吸附除氟反应器,开展电增强载铝活性炭纤维吸附除氟的动态实验,研究了不同电压、极板间距、地下水碱度和流速对吸附除氟效果的影响。实验结果表明,在负载炭纤维毡的电极一端加正电,可以提高除氟效果。当电压为1.6 V时除氟效果较好,单位面积炭毡处理达标水量为56.7 L/m2;极板间距设置为4mm时电吸附反应器除氟效果最佳;通过调节pH改变地下水碱度,当地下水pH调节为5.5时,电吸附反应器除氟效果较未调节前提高50%;当采用3对电极板,流速为1.88 m/h时,达到最高表面处理负荷2 073.6 L/(m2.d);探究了反应器的反洗再生方式,并连续进行了吸附再生的动态实验;穿透的反应器以Al2(SO4)3溶液为再生液并采用反向加电1.6 V的方式,可以达到较好的再生效果,实现连续动态运行。

皖南茶园土壤活性铝形态分布与土壤pH和植茶年限的关系

通过采集皖南3个典型茶园土壤和实验室分析,研究了在不同植茶年限下茶园土壤pH和活性铝形态分布特征。结果表明:茶园土壤中活性铝的形态主要有交换态铝Al3+、单聚体羟基铝A(lOH)2+A(lOH)+2、胶体态铝A(lOH)03和腐植酸铝Al-HA,总体上随着植茶年限的增加Al-HA含量呈明显下降趋势,而Al3+呈稳步上升趋势,单聚体羟基铝A(lOH)2+A(lOH)+2呈缓慢下降。0～20cm层土壤pH值与Al3+、植茶年限呈极显著负相关(-0.819、-0.952,P<0.01),与A(lOH)2+A(lOH)+2呈显著正相关(0.658,P<0.05),与Al-HA呈极显著正相关(0.929,P<0.01),20～40cm层土壤pH与各形态活性铝及植茶年限间的相关性不显著。pAl-pH的线性回归方程的斜率在0.281～0.659之间,都明显偏离了三水铝石模型,而方程的决定系数都在0.90以上,表明茶园土壤中Al3+活度对土壤pH的影响还是很显著的。与自然土相比,植茶促进交换态铝在茶园土壤中的累积,土壤种茶后趋于酸化,种茶时间越长酸化越严重,而茶园土壤pH与土壤活性铝总量是呈负相关的。

黔西北茶园土壤活性铝的形态分布及影响因素

土壤中各形态活性铝的质量分数决定了铝毒性的强弱,为了解茶园土壤中活性铝的形态分布及其影响因素,以采集于贵州西北部的106个茶园土壤样品为材料,采用化学连续提取法测定土壤中各形态活性铝的质量分数并分析其影响因素.结果表明:不同类型土壤中w(Tac-Al)(Tac-Al为活性铝)表现为黄壤>黄棕壤>棕壤>褐土;土壤中各形态活性铝质量分数分布略有差异,表现为w(Hy-Al)(Hy-Al为铝的水合氧化物与氢氧化物)>w(Ha-Al)(Ha-Al为腐殖酸螯合态铝)>w(Ex-Al)(Ex-Al为可交换态铝)>w(Or-Al)(Or-Al为有机结合态铝)>w(In-Al)(In-Al为无机吸附态铝),其中,结合较稳定的Hy-Al和Ha-Al占优势,二者质量分数之和在w(Tac-Al)中所占比例接近70.0%.相关性分析显示,土壤中各形态活性铝质量分数之间均呈极显著正相关(P<0.01),其中,w(Hy-Al)与w(Tac-Al)之间的R高达0.975(P<0.01),接近线性关系;w(Tac-Al)随着土壤p H的降低而升高,随着w(有机质)的增加而增大.因此,土壤中w(Tac-Al)并不由w(总Al)决定,而是受土壤p H和w(有机质)等因素的综合影响.

单宁酸对不同pH茶园土壤中活性铝形态分布的影响

采集云南省普洱市和江西省南昌县两地典型的茶园土壤，通过添加HCl和Ca（OH）2调节土壤pH，研究不同pH（3．0、3．5、4．0、4．5）茶园土壤添加0．4mmol·kg-1、2．0mmol·kg、4．0mmol·kg、8．0mmol．kg-1、12．0mmol．kg-1单宁酸后，活性铝形态交换态铝（Al3＋）、单聚体羟基铝[AI（OH）2＋、AI（OH）；]、酸溶无机铝[AI（OH）3^0]和殖酸铝[Al-HA]的分布特征。结果表明：单宁酸添加量为0～0．4mmol·kg-1和0～2．0mmol·kg-1时，江西南昌和云南普洱茶园土壤中交换态铝随土壤pH的增加呈明显下降趋势，而羟基态铝、酸溶无机铝和腐殖酸铝呈逐渐上升趋势；当单宁酸浓度增至2．0mmol·kg-1以上时，随土壤pH的增加，单宁酸对活性铝释放的抑制作用增强，各形态活性铝含量都较低，且不同pH处理土壤间的差异不显著。0～20cm土层土壤与20～406m土层土壤变化规律大致相似，总体上看，下层土壤活性铝总量高于上层。云南普洱茶园土壤活性铝总量明显高于江西南昌的茶园土壤。相关分析表明，0～20Gm土层土壤中，pH与羟基态铝、腐殖酸铝、土壤酸碱缓冲容量（pHBc3呈正相关（r=O．796，P〈0．01；r=0．960，P〈0．01；r=0．852，P〈0．01）；pHBC与交换态铝、羟基态铝呈负相关（F一0．904，P〈0．01；r=-0．645，P〈0．05），而与腐殖酸铝呈正相关（r=0．795，P〈0．01）。同时，单宁酸加入浓度为0～0．4mmol-kg-1时，土壤pH明显上升，之后随着单宁酸加入浓度的增加土壤pH持续下降，土壤pH（YpH）与单宁浓度（clDN）在此阶段基本符合方程：YpH=-0．04CDN＋3．82俾。=0．95，P〈0．01）的线性变化趋势，在单宁酸浓度达到8．0～12．0mmol·kg-1时，土壤pH基本不再变化。

化学浸提法研究中药茯苓中活性铝的形态分布

利用KCl、NH4Ac、HCl、NaOH四种浸提液对中药茯苓中铝的存在形态分别进行浸取溶出，采用分光光度法对不同形态的铝含量进行测定，得到茯苓中活性铝的形态分布，有机铝含量占总量的58．9％；胶态Al（OH）3占总量41．1％；浸提液中铝的回收率为97．0％～109．3％。

污泥中活性铝的溶出及形态分布

利用ＫＣｌ,ＭＨ４Ａｃ,ＨＣｌ,ＮａＯＨ四种化学浸提液将污水厂初沉污泥中的活性铝溶出,根据不同的溶出机理,得到铝的各种化学形态,进行定量测定,得到污泥中活性铝的形态分布,为污泥的合理利用提供了一些信息．

模拟酸雨对土壤活性铝释出影响研究

采用室内动态淋溶方法研究了模拟酸兩对浙江省主要酸性土壤活性铝释出的影响。结果认为:酸雨对强酸性土壤活性铝的释出有一定的促进作用;当土壤酸化至pH为4.3时,才会导致活性铝迅速大量释出;促使土壤开始迅速大量释出活性铝的酸雨“临界淋溶量”与其酸度变化呈负相关,两者增减的倍比值基本相同。可利用此相关关系,对酸雨促进土壤活性铝释出的潜在影响进行定量化预测。

外源有机质存在下钙铝交互作用对茶园土壤铝的吸附能力与活性的影响

通过实验室模拟,研究不同含量外源有机质存在下(5%、10%和15%),钙铝交互作用(钙/铝摩尔浓度比为1∶2、1∶1和2∶1)对茶园土壤铝的吸附能力和活性的影响。结果表明,钙铝交互作用显著增加了茶园土壤对铝的吸附量,外源有机质对钙铝交互作用下茶园土壤铝的吸附作用影响不明显;钙铝交互作用使茶园土壤水溶态铝含量增加,交换态铝含量下降,且随钙/铝比的增大交换态铝含量下降越显著;但外源有机质使钙铝交互作用下茶园土壤的水溶态铝含量下降,同时交换态铝含量显著增加。总的看,外源有机质使钙铝交互作用下茶园土壤活性铝含量增加,且随外源有机质含量的增加,活性铝含量增加的越显著。

纳米铝粉粒径对活性量及氧化层厚度的影响

采用TEM、ESEM及元素分析对25-600 nm的铝粉进行了表征,用FastStone软件对TEM照片进行了处理,提出了纳米铝粉氧化层厚度计算公式,结合实验条件,分析了该公式的合理性与通用性。结果表明,纳米铝粉的氧化层厚度存在一个下限值,当铝粉粒径不小于70 nm时,铝粉的氧化层厚度与粒径呈二项指数增加关系。

CVD法制备碳/高活性铝复合材料

采用化学气相沉积技术(CVD),在乙炔气氛、500℃条件下制备了碳/高活性铝复合材料。通过X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)对复合材料的物相、形貌、组成进行了表征。结果表明,碳/高活性铝复合材料具有特殊的核壳结构及良好的耐水能力。

活性铝对小麦根生长及酶活性的影响

利用铝形态分布与环境pH的相关性,通过改变染毒液pH条件,研究了不同浓度活性铝对小麦根生长、蛋白质含量及酸性磷酸酶活性的影响,并探讨了不同形态活性铝植物毒性的差异.本实验染毒液中总铝浓度设置为0(CK)、25(T1)和75μmol·L-1(T2)3组,各组pH分别调至4.0、4.5、5.0和5.5.结果表明,微量Ala与Alb对小麦根生长均具有抑制作用.但随染毒液中活性铝组分的改变,小麦根蛋白质含量和酸性磷酸酶活性显现相反变化趋势:T1和T2组在pH4.0,活性铝主要成分为Ala时(Ala浓度高于活性铝浓度的90%),小麦根细胞蛋白质含量显著下降,酸性磷酸酶活性显著上升;T1和T2组在pH5.0,Ala浓度降低至与Alb浓度接近,且Ala和Alb浓度均低于10μmol·L-1时,根细胞蛋白质含量显著上升,酸性磷酸酶活性显著下降.

微米铝粉活性及氧化膜厚度研究

提出了计算微米级铝粉平均氧化膜厚度的经验公式.使用SEM、气体容量法、激光粒度仪及质谱仪对两个系列共21种数均粒径的微米铝粉进行了形貌、活性铝质量分数、粒度分布与成分测试,分析了微米铝粉的数均粒径与其氧化膜厚度之间的规律.结果表明,微米铝粉的平均氧化膜厚度与数均粒径为指数关系,并存在一个与铝粉纯度相关的上限值.

土地利用方式与坡位土壤活性铝形态特征分析

以红壤坡地为材料,研究了地带性恢复林地、农作区、人工林地茶园和桔园等4种土地利用方式下土壤pH、有机质和铝形态的分异特征。结果表明,土壤pH、有机质和3种活性铝形态含量差异显著。和恢复区相比,农作区由于大量秸秆和根茬还土,土壤交换性铝的含量显著降低,而土壤吸附态羟基铝和有机络合态铝的含量则不同程度地提高;人工林地茶园和桔园则呈现出土壤交换性铝提高的特征,吸附态羟基铝和有机络合态铝含量下降。下坡位土壤表现为堆积,土壤pH值和有机质含量增加,土壤交换性铝含量比上坡位减少,吸附态羟基铝和有机络合态铝含量增加,降低了铝的毒性。相关分析表明,土壤pH值与土壤交换性铝呈显著负相关,y=-97.6x+6009.2(R2=0.7315),与土壤吸附态羟基铝呈显著正相关,y=2810.8x-9293(R2=0.9003);而土壤有机质含量与土壤交换性铝呈显著负相关,y=-2963x+17616(R2=0.8977),与土壤有机络合态铝呈显著正相关,y=553.4x-4779.1(R2=0.4364)。说明土壤铝形态在坡面上的分异特征是坡面利用类型与地形部位共同作用的结果。