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化学工程2025年第02期:聚多巴胺改性黄土的捕水特征及保水机制

来源:期刊VIP网 时间:


作者:魏福龙;白波;王鹏乾;

单位:长安大学水利与环境学院;长安大学旱区地下水文与生态效应教育部重点实验室;长安大学水利部旱区生态水文与水安全重点实验室;

摘要:黄土在中国分布广泛,其水敏性强,但保水性能差,制约了干旱地区农业生产发展。为改善黄土的吸水和保水性能,以PDA(聚多巴胺)为增强材料,采用高效复合表面修饰方法,制备具有优异捕水和保水性能的PDA@LS改性黄土,并研究其微观特征、官能团分布、热质量损失特性、吸水性能和保水性能,对失水过程进行动力学分析,探讨改性黄土的捕水和保水机制。结果表明:盐酸多巴胺与空载黄土的质量比为1∶10时制备的改性黄土兼具低黏度和较好的流动性,饱和吸水量较空载黄土的0.275 7 g/g提升至0.474 2 g/g,开放环境下保水性能较空载黄土提升27.96%,并可多次进行水的解吸和复吸。动力学分析表明:PDA@LS改性黄土的恒温失水过程遵循Logarithmic模型,改性后的黄土中水分更易保持,有效水分扩散系数相比黄土降低56.02%,但易受温度的影响。PDA的改性极大改善了黄土吸水和保水性能,变黄土为“黑土”,对干旱地区土壤保水改良和水利用率的改善提供重要参考。

关键词:聚多巴胺;改性黄土;保水性能

基金资助:陕西省自然科学基础研究计划(2023-JC-QN-0535); 陕西省教育厅服务地方专项计划(23JE008)