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作者：皮小平;李睿;陈梓歆;
单位：西南大学资源环境学院;
摘要：[目的]本文基于轨道非对称杂化理论,研究碱金属离子Li~+、Na~+、Cs~+在高岭石颗粒表面的吸附动力学特征。[方法]利用离子交换吸附动力学模型,计算离子在土壤/水界面的扩散距离以及不同条件下高岭石颗粒的表面电位,用以表征离子在高岭石颗粒表面的不同吸附类型以及定量不同类型吸附力的强弱。[结果](1)Li~+、Na~+、Cs~+在高岭石颗粒表面吸附仅存在一级吸附动力学,但平衡吸附能量存在明显差异,表现为Cs~+>Li~+>Na~+,这种差异源于离子在高岭石颗粒表面的吸附作用力不同;(2)在高岭石颗粒表面,Li~+仅受到静电吸附作用,Na~+不仅存在静电吸附的作用,还存在非经典极化作用,而Cs~+受到静电吸附作用、非经典极化作用和极化诱导共价作用三种不同作用力,其中,非经典极化作用随着电解质浓度升高而减弱,极化诱导共价作用随着电解质浓度升高而增强;(3)离子受到颗粒表面不同的极化作用,静电吸附作用、非经典极化作用贡献的有效电荷数分别表现为β_(eLi)=β_(pNa)=β_(pCs)=1,β_(pNa)《β_(pCs),极化诱导共价作用贡献的有效电荷数β_c只存在于Cs~+中。[结论]碱金属离子Li~+、Na~+、Cs~+在高岭石表面的吸附动力学特征有明显差异。产生差异的原因为:受矿物表面电位影响,碱金属离子在矿物表面产生不同的离子极化效应,使得碱金属离子在高岭石颗粒表面受到不同类型的吸附作用力。本研究将对可变电荷矿物表面的固/液界面反应理论的完善提供新思路。
关键词：可变电荷颗粒;;离子交换吸附;;轨道非对称杂化;;离子极化
