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ISSN 1000-6818CN 11-1892/O6CODEN WHXUEU
物理化学学报 >> 0,Vol.>> Issue()>> 0-0     doi: 10.3866/PKU.WHXB201705181         English Abstract
一种评估阳离子交换吸附活化能的方法
李嫣婷1, 刘新敏1, 田锐1, 丁武泉1, 修维宁2, 唐玲玲1, 张静1, 李航1
1. 西南大学资源环境学院, 土壤多尺度界面过程与调控重庆市重点实验室, 重庆 400715;
2. 农业工程研究所, 重庆市农业科学院, 重庆 401329
Full text: PDF (965KB) 输出: BibTeX | EndNote (RIS)

离子和带电粒子之间的相互作用受纳米/胶体颗粒表面上离子吸附控制,同时它决定着颗粒的微观性质、界面反应过程以及颗粒间相互作用。现有的离子界面反应理论没有考虑到离子特异性对离子-表面相互作用的影响。本研究建立了带电颗粒表面离子吸附模型。结果表明蒙脱石胶体表面离子吸附平衡存在着强烈的离子特异性效应。离子和表面之间的吸附能随离子浓度的增加而降低,随着粒子电荷密度(绝对值)升高而增加。根据建立的模型还可预测吸附反离子在扩散层中的位置,进而可计算出离子的吸附能与活化能。活化能直接决定了离子的吸附饱和度, 且不同的离子遵循相同的规律。本研究表明建立的离子-表面相互作用模型在固/液界面反应中具有普适性的应用。



关键词: 离子特异性效应   离子吸附   带电表面   活化能  
收稿日期 2016-12-29 修回日期 2017-05-08 网出版日期 2017-05-18
通讯作者: 刘新敏 Email: lucimir@163.com

基金资助: 国家自然科学基金(41530855,41501240,41501241),重庆市自然科学基金(cstc2015jcyA80015),中国科协青年人才托举工程(2015-2017),西南大学本科生创新基金(20152402009)和西南大学“光炯”创新基金(2016005)资助项目

引用文本: 李嫣婷, 刘新敏, 田锐, 丁武泉, 修维宁, 唐玲玲, 张静, 李航. 一种评估阳离子交换吸附活化能的方法[J]. 物理化学学报, 0,(): 0-0.
LI Yan-Ting, LIU Xin-Min, TIAN Rui, DING Wu-Quan, XIU Wei-Ning, TANG Ling-Ling, ZHANG Jing, LI Hang. An Approach to Estimate the Activation Energy of Cation Exchange Adsorption[J]. Acta Phys. -Chim. Sin., 0, (): 0-0.    doi: 10.3866/PKU.WHXB201705181

(1) Li, H.; Wu, L. S. Soil Sci. Soc. Am. J. 2007, 71, 1694. doi: 10.2136/sssaj2007.0004
(2) Kunz, W. Pure Appl. Chem. 2006, 78, 1611. doi: 10.1351/pac200678081611
(3) Chen, X.; Yang, T.; Kataoka, S.; Cremer, P. S. J. Am. Chem.Soc. 2007, 129, 12272. doi: 10.1021/ja073869r
(4) Borah, J. M.; Mahiuddin, S.; Sarma, N.; Parsons, D. F.; Ninham, B. W. Langmuir 2011, 27, 8710. doi: 10.1021/la2006277
(5) Liu, X.; Li, H.; Li, R.; Xie, D.; Ni, J.; Wu, L. Sci. Rep. 2014, 4, 5047. doi: 10.1038/srep05047
(6) Vereda, F.; Martin-Molina, A.; Hidalgo-Alvarez, R.; Quesada-Perez, M. Phys. Chem. Chem. Phys. 2015, 17, 17069. doi: 10.1039/C5CP01011J
(7) Borukhov, I.; Andelman, D.; Orland, H. Phys. Rev. Lett. 1997, 79, 435. doi: 10.1103/PhysRevLett.79.435
(8) Ben-Yaakov, D.; Andelman, D.; Podgornik, R.; Harries, D. Curr. Opin. Colloid Interface Sci. 2011, 16, 542. doi: 10.1016/j.cocis.2011.04.012
(9) Brown, M. A.; Bossa, G. V.; May, S. Langmuir 2015, 31, 11477. doi: 10.1021/acs.langmuir.5b02389
(10) Brown, M. A.; Abbas, Z.; Kleibert, A.; Green, R. G.; Goel, A.; May, S.; Squires, T. M. Physical Review X 2016, 6, 011007. doi: 10.1103/PhysRevX.6.011007
(11) Parsons, D. F.; Boström, M.; Nostro, P. L.; Ninham, B. W. Phys. Chem. Chem. Phys. 2011, 13, 12352. doi: 10.1039/C1CP20538B
(12) Kunz, W.; Henle, J.; Ninham, B. Curr. Opin. Colloid InterfaceSci. 2004, 9, 19. doi: 10.1016/j.cocis.2004.05.005
(13) Jungwirth, P.; Cremer, P. S. Nature Chemistry 2014, 6, 261. doi: 10.1038/nchem.1899
(14) Tian, R.; Yang, G.; Li, H.; Gao, X.; Liu, X.; Zhu, H.; Tang, Y. Phys. Chem. Chem. Phys. 2014, 16, 8828. doi: 10.1039/c3cp54813a
(15) Xu, C.; Li, H.; Hu, F.; Li, S.; Liu, X.; Li, Y. Eur. J. Soil Sci. 2015, 66, 615. doi: 10.1111/ejss.12252
(16) Bolt, G. H. Soil Sci. 1955, 79, 267. doi: 10.1097/00010694-195504000-00004
(17) Barber, J. Biochim. Biophys. Acta Bioenerg. 1980, 594, 253. doi: 10.1016/0304-4173(80)90003-8
(18) Smit, W.; Holten, C. L. M. J. Colloid Interface Sci. 1980, 78, 1. doi: 10.1016/0021-9797(80)90489-0
(19) Bowen, W. R.; Mukhtar, H. Colloids Surf. A 1993, 81, 93. doi: 10.1016/0927-7757(93)80237-9
(20) Mao, M.; Fornasiero, D.; Ralston, J.; Smart, R. S. C.; Sobieraj, S. Colloids Surf. A 1994, 85, 37. doi: 10.1016/0927-7757(94)02745-5
(21) Mullet, M.; Fievet, P.; Reggiani, J. C.; Pagetti, J. J. Membr.Sci. 1997, 123, 255. doi: 10.1016/S0376-7388(96)00220-7
(22) Boroudjerdi, H.; Kim, Y. W.; Naji, A.; Netz, R. R.; Schlagberger, X.; Serr, A. Phys. Rep. 2005, 416, 129. doi: 10.1016/j.physrep.2005.06.006
(23) Dobrzynska, I.; Skrzydlewska, E.; Figaszewski, Z. Bioelectrochemistry 2006, 69, 142. doi: 10.1016/j.bioelechem.2006.01.004
(24) Kinraide, T. B.; Wang, P. J. Exp. Bot. 2010, 61, 2507. doi: 10.1093/jxb/erq082
(25) Li, H.; Hou, J.; Liu, X.; Wu, L. Soil Sci. Soc. Am. J. 2011, 75, 2128. doi: 10.2136/sssaj2010.0301
(26) Liu, X.; Li, H.; Li, R.; Tian, R.; Xu, C. Analyst 2013, 138, 1122. doi: 10.1039/c2an36069a
(27) Rowe, A. J. Biophys. Chem. 2001, 93, 93. doi: 10.1016/S0301-4622(01)00214-9
(28) Boström, M.; Williams, D. R. M.; Ninham, B. W. Phys. Rev.Lett. 2001, 87, 168103. doi: 10.1103/PhysRevLett.87.168103
(29) Liu, X.; Li, H.; Li, R.; Tian, R.; Xu, C. Commun. Theor. Phys. 2012, 58, 437. doi: 10.1088/0253-6102/58/3/20
(30) Liu, X.; Li, H.; Du, W.; Tian, R.; Li, R.; Jiang, X. J. Phys.Chem. C 2013, 117, 6245. doi: 10.1021/jp312682u
(31) Li, H.; Qing, C. L.; Wei, S. Q.; Jiang, X. J. J. Colloid InterfaceSci. 2004, 275, 172. doi: 10.1016/j.jcis.2003.12.055
(32) Low, P. F. Soil Sci. Soc. Am. J. 1980, 44, 667. doi: 10.2136/sssaj1980.03615995004400040001x
(33) Lima, E. R. A.; Tavares, F. W.; Biscaia Jr, E. C. Phys. Chem.Chem. Phys. 2007, 9, 3174. doi: 10.1039/B701170A
(34) Parsons, D. F.; Salis, A. Curr. Opin. Colloid Interface Sci. 2016, 23, 41. doi: 10.1016/j.cocis.2016.05.005

1. 孔令明, 祝宝林, 庞先勇, 王贵昌.氧缺陷TiO2-B作为可充电锂离子电池负极材料的第一性原理研究[J]. 物理化学学报, 2016,32(3): 656-664
2. 尹瑞丽, 陈利平, 陈网桦, 吴珂, 张彩星, 李焓, 于诚.两种量热模式下物质热分解的动力学补偿效应[J]. 物理化学学报, 2016,32(2): 391-398
3. 丁绪坤, 李效民, 高相东, 张树德, 黄宇迪, 李浩然.PbO-PbI2复合物膜转化的CH3NH3PbI3钙钛矿薄膜及其光电特性[J]. 物理化学学报, 2015,31(3): 576-582
4. 李静, 陈丽珍, 王建龙, 兰贯超, 侯欢, 李满.合成黑索今中副产物3,5-二硝基-1-氧-3,5-二氮杂环己烷的晶体结构及热分解动力学[J]. 物理化学学报, 2015,31(11): 2049-2056
5. 郭章龙, 黄丽琼, 储伟, 罗仕忠.助剂对NiMgAl催化剂的结构和甲烷二氧化碳重整反应性能的影响[J]. 物理化学学报, 2014,30(4): 723-728
6. 王家盛, 韩树民, 李媛, 沈娜, 张伟.MgH2+20%(w)MgTiO3复合材料的吸/放氢性能[J]. 物理化学学报, 2014,30(12): 2323-2327
7. 张兰, 尉继英, 赵璇, 李福志, 江锋.自掺杂型锑氧化物材料的制备、表征及其对Sr(Ⅱ)的吸附性能[J]. 物理化学学报, 2014,30(10): 1923-1931
8. 徐颖华, 马红星, 蔡倩倩, 朱英红, 马淳安.乙腈溶剂中三氯化苄在银阴极上的脱氯反应[J]. 物理化学学报, 2013,29(05): 973-980
9. 孙洪岩, 赵莲花, 余凤春.直接乙醇燃料电池阳极催化剂Pt-Ir-SnO2/C的制备与表征[J]. 物理化学学报, 2013,29(05): 959-965
10. 张秋林, 徐海迪, 邱春天, 林涛, 龚茂初, 陈耀强.Cu-ZSM-5的NH3选择性催化还原NO性能及其稳态动力学[J]. 物理化学学报, 2012,28(05): 1230-1236
11. 王传格, 曾凡桂, 彭志龙, 李霞, 张莉.应用分布活化能模型分析伊敏褐煤丝炭腐植酸热解及氢气生成动力学[J]. 物理化学学报, 2012,28(01): 25-36
12. 宁珅, 沈静, 李兴龙, 徐勇, 李全新.掺杂Cs元素的微孔晶体材料C12A7的表征及负离子发射特性[J]. 物理化学学报, 2011,27(04): 983-989
13. 李学良, 陈洁洁, 罗梅, 陈祥迎, 李培佩.羟烷基胺功能化离子液体吸收SO2的量子化学计算[J]. 物理化学学报, 2010,26(05): 1364-1372
14. 李睿, 李航.土壤颗粒表面电场作用下固-液界面Mg2+-K+与Ca2+-K+交换动力学的比较研究[J]. 物理化学学报, 2010,26(03): 552-560
15. 蔡皖飞, 汪晓慧, 李来才, 田安民.N-(邻氯苯基)苯甲酰胺在CuX(X=I, Br)催化下的分子内O-芳基化反应机理[J]. 物理化学学报, 2009,25(10): 2101-2106
16. 孔德金, 邹薇, 郑均林, 祁晓岚, 房鼎业.MFI/MFI核壳分子筛合成的影响因素及结晶动力学[J]. 物理化学学报, 2009,25(09): 1921-1927
17. 刘道胜 韩春玉 段林海 宋丽娟 孙兆林.最小二乘法计算苯、噻吩和正辛烷在NaY上程序升温脱附活化能[J]. 物理化学学报, 2009,25(03): 470-476
18. 吴新民;刘建华;李巍;戚传松.稀土氨基酸配合物RE(Val)Cl3•6H2O(RE = Nd,Sm)的热分解动力学[J]. 物理化学学报, 2006,22(08): 942-946
19. 刘俊伶;尚静;王佩怡;李来才;田安民.CH3CHF自由基与HNCO反应机理的理论[J]. 物理化学学报, 2006,22(08): 921-925
20. 郑妍;查东;李来才.CF3O2自由基和NO反应机理的理论研究[J]. 物理化学学报, 2006,22(02): 156-160
21. 赵鹏;方慧珏;薛腾;亓西敏;陆嘉星.计时电量法求NiCl2(bpy)3在DMF中的扩散系数和速率常数[J]. 物理化学学报, 2005,21(11): 1235-1239
22. 薛永强;杜建平;王沛东;王志忠.粒度对多相反应动力学参数的影响[J]. 物理化学学报, 2005,21(07): 758-762
23. 李来才;朱元强;查东;田安民.CH3CF2O2与HO2自由基反应机理的理论研究[J]. 物理化学学报, 2005,21(05): 490-493
24. 钱新明;刘丽;冯长根.用绝热测试的压力数据计算分解反应的表观活化能[J]. 物理化学学报, 2005,21(02): 134-138
25. 武望婷;杨锐;胡亭;彭科;何水样;胡荣祖.水杨醛-1H-苯并三唑乙酰腙与RE(III)配合物的热化学[J]. 物理化学学报, 2004,20(09): 1144-1149
26. 于学春;彭海琳;张然;张莹莹;刘忠范.含碘系列电荷转移复合物的热分解温度对烧孔阈值电压的影响[J]. 物理化学学报, 2004,20(06): 565-568
27. 刘恩辉;李新海;侯朝辉;何则强;邓凌峰.利用湿法反应制备的LiV3O8的锂离子扩散特性[J]. 物理化学学报, 2004,20(04): 377-381
28. 何水样;曹文凯;胡亭;赵建设;张维平;薛岗林;胡荣祖.水杨醛-1H-苯并三唑-1-乙酰腙与镧(Ⅲ)配合物的制备、表征及热化学[J]. 物理化学学报, 2002,18(10): 865-870
29. 陈文凯;许娇;章永凡;周立新;李俊篯.2-羟基吡啶质子转移过程的理论研究[J]. 物理化学学报, 2002,18(09): 802-807
30. 王永成;耿志远;陈宏善.羰基氧化物环化反应动力学的计算研究[J]. 物理化学学报, 2002,18(01): 45-49
31. 李英;龚江宏;唐子龙;谢裕生;张中太.氧化锆基固体电解质材料与温度无关的离子电导活化能[J]. 物理化学学报, 2001,17(09): 792-796
32. 李青莲, 陈寿田, 姚朴, 魏国, 曲永和.纳米钛酸钡生成的热分解机理[J]. 物理化学学报, 2000,16(02): 170-174
33. 王贵昌, 潘荫明, 蔡遵生, 赵学庄.自由基-氟代烯烃加成反应活性的理论研究[J]. 物理化学学报, 1998,14(02): 127-130
34. 贡雪东, 肖鹤鸣.多元硝酸酯热解反应的理论研究[J]. 物理化学学报, 1998,14(01): 33-38
35. 张教强,朱春华,贡雪东,肖鹤鸣.1,3,3-三硝基氮杂环丁烷及其衍生物的热解机理的AM1研究[J]. 物理化学学报, 1997,13(07): 612-616
36. 刘天晴,郭荣,于卫里,沈明.SDS/BA/H2O体系的扩散系数与结构特性[J]. 物理化学学报, 1997,13(05): 401-406
37. 阚锦晴,乔月东,穆绍林,李永舫.茶碱对聚苯胺尿酸酶电极的生物电化学活性的抑制[J]. 物理化学学报, 1997,13(03): 236-241
38. 官建国,赵素玲,谢洪泉.电场和温度对含水电流变液性能的影响[J]. 物理化学学报, 1997,13(03): 242-246
39. 尹周澜.钼酸铵热分解过程动力学研究[J]. 物理化学学报, 1996,12(02): 181-184
40. 佐佐木幸夫, 李芝芬.14N NMR弛豫法研究3-烷基斯德酮[J]. 物理化学学报, 1994,10(05): 476-480
41. 范崇正;王昌燧;赵化章;王胜君.氯化亚铜氧化反应的化学动力学初探[J]. 物理化学学报, 1992,8(05): 685-689
42. 郑小明;顾越鹏;金松寿.Pt/HM和Pd/HM催化剂表面氧的恢复与供出活化能测定[J]. 物理化学学报, 1991,7(01): 125-128
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