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影响表面活性剂在土壤上的吸附因素有很多

2022-05-29 09:25:07
作者:翊成网络g

表面活性剂通常由亲脂、非极性的碳氢链(憎水基)和亲水、极性的基团(亲水基)共同构成。根据亲水基团的带电状况,表面活性剂可分为非离子型、阴离子型、阳离子型和两性型。由于表面活性剂种类的多样性和土壤结构的复杂性,表面活性剂在土壤上的吸附机理是相当复杂的。主要通过以下方式进行:1)离子交换吸附,吸附于土壤表面的反离子被同电性的表面活性剂离子所取代;2)离子对吸附,表面活性剂离子吸附于具有相反电荷的、未被反离子所占据的位置上;3)氢键吸附,表面活性剂与土壤表面极性基团形成氢键而吸附;4)憎水吸附,表面活性剂通过憎水基吸附在土壤表面上,而亲水基朝外;5)范德华力吸附,此种吸附在任何场合均存在。


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在较低的表面活性剂浓度下,离子型表面活性剂主要通过离子对或离子交换作用吸附在土壤表面上,非离子表面活性剂则主要通过与土壤粒子表面基团形成氢键而吸附,此时吸附等温线通常为直线;随着表面活性剂浓度的增加,表面活性剂可通过憎水基团的相互作用在土壤表面形成双层吸附,此时吸附量呈指数增长。之后,表面活性剂在土壤上的吸附基本饱和。

影响表面活性剂在土壤上的吸附因素有很多,包括表面活性剂的结构、外部环境条件以及土壤的理化性质等。

研究表明,随着表面活性剂碳链长度的增加,其在土壤胶体上的吸附也增加,这可能是由于较长的碳链降低了表面活性剂临界胶束浓度(CMC)。对于聚氧乙烯类非离子表面活性剂,随着聚氧乙烯链长的增加,其在土壤上的吸附减少,这可能和聚氧乙烯链增加使得非离子表面活性剂在溶液中溶解度增加有关。随着土壤溶液pH的降低,由于土壤中有机质、铁锰氧化物或高岭土等的存在,土壤表面正电荷和氢氧基团将增加,因而非离子及阴离子表面活性剂在土壤中的吸附增加。

增加温度可增加离子型表面活性剂的溶解度,因而其从溶液中逃逸的倾向性减少,导致在土壤颗粒表面的吸附量降低。相反,由于增加温度可降低非离子表面活性剂的溶解度,因而在土壤颗粒表面的吸附量趋于增加。

由于阳离子表面活性剂主要通过离子交换吸附在土壤界面上,因而阳离子交换容量高的土壤对阳离子表面活性剂的吸附较多。土壤中的无机盐对表面活性剂在土壤中的吸附有较重要的影响。Liu等研究表明增加土壤中无机盐的含量,可以增加表面活性剂的吸附,这可能是因为一方面较高浓度的无机盐压缩土壤粒子表面的扩散双电层,降低了土壤颗粒表面电荷,使得表面活性剂较容易接近并吸附在土壤表面,另一方面,无机盐降低表面活性剂CMC也可能导致吸附量增加。由于二价阳离子可与阴离子表面活性剂形成沉淀,因此将直接导致阴离子表面活性剂在土壤上吸附的增加。


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