惰性电解质中微细高岭石的质子化研究

"这篇研究论文探讨了微细高岭石颗粒在惰性电解质溶液中的质子化和去质子化现象，以及这些过程如何影响颗粒的电动特性。研究人员使用ZetaProbe分析仪测量不同浓度NaCl溶液中高岭石颗粒的ζ电位，并运用Gouy-Chapman理论和Nernst方程进行理论分析。实验结果显示，高岭石颗粒的ζ电位与溶液的pH值存在特定关系，特别是在pH值为4.0和7.5时出现非IEP（等电点）的交点。NaCl浓度的变化会影响高岭石的IEP，浓度增大可能导致IEP降低。在高浓度NaCl溶液中，高岭石颗粒在整个pH范围内都呈现负电荷。此外，电解质离子的作用对于高岭石颗粒在不同pH条件下的质子化和去质子化反应有显著影响，从而影响其电动特性。该研究对于理解和利用高岭石在地质、环境和工业应用中的行为具有重要意义。" 在本文中，高岭石是一种常见的铝硅酸盐矿物，其在惰性电解质如NaCl溶液中的行为受到密切关注。质子化和去质子化是物质表面离子化和脱离子化的过程，对于颗粒的电荷状态及其在溶液中的行为至关重要。ζ电位是一个关键参数，它反映了颗粒表面的净电荷，影响颗粒间的相互作用和沉淀动力学。 Gouy-Chapman理论解释了双电层结构，即在颗粒表面存在着带相反电荷的离子层，这决定了ζ电位。Nernst方程则用于计算在特定条件下离子的电势差，帮助理解质子化和去质子化的平衡位置。实验发现，随着NaCl浓度的增加，高岭石的IEP（等电点）发生移动，这可能是因为电解质离子对颗粒表面的离子吸附或解吸产生了影响。 当pH值低于IEP时，高岭石表面带正电，反之则带负电。在NaCl浓度足够高时，高岭石颗粒在整个pH范围内都显示负电荷，这可能是由于氯离子的强吸附导致去质子化过程占据优势。在特定pH范围内，ζ电位与NaCl浓度成正比，说明电解质离子参与了颗粒表面的化学反应，影响了其电动特性。 这项研究揭示了微细高岭石颗粒在不同电解质环境下电动特性变化的内在机制，这对于理解和预测高岭石在地质水文过程、矿物浮选、土壤化学以及环境污染控制等领域的行为具有深远意义。同时，也为设计更有效的处理技术和工艺提供了理论支持。