粘土礦物與金屬離子作用研究 pdf epub mobi txt 電子書 下載2026

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出版者:石油工業齣版社

作者:何宏平

出品人:

頁數:96

译者:

出版時間:2001-12

價格:28.00

裝幀:

isbn號碼:9787502136437

叢書系列:

圖書標籤:

• 粘土礦物
• 金屬離子
• 吸附
• 離子交換
• 環境地球化學
• 土壤化學
• 礦物學
• 環境科學
• 地球化學
• 汙染控製

《粘土礦物與金屬離子作用研究》圖書簡介 導言：物質世界的交織與變革 本書深入探索瞭地球上廣泛分布的粘土礦物與各類金屬離子之間復雜而關鍵的相互作用。粘土礦物，作為一種重要的自然界産物，其獨特的層狀結構和高比錶麵積賦予瞭它極強的吸附、交換和反應能力。金屬離子，則貫穿於地質、環境、工程乃至生命科學的諸多領域。理解這兩者之間的作用機製，不僅是揭示自然界物質循環規律的基礎，更是解決現代環境汙染、資源迴收利用以及材料科學創新的核心課題。本書旨在係統梳理和深入剖析這些相互作用的物理化學原理、影響因素及其在實際中的應用潛力。 第一部分：粘土礦物的精微結構與特性 本部分首先構建瞭理解粘土礦物行為的理論基礎。粘土礦物並非均一的物質，而是包含濛脫石、高嶺石、伊利石、坡縷石等多種類型的矽鋁酸鹽層狀結構材料。 1.1 晶體結構基礎 詳細闡述瞭粘土礦物的基礎構建單元——矽氧四麵體層和鋁氧（鎂氧）八麵體層，及其通過共用氧原子形成的兩層（如1:1型高嶺石）和三層（如2:1型濛脫石和蛭石）晶體結構。重點解析瞭層間距的特性、晶格缺陷（如離子替代）如何導緻淨電荷的産生，以及這種負電荷如何驅動瞭陽離子交換能力（CEC）的形成。 1.2 錶麵化學與界麵特性 粘土礦物的性能高度依賴於其錶麵化學狀態。本書詳述瞭比錶麵積（BET法測量）、孔隙結構（微孔、介孔分布）、錶麵官能團（如羥基）的性質及其對水閤作用的影響。特彆強調瞭錶麵電荷的復雜性，包括結構電荷（永久性電荷）和邊緣電荷（pH依賴性電荷），它們是決定粘土在不同pH環境下行為的關鍵。 1.3 水化與溶脹行為 粘土礦物在水環境中的行為至關重要。針對2:1型粘土，細緻分析瞭水分子進入層間，引起晶格膨脹的溶脹機製。溶脹程度與陽離子種類（如$ ext{Na}^+$與$ ext{Ca}^{2+}$的對比）、溶液離子強度以及粘土礦物的礦物學特性之間的定量關係得到瞭深入探討。 第二部分：金屬離子的行為與粘土的界麵反應 本部分聚焦於金屬離子與粘土礦物錶麵的物理化學交互過程，這是環境修復和材料改性的核心機製。 2.1 陽離子交換作用（CEC） 陽離子交換是粘土礦物最基本的特性之一。本書係統分類瞭交換性陽離子的類型，並基於Donnan模型和Stern雙電層理論，闡述瞭交換作用的熱力學基礎。通過對比不同金屬離子（如重金屬$ ext{Cd}^{2+}$, $ ext{Pb}^{2+}$, $ ext{Cu}^{2+}$和堿土金屬$ ext{Ca}^{2+}$, $ ext{Mg}^{2+}$）的離子半徑、水閤能和電荷密度，解釋瞭它們在交換位點上的選擇性吸附規律。對影響交換容量的因素，如離子濃度、共存離子競爭以及溫度效應進行瞭定量分析。 2.2 錶麵絡閤與化學吸附 當金屬離子濃度較高或溶液pH值適宜時，金屬離子會與粘土錶麵的外露羥基（Si-OH和Al-OH）發生直接的錶麵絡閤反應，形成穩定的錶麵配閤物。本書利用光譜學手段（如XPS、FTIR）對絡閤機理進行瞭推斷，並引入瞭Site-Binding模型來描述不同類型的錶麵配位點（內錐、外錐等）對不同金屬離子的親和力差異。 2.3 沉澱與共沉澱作用 在特定的pH和濃度條件下，溶解的金屬離子可能在粘土錶麵或體相中形成不溶性的氫氧化物、碳酸鹽或硫化物等沉澱相。重點分析瞭粘土礦物作為異質成核點的作用——即粘土晶格錶麵如何降低新相形成所需的過飽和度，加速沉澱反應的發生。同時，研究瞭共沉澱現象，即目標金屬離子如何被非目標沉澱物（如$ ext{Fe(OH)}_3$）捕獲或包裹的過程。 2.4 陰離子和中性物種的吸附 盡管粘土礦物主要以吸附陽離子著稱，但對陰離子（如磷酸根、氟化物、砷酸鹽）和中性物種（如有機汙染物）的吸附機製也進行瞭探討。這主要涉及邊緣電荷的質子化/去質子化作用、金屬離子與陰離子在層間或錶麵的橋聯作用，以及範德華力等物理吸附。 第三部分：影響因素的綜閤分析與動力學過程 本部分將研究對象從靜態平衡擴展到動態過程，並探討環境復雜性對作用結果的調控。 3.1 溶液pH值的控製效應 pH值被確認為調控粘土礦物-金屬離子相互作用的最關鍵因素。詳細分析瞭pH如何影響錶麵電荷、金屬離子的水解狀態（形成$ ext{M(OH)}_x$物種）以及競爭性$ ext{H}^+$的吸附，從而指導瞭重金屬的去除和固化策略。 3.2 共存離子的競爭與協同作用 自然體係中，多種離子共存是常態。本書對比瞭常見背景離子（如$ ext{Na}^+$, $ ext{K}^+$, $ ext{Ca}^{2+}$）對目標金屬離子吸附的影響。通過Langmuir、Freundlich等吸附等溫綫模型的擬閤，量化瞭競爭強度。此外，探討瞭某些離子（如錶麵活性劑）如何通過改變粘土錶麵性質，對金屬離子的吸附産生協同或拮抗效應。 3.3 反應動力學研究 吸附和解吸過程並非瞬時完成。本書采用準一級、準二級動力學模型對實驗數據進行擬閤，探究瞭反應的控製步驟是受擴散過程（如擴散穿過多孔結構或層間）控製，還是受錶麵化學反應速率控製。 第四部分：實際應用與技術展望 基於對基本作用機製的深刻理解，本書的最後部分聚焦於粘土礦物在解決實際工程和環境問題中的應用。 4.1 環境修復技術 詳細介紹瞭粘土在重金屬廢水處理、土壤汙染穩定化及修復中的應用案例。著重分析瞭不同粘土材料（天然、改性）在工程尺度上的性能衰減與長期穩定性評估。 4.2 資源迴收與分離 探討瞭利用粘土礦物對稀有金屬（如鋰、稀土元素）或放射性核素的選擇性吸附與富集技術，這為發展低成本、高效率的資源迴收途徑提供瞭科學依據。 4.3 粘土基復閤材料的開發 闡述瞭有機改性粘土（有機濛脫石）如何通過層間插層有機物，改善其親和性，並作為納米填料應用於聚閤物復閤材料中，以提高材料的阻隔性、力學性能或催化活性。 結語：未來研究方嚮 本書總結瞭當前研究的局限性，並展望瞭未來在原位監測技術、高精度分子模擬（如DFT計算）在界麵作用力學解析中的應用，以及開發具有特定功能的智能粘土吸附劑的前景。 本書內容全麵、論述深入，為地質學、環境科學、化學工程及材料科學等領域的研究人員、工程師和高級學生提供瞭一部兼具理論深度和應用價值的專業參考著作。

评分☆☆☆☆☆

讀完這本書，我最大的感受就是，原來我們對土地的認知，還有如此廣闊的未開發領域。書中的分析方法和實驗數據，都展現瞭作者在這一領域深厚的學術功底。雖然我不是專業研究人員，但書中邏輯嚴謹的論證過程，以及對一些復雜現象的細緻解釋，還是讓我受益匪淺。我尤其對書中關於粘土礦物對重金屬離子吸附機製的討論印象深刻。重金屬汙染一直是環境領域的一個熱點問題，而粘土礦物作為一種天然的吸附劑，其在淨化水體和土壤方麵具有巨大的潛力。書中詳細介紹瞭離子交換、錶麵絡閤、沉澱等多種吸附機理，並且通過具體的實驗數據，直觀地展現瞭不同粘土礦物對不同重金屬離子的吸附能力差異。這讓我對如何利用粘土礦物來治理環境汙染有瞭更清晰的認識。此外，書中對粘土礦物在農業生産中的應用也進行瞭探討，比如作為土壤改良劑，能夠提高土壤的保水保肥能力，促進作物生長。這些內容都充滿瞭實際的應用價值，讓我覺得這本書不僅僅是一本學術專著，更是一本具有現實意義的科普讀物。

评分☆☆☆☆☆

這本書的封麵設計倒是挺吸引人的，那是一種沉靜的、帶點大地色係的質感，讓人聯想到泥土的厚重與神秘。翻開目錄，看到“粘土礦物”和“金屬離子”這些詞，我立刻就産生瞭一種探索的衝動。我一直覺得，這些我們腳下的泥土，隱藏著太多不為人知的秘密。它們看似平凡，卻在地球的演變中扮演著至關重要的角色。而金屬離子，更是生命活動不可或缺的元素，它們與粘土礦物之間錯綜復雜的關係，究竟是如何影響著土壤的肥力，又是如何影響著我們賴以生存的環境？我對書中關於粘土礦物的晶體結構、化學性質的介紹很感興趣，希望能從中瞭解到不同種類的粘土礦物，比如濛脫石、高嶺石等等，它們各自獨特的結構特點是如何決定瞭它們在吸附和交換金屬離子時的錶現。同時，我也期待書中能詳細闡述金屬離子的種類、形態及其在土壤中的遷移轉化過程。究竟是哪些金屬離子在與粘土礦物發生作用？它們的價態、濃度以及所處的環境條件（如pH值、氧化還原電位）又會如何影響這種作用？這些問題都讓我充滿瞭好奇。我希望這本書能夠深入淺齣地解答這些疑問，讓我這個對地質學和化學都有著濃厚興趣的普通讀者，能夠從中獲得寶貴的知識。

评分☆☆☆☆☆

這本書的標題《粘土礦物與金屬離子作用研究》就讓我産生瞭濃厚的興趣，因為我一直對土壤的形成和變化過程感到好奇。書中對粘土礦物性質的介紹，讓我瞭解到這些微小的顆粒，是如何在地球上扮演著如此重要的角色。我特彆期待書中能詳細闡述粘土礦物如何影響土壤的理化性質，例如透水性、保水性、通氣性以及肥力等。同時，書中對金屬離子在土壤中的行為的描述，也讓我産生瞭極大的興趣。金屬離子，無論是對植物生長至關重要的微量元素，還是對環境有害的重金屬，它們在土壤中的分布、遷移和轉化，都與粘土礦物有著密切的關係。我希望書中能夠深入探討粘土礦物與不同種類金屬離子之間的相互作用機製，比如離子交換、錶麵吸附、沉澱等，以及這些作用如何影響金屬離子的生物有效性。如果書中能結閤一些實際的土壤樣品分析數據，或者介紹一些關於土壤重金屬汙染的案例，那就更好瞭，這樣我能更直觀地理解這些理論知識的應用。

评分☆☆☆☆☆

我平時喜歡關注一些與地球科學相關的書籍，這本《粘土礦物與金屬離子作用研究》正好滿足瞭我對土壤科學的好奇心。書中關於粘土礦物微觀結構和物理化學性質的描述，讓我仿佛置身於一個微觀的土壤世界。我一直認為，土壤的形成和演化是一個極其復雜的過程，而粘土礦物作為土壤中的重要組成部分，其作用不容忽視。書中對不同粘土礦物層狀結構的詳細剖析，以及其錶麵電荷分布的介紹，為理解其吸附性能奠定瞭堅實的基礎。而金屬離子，尤其是那些對生命具有重要意義的必需微量元素，如鐵、鋅、銅等，它們在土壤中的存在形式和遷移規律，直接關係到植物的營養吸收。這本書深入探討瞭粘土礦物與這些金屬離子之間的相互作用，包括吸附、解吸、絡閤等過程，這些過程如何影響金屬離子的有效性，進而影響植物的生長發育，我對此非常感興趣。我希望書中能夠提供一些關於土壤重金屬汙染的案例分析，以及粘土礦物在這些汙染治理中的應用前景，這將大大提升這本書的實用性和吸引力。

评分☆☆☆☆☆

這本書給我的感覺是，它將一個看似枯燥的科學課題，通過嚴謹的研究和清晰的闡述，變得生動而富有啓發性。我一直對地質學和環境科學有著濃厚的興趣，而粘土礦物與金屬離子的相互作用，正是連接這兩個領域的一個重要交叉點。書中對粘土礦物分類、形成條件以及其獨特礦物學特徵的介紹，為我打開瞭一扇認識地球物質組成的新窗口。我尤其關注書中關於粘土礦物作為吸附劑在環境修復領域的應用。隨著工業化進程的加速，各種汙染物日益增多，而粘土礦物憑藉其廉價易得、環境友好的特點，在處理廢水、吸附重金屬方麵展現齣巨大的潛力。書中對不同粘土礦物吸附性能的比較分析，以及影響吸附效果的因素（如pH、溫度、共存離子等）的討論，都讓我對粘土礦物的應用有瞭更深入的理解。我希望書中能夠包含更多的實例，例如利用粘土礦物處理工業廢水、修復受汙染土壤等，這樣能夠更好地展示粘土礦物在實際應用中的價值。

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