8-羥基喹啉改性粘土礦物對土壤中鉛鎘的固定化機(jī)制

8-羥基喹啉改性粘土礦物對土壤中鉛鎘的固定化機(jī)制主要包括離子交換、絡(luò)合作用、表面吸附以及層間吸附等，具體如下：

離子交換作用：粘土礦物具有層狀結(jié)構(gòu)和較大的比表面積，其表面和層間存在著可交換的陽離子。8-羥基喹啉改性粘土礦物后，可能會(huì)改變粘土礦物表面的電荷性質(zhì)和離子交換能力。土壤中的鉛鎘離子可以與改性粘土礦物表面的可交換陽離子發(fā)生交換反應(yīng)，從而被固定在粘土礦物表面。例如，蒙脫土等粘土礦物層間通常吸附有 Na+、Ca2+等陽離子，鉛鎘離子可以取代這些陽離子，實(shí)現(xiàn)離子交換固定。

絡(luò)合作用：8-羥基喹啉分子中含有羥基和氮原子等官能團(tuán)，這些官能團(tuán)具有較強(qiáng)的絡(luò)合能力。它們可以與鉛鎘離子形成穩(wěn)定的絡(luò)合物，從而降低鉛鎘離子在土壤中的遷移性和生物有效性。比如，8-羥基喹啉的羥基氧原子和氮原子可以與鉛鎘離子形成配位鍵，形成穩(wěn)定的絡(luò)合結(jié)構(gòu)，將鉛鎘離子固定在改性粘土礦物表面或內(nèi)部。

表面吸附作用：8-羥基喹啉改性粘土礦物后，可能會(huì)增加粘土礦物表面的活性位點(diǎn)和吸附能力。鉛鎘離子可以通過物理吸附或化學(xué)吸附的方式被吸附在改性粘土礦物的表面。物理吸附主要是通過范德華力或靜電引力實(shí)現(xiàn)的，而化學(xué)吸附則是鉛鎘離子與改性粘土礦物表面的官能團(tuán)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，形成化學(xué)鍵，從而實(shí)現(xiàn)吸附固定。

層間吸附作用：如蒙脫土等具有層狀結(jié)構(gòu)的粘土礦物，經(jīng)8-羥基喹啉改性后，8-羥基喹啉分子可能會(huì)插入到粘土礦物的層間，擴(kuò)大層間距。鉛鎘離子可以進(jìn)入層間被吸附固定，層間的空間結(jié)構(gòu)和電荷環(huán)境有利于對鉛鎘離子的吸附和固定，從而減少鉛鎘離子在土壤中的遷移和擴(kuò)散。

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