天然有机物和电解质对水中 C₆₀凝聚行为的影响

来源：环境科学杂志2015年第1期北京时间：

作者：方华,荆洁,于江华,王铻葶

单位：南京信息工程大学环境科学与工程学院, 南京 210044,大气环境与装备技术协同创新中心, 南京 210044,南京信息工程大学环境科学与工程学院, 南京 210044,南京信息工程大学环境科学与工程学院, 南京 210044,大气环境与装备技术协同创新中心, 南京 210044,南京信息工程大学环境科学与工程学院, 南京 210044

摘要：以富勒烯(C₆₀)纳米颗粒稳定悬浮液为对象,采用动态光散射技术研究了天然有机物和电解质对其在水中凝聚行为的影响. 结果表明,采用甲苯溶剂替换法制备的稳定悬浮液中C₆₀浓度为20 mg·L-1左右,表面呈较高的电负性,粒径在120 nm左右,具有较强的稳定性. 投加简单电解质可通过压缩双电层机制使其发生凝聚,并符合经典的胶体稳定性(DLVO)理论. MgCl₂和CaCl₂的临界凝聚浓度分别为9.6 mmol·L-1和6.7 mmol·L-1. 腐殖酸(humic acid,HA)存在时,投加NaCl和MgCl₂可使C₆₀颗粒间有效碰撞概率及凝聚反应速度降低,临界凝聚浓度提高;HA可通过增大C₆₀颗粒间的空间位阻效应,抑制凝聚反应发生,提高其在水中的稳定性. 但Ca2+可与HA间发生络合反应,并对C₆₀纳米颗粒产生吸附架桥作用,导致凝聚速度大幅提高,强化凝聚反应发生. 水中C₆₀纳米颗粒的凝聚和分散行为将受到有机物性质和电解质种类等复杂因素的影响.

关键词：富勒烯(C60),凝聚,天然有机物,电解质,有效碰撞概率,