37600字硕士毕业论文土壤科学硕士论文参考模型:土壤中天然纳米粒子的选择及其性质和环境行为的表征

论文类型：硕士毕业论文

论文字数：37600字

论点：纳米,颗粒,土壤

论文概述：

本文以中国12种常见土壤为研究对象，发展了中国土壤中天然纳米颗粒的优化提取方法，明确了不同土壤中天然纳来颗粒的浓度水平、尺寸分布和结构特征，元素组成，探明环境因素对于土壤纳

论文正文：

介绍

对于污染土壤的修复，物理化学修复方法成本高，会造成二次污染，而廉价和安全的生物修复技术的应用受到修复效率低的限制(Van Aken，2009年；Zhu等人，2009年；Ma等人，2010a梅塔尔。因此，污染修复材料已成为土壤污染修复中的一个热门话题(比斯沃斯&吴，2005)。目前，大量的研究使用各种纳米粒子来处理和修复被污染的环境。纳米尺寸的氧化物、还原裂解和营养物，由于其极小的粒径和大的表面积，使其更容易进入土壤并与污染物结合，并能更有效地促进污染物的转化和微生物的生长(Diano& Savage，2005；Nowack & Buchdi，2007).然而，纳米材料在被生物体吸收后可能会在体内富集和浓缩，使体内浓度远远高于环境暴露浓度(MacCormack & Goss，2008年)。纳米材料在土壤污染修复中的应用必须充分评价其生态环境效益和风险。认识到工程纳米粒子可能带来的环境风险，美国材料安全数据表(MSDS)限制了大多数工程纳米材料的广泛使用(科尔文，2003)。此外，一些学者还提出，应采取“预防立场”，禁止在原位修复中使用纳米材料(Tratnyek & Johnson，2006)。
鉴于上述对工程纳米粒子的限制，一些研究已经将注意力转向天然纳米粒子。天然纳米粒子具有很强的吸附和催化性能，可以局部形成“纳米级反应场”，产生纳米效应。土壤是一种复杂的非均质介质，由固-液-气生成多相组成，含有许多纳米级颗粒，如枯萎的土壤矿物质、土壤有机质和黑碳，它们在环境中有机污染物的迁移、转化、降解和生态效应中起着决定性作用(Pranzas等人，2003；迪亚洛和萨维奇，2005年；福布斯等人，2006年；Quenea等人，2006年；Hochella等人，2008年).目前，对天然纳米粒子环境行为和功能的研究是当前研究领域的一个重要课题。

1.1纳莱的起源与发展

1.1.1“纳米”[的起源/br/]在过去的十年里，“纳米——”)领域迅速崛起。这一微观领域的新课题为科学技术的发展提供了新的方向和更广阔的前景。事实上，我们最初接触“纳米”领域始于40年前。1974年，发表了第一篇通过分子束外延证明量子干涉的实验论文。由于量子化效应，这项研究开始引导我们进入“纳米”尺度领域。“纳米”的另一个起源是胶体化学。随着胶体粒子的尺寸变小，当胶体粒子小于一定尺寸时发生的特殊效应逐渐引起人们的注意。在接下来的40年里，由于“奈良”研究的不同起源，各个领域发展了不同的进化过程。在物理学发展的分支中，纳米空之间的维度从一维发展到多维，如从最初的二维量子线到三维量子点的研究转变，而在胶体化学的分支中，它更侧重于“纳米”尺度粒子的个体性质的研究。目前，这方面的大量研究集中在“纳米”尺度粒子的光学和催化性质上，试图解决世界范围内的能源危机问题。除了最初的两个分支，“纳米”在生物学、医学、环境等地方也有更广泛的发展，如合成具有预设序列的长脱氧核糖核酸链(Kroemer，2005)。

1.1.2“纳米”及相关概念的定义
“纳米”来源于希腊语nano，在希腊语词典(Wilson等人，2008)中意思是“矮子、矮子”，代表lo-9 (holister等人，2003)作为前缀；洪水等人，2009年).“纳米粒子”、“纳米材料”和“纳米技术”以及其他相关衍生物有不同的概念。“纳米粒子”的概念主要来源于19世纪60年代胶体科学的发展。在术语“纳米粒子”被广泛使用之前，使用的主要标题是“超细颗粒”、“亚微米颗粒”、“超细颗粒”(Theng &袁，2008)。“纳米粒子”被认为是“纳米材料”和“纳米技术”的基石，通常被定义为至少在一个维度上小于龙芯的粒子(Biswas & Wu，2005)。被广泛接受的“纳米材料”的定义也是至少一个维度小于1 oorn(Holister等人，2003；洪迪等人，2009)可以是球形、管状或不规则形状，并且可以混合、聚集或聚集(Nowack & Bucheli，2007)，例如一维纳米薄膜(纳米薄片)、二维纳米棒或三维纳米粒子(Hochellaetal)。，2008年)。同样，有许多观点认为，如果纳米材料是指具有纳米尺度的物质，那么对于从事胶体化学和表面科学多年的研究人员来说，这并不是什么新鲜事。因此，对于纳米尺度，无论是半导体、纳米管、超导体、矿物，甚至是空气体污染粒子，从更基本的角度理解最基本的结构、能量和性质是非常重要的。尺寸大于分子团簇而小于大颗粒只是纳米材料尺寸的广义定义，更重要的是它们独特的性质。从某种意义上说，夸克是一种纳米材料，如果它的性质像纳米材料的话。同样，量子限制、能带结构和吸收频率的变化都是熔点的纳米级变化和纳米级现象(Navrotsky，2003)。原来纳米技术被认为是原子、分子和聚合物领域的研究和发展，通常是指10_9级科学的技术，不包括生物化学、聚合物和表面科学的融合(威尔逊金属)。，2008年)。然而，纳米技术现在是一个宽泛的定义，包括与纳米材料的设计、合成和使用相关的技术(环保局，2007年；洪水等人，2009年).今天，我们普遍认为纳米技术包括:1)原子纳米技术(通常称为分子纳米技术)，2)纳米材料，3)生物纳米材料，4)分子模拟，5)纳米电子学(威尔逊等人，2002a，b；Milev等人，2005年；然后&元，2008).

2中国土壤天然纳莱颗粒提取方法研究

2.1简介
由于纳米颗粒的粒径极小，易于团聚，并且易于与矿物表面相互作用形成涂层，因此很难从土壤中分离和提取纳米颗粒。一般提取量将小于(
第3章:图3.1土壤纳米颗粒的透射电子显微镜图像.........39
图3.2土壤纳米颗粒的傅里叶红外光谱图........41
图3.3土壤纳米颗粒的x射线衍射谱图........42
图3.4冷冻干燥土壤纳米颗粒的扫描电子显微镜........44
第4章:中国土壤中的天然纳米粒子........55
图4.1 70天静置期间的粒度........55
图4.2纳米粒子之间的相互作用能量........56
图4.3不同浓度下纳米颗粒粒径的变化........57
图4.4不同浓度下纳米粒子的电泳迁移率........58
图4.5不同酸碱度条件下颗粒大小的变化........59
图4.6不同ph条件下纳米颗粒的电泳........60
图4.7不同钠离子浓度下的纳米粒子........61
图4.8不同钠离子浓度下纳米粒子的电泳迁移率........62
图4.9粒度........64
图4.10不同钙离子浓度下纳米粒子的电泳迁移率........64
图4.11土壤纳米颗粒和有机物纳米颗粒的去除........65

结论

本文以中国12种常见土壤为研究对象，研究了中国土壤中天然纳米颗粒的最佳提取方法。测定了天然纳米颗粒在不同土壤中的浓度水平、粒径分布和结构特征、元素组成以及环境因素对土壤纳米颗粒稳定性的影响。此外，通过室内模拟饱和多孔介质体系，深入研究了天然纳米粒子在多孔介质环境中的迁移行为，进一步研究了天然纳米粒子对菲溶解度提高和在饱和多孔介质中迁移行为的影响。
研究了我国常见土壤中纳米颗粒的提取方法，并比较了添加分散剂和不添加分散剂的区别。用该方法测定了土壤中纳莱粒子的储量。提取纳米颗粒的方法是基于土壤本身的性质。不同的土壤适合不同的分散条件。在不添加分散剂的情况下，可以提取黑土和标准土，得到80-130gkg_i纳米颗粒，其次是褐土、潮土、黄壤、砖红壤等。，而没有分散剂的加入，红壤和黄筋泥不能提取得到纳莱颗粒。

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