膨潤土中氫鍵吸附模式

氫鍵吸附模式

膨潤土吸附農藥時是否發生質子化過程，取決於可交換陽離子的酸度與被吸附分子的解離常數（pKa）的相對大校當可交換陽離子的酸度接近或低於吸附分子的pKa 時，則發生質子化過程。當可交換陽離子的酸度比吸附分子的pKa高2時，則基本不發生質子化過程。當發生質子化時，可交換水合陽離子的質子就可與農藥分子中具有電負性的原子或基團形成氫鍵，而發生所謂的氫鍵吸附。

Sawhney等（1997）研究了膨潤土吸附非離子型除草劑阿特拉津（atrazine，2-氯-4-乙氨基-6-異丙氨基-1，3，5一三嗪）的情況。發現鋁基膨潤土吸附阿特拉津的量比鈣基膨潤土高很多，並且認為阿特拉津嗪環上高電負性N與可交換水合陽離子的質子之間的氫鍵作用是膨潤土吸附阿特拉津的原因。在膨潤土加工過程中，需要用到很多的膨潤土設備。鋁基膨潤土和鈣基膨潤土的pH值通常要比阿特拉津的pKa＝1. 68高，因此，阿特拉津主要以分子形式被吸附在鋁基膨潤土和鈣基膨潤土上。由於三價的A13+比二價的Ca2+具有更多的極化水，形成的氫鍵也較強，因此，鋁基膨潤土吸附阿特拉津的量比鈣基膨潤土高很多。

M.Bosetto等（1993）研究了除草劑草不綠與A13+、Cu2+、Ca2+、Mg2+、NH4+、Na+、Li+、Rb+、Cs+等陽離子飽和的膨潤土的吸附反應。結果顯示，草不綠分子通過C=O基團與黏土中的交換性陽離子的極化水形成氫鍵而被吸附在膨潤土中。氫鍵昀配位強度與陽離子的極化能成正比。同時X射線衍射分析的結果表明，草不綠隻能進入二價以上陽離子飽和的膨潤土層間域。

邵穎等（1996）采用紅外光譜技術研究了單離子（Na+、K+、Ca+2、A13+）膨潤土與除草劑普殺特的反應。結果顯示，在普殺特標準樣品中出現的N-H峰（3249cm-l）消失，說明單離子膨潤土與普殺特作用後的仲酰胺的氮原子已與膨潤土發生鍵合反應，酰羰基及羧羰基伸縮振動峰（ 1745cm-1、1687cm-l及1648cm-l）產生了變化；在作用後的膨潤土紅外光譜圖上，l752-1774cm-1處出現一較寬的強峰，在1690-1720cm-1處有一弱峰，而且Ca2+一膨潤土、A13+一膨潤土與普殺特作用的這一峰沒有Na+-膨潤土、K+一膨潤土的明顯。這表明酰胺氮原子及羧基氧原子直接與膨潤土中的金屬離子鍵合，由於鍵合使氮原子的效應增加，使酰氨基的吸收峰向高波數方向移動。金屬離子與氮原子的鍵合能力次序為Na+< K+ <Ca2+ <A13+，所以吸收峰渡數呈同樣規律向左移動。另外，1590cn-l為吡啶峰，在Na+ 、K+ 、Ca2+ 、A13+等單離子膨潤土與普殺特作用的紅外光譜中依次略向高波數稱動，這是膨潤土內層酸度不同而引起的，酸度的變化使得吡啶上的氫毽結合可能性依次增加。

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