Mecanismo molecular de protonação da amina na estabilização de solo contaminado por cobre com APTES-MgO sob lixiviação por chuva ácida e características de bloqueio prolongado

DING Yifei ,  

SUN Xiuli ,  

HE Bingkun ,  

SHI Xianzhi ,  

摘要

Para investigar o mecanismo molecular pelo qual o γ-aminopropiltrietoxissilano (APTES) em ambiente ácido protona grupos amina, liga ânions por pontes e complexa Cu2+, formando o complexo ternário APTES+–SO42-–Cu2+, visando resolver o desafio técnico da liberação secundária de Cu2+ sob estresse prolongado de chuva ácida em solo contaminado por cobre estabilizado com carbonatação de MgO, com base na teoria do funcional da densidade e usando cálculos quânticos químicos Gaussian, revelou-se o mecanismo termodinâmico da reação de hidrólise e auto-condensação do APTES e o mecanismo de adsorção e complexação do Cu2+ em diferentes ambientes ácidos; por meio de cálculos espectroscópicos infravermelhos, foi confirmada a existência do complexo ternário; através de testes prolongados de lixiviação por chuva ácida, foi realizada análise abrangente das regras de liberação de Cu2+ sob diferentes valores de pH e intensidade de lixiviação, confirmando a característica de bloqueio prolongado da protonação da amina sobre Cu2+. Os resultados mostram que, quando o pH do lixiviado ácido diminui de 5,5 para 4, a quantidade acumulada de Cu2+ liberada não aumenta, mas diminui, sendo apenas de 1/20 a 1/27 da quantidade no solo não estabilizado. O mecanismo molecular ternário sinérgico APTES-MgO e o método de estabilização conseguem realizar uma estabilização eficiente e duradoura do solo contaminado por cobre mesmo em ambientes extremos de chuva ácida.

关键词

solo contaminado por cobre;carbonatação;γ-aminopropiltrietoxissilano (APTES);chuva ácida;mecanismo molecular

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