Молекулярный механизм протонирования аминогрупп при стабилизации меди в загрязненной почве APTES-MgO под фильтрацией кислотных дождей и ее долгосрочные ингибирующие свойства

DING Yifei ,  

SUN Xiuli ,  

HE Bingkun ,  

SHI Xianzhi ,  

摘要

Для изучения молекулярного механизма протонирования аминогрупп γ-аминопропилтриэтоксисилана (APTES) в кислой среде с мостовым анионом и комплексированием Cu2+, образуя тройной комплекс APTES+–SO42-–Cu2+, с целью решения технической проблемы вторичного высвобождения Cu2+ из загрязненной меди почвы, стабилизированной карбонизацией MgO, под длительным воздействием кислотных дождей, на основе теории функционала плотности с использованием квантово-химических расчетов Gaussian, раскрыты термодинамические механизмы гидролиза и самоконденсации APTES, а также механизмы адсорбции и комплексообразования Cu2+ в различных кислых средах; посредством расчетов ИК-спектров подтверждено наличие тройного комплекса; с помощью длительных фильтрационных испытаний кислотных дождей проведен комплексный анализ закономерностей высвобождения Cu2+ при разных значениях pH и интенсивности фильтрации, подтверждена длительная ингибирующая роль аминных протонированных мостов на Cu2+. Результаты показали, что при снижении pH кислого фильтрата с 5,5 до 4 суммарное накопленное высвобождение Cu2+ уменьшилось, составляя всего 1/20–1/27 от количества в нестабилизированной почве. Тройной молекулярный механизм совместной фиксации APTES и MgO и метод стабилизации эффективно обеспечивают долгосрочную стабилизацию медно-загрязненной почвы даже в экстремальных условиях кислотного дождя.

关键词

загрязненная медью почва;карбонизация;гамма-аминопропилтриэтоксисилан (APTES);кислотные дожди;молекулярный механизм

阅读全文