Mecanismo molecular de protonación amino en la estabilización APTES-MgO del suelo contaminado con cobre bajo lixiviación de lluvia ácida y características de bloqueo a largo plazo
Para investigar el mecanismo molecular mediante el cual el γ-aminopropiltrietoxisilano (APTES) en un ambiente ácido protona grupos amino, puentea aniones y compleja Cu2+ formando el complejo ternario APTES+–SO42-–Cu2+, con el fin de resolver el desafío técnico de la liberación secundaria de Cu2+ bajo la presión a largo plazo de la lluvia ácida en suelos contaminados con cobre estabilizados por carbonatación de MgO, utilizando la teoría del funcional de la densidad y cálculos químicos cuánticos Gaussian, se reveló el mecanismo termodinámico de la hidrólisis y autocatálisis de APTES, así como el mecanismo de adsorción y complejación de Cu2+ en diferentes ambientes ácidos; la existencia del complejo ternario fue verificada mediante cálculos de espectroscopía infrarroja; mediante pruebas de lixiviación prolongadas con lluvia ácida, se analizó integralmente la liberación de Cu2+ bajo diferentes valores de pH e intensidad de lixiviado, verificando la característica de bloqueo a largo plazo de la protonación amino en Cu2+. Los resultados muestran que al disminuir el pH del lixiviado ácido de 5,5 a 4, la cantidad acumulada de Cu2+ liberado disminuye en lugar de aumentar, siendo solo de 1/20 a 1/27 de la cantidad en el suelo no estabilizado. El mecanismo molecular ternario sinérgico APTES-MgO y el método de estabilización pueden lograr una estabilización eficiente y duradera del suelo contaminado con cobre en entornos de lluvia ácida extrema.
关键词
suelo contaminado con cobre;carbonatación;γ-aminopropiltrietoxisilano (APTES);lluvia ácida;mecanismo molecular