盐分环境下亚甲基蓝比表面积的多重吸附与光谱学特性

论文总字数：25077字

摘 要

比表面积是黏性土重要的物理性质指标。在常用的比表面积测试方法中，亚甲基蓝吸附法受到土样所处盐分环境的影响最大，尤其是在氯化钠环境下，亚甲基蓝会在土颗粒表面发生多重吸附现象，造成比表面积测量值偏大。本文针对这一问题，分析了不同盐分环境下亚甲基蓝比表面积的变化规律，并通过紫外可见光光谱测试判断多重吸附现象的发生规律，进而提出以硝酸银滴定去除氯离子来消除多重吸附这一含盐土处理思路，并进行了试验研究。本文围绕研究目标做了以下工作：

1.测定了四种人工粘土在不同浓度氯化钠溶液处理下的液塑限和亚甲基蓝比表面积，分析了盐分浓度对液塑限和比表面积的影响规律，并使用乙二醇乙醚（EGME）吸附法测定土体比表面积，与亚甲基蓝法相对照。此外，还测定了采自连云港的现场软粘土在盐溶液浸泡后的亚甲基蓝比表面积，分析其与人工粘土在盐分影响下比表面积变化的区别。

2.对亚甲基蓝滴定结果进行紫外-可见光光谱测试，分析不同氯化钠浓度影响下亚甲基蓝分子的存在状态，并对多重吸附现象的产生和变化规律进行了探讨。

3.对人工粘土进行盐溶液浸泡24小时处理，模拟实际盐分环境条件。探索了硝酸银滴定法去除氯离子后土样亚甲基蓝比表面积和光谱测试结果的变化情况，论证了硝酸银滴定去除氯离子来消除多重吸附这一氯盐土处理思路。

关键词：氯盐土；比表面积；亚甲基蓝；紫外-可见光光谱；乙二醇乙醚

Abstract

The specific surface area (SSA) is an important physical indicator of clayey soils The methylene blue （MB）method ,as a common way to measure SSA ,is the most affected by the salt environment of the soil in the test method, especially in NaCl environment where MB can occur multiple adsorption phenomenon on the surface of the soil particles, resulting a larger SSA. According to this problem, we analysis the SSA by MB method in different salt environment, use UV-VIS spectroscopy test to analysis the occurrence regularity of multiple adsorption, And then put forward the way that use silver nitrate titration to remove Cl^- in order to eliminate multiple adsorption the saline solution. This trial was initiated to focus on the following research:

1. Determined plastic limit and MB specific surface area of four kinds of artificial clays which treatment by different concentrations of NaCl solution, then use the ethylene glycol monoethyl ether (EGME) adsorption method as the contrast group. As a compare, we use the mild clay from Lianyungang, which is immersive with salt solution to measure MB specific surface area as comparison.
2. Analyze the existence state of MB under the influence of different NaCl concentration, and discuss the formation and change of multiple adsorption by the result UV-Vis Spectroscopy Test .
3. Soak the artificial clay with 24H in the salt solution to Simulate actual salinity conditions. Explore the MB method SSA and Spectral test after the silver nitrate titration removing Cl^-. Demonstrates the way to eliminate multiple adsorption by use the silver nitrate titration to remove Cl^-.

Key word: saline soil ;specific surface area；methylene blue；UV-VIS spectroscopy；ethylene glycol monoethyl ether

目录

摘 要 I

Abstract II

第一章 绪论 1

1.1 研究背景及意义 1

1.2土壤比表面积研究概况 1

1.3亚甲基蓝吸附研究现状 6

1.3.1 阳离子对亚甲基蓝吸附的影响 6

1.3.2 阴离子对亚甲基蓝吸附的影响 6

1.4 本文主要研究内容 7

1.4.1 本文研究内容 7

1.4.2 研究目标 7

1.4.3 技术路线 8

第二章 比表面积测试 9

2.1 概述 9

2.2 试验方法 9

2.2.1试验材料 9

2.2.2试验方法 10

2.3 试验结果分析 12

2.3.1 人工粘土 12

2.3.2 连云港软粘土 18

2.4 本章小结 18

第三章 亚甲基蓝吸附的光谱学特性 20

3.1 概述 20

3.2 试验方法 20

3.3 试验结果分析 22

3.4 本章小结 25

第四章 氯盐土比表面积测试技术 27

4.1 概述 27

4.2 试验方法 27

4.3 试验结果分析 29

4.3.1比表面积测试结果 29

4.3.2光谱测试结果 32

4.4 本章小结 35

第五章 结论与展望 36

5.1 本文主要研究成果 36

5.2 展望 37

致谢 38

参考文献 39

第一章 绪论

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