文章摘要
吕雪艳,孙媛媛,施小清,徐红霞,吴吉春.环境因子对两种纳米金属氧化物在水体中稳定性的影响[J].农业环境科学学报,2015,34(1):144-154.
环境因子对两种纳米金属氧化物在水体中稳定性的影响
Effects of Environmental Factors on Stability of Two Metal Oxide Nanoparticles in Aqueous Medium
投稿时间:2014-07-18  
DOI:10.11654/jaes.2015.01.021
中文关键词: 纳米二氧化铈(Nano-CeO2)  纳米二氧化钛(Nano-TiO2)  稳定性  腐植酸  离子强度  pH  XDLVO
英文关键词: Nano-CeO2  Nano-TiO2  stability  humic acid  ionic strength  pH  XDLVO
基金项目:国家自然科学基金(41030746,41372234,41172207);教育部博士点基金(20110091110039)
作者单位E-mail
吕雪艳 南京大学地球科学与工程学院水科学系 表生地球化学教育部重点实验室, 南京 210023  
孙媛媛 南京大学地球科学与工程学院水科学系 表生地球化学教育部重点实验室, 南京 210023 sunyy@nju.edu.cn 
施小清 南京大学地球科学与工程学院水科学系 表生地球化学教育部重点实验室, 南京 210023  
徐红霞 南京大学地球科学与工程学院水科学系 表生地球化学教育部重点实验室, 南京 210023  
吴吉春 南京大学地球科学与工程学院水科学系 表生地球化学教育部重点实验室, 南京 210023 jcwu@nju.deu.cn 
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中文摘要:
      以纳米二氧化铈(Nano-CeO2)及纳米二氧化钛(Nano-TiO2)为主要实验材料,研究腐植酸(HA)、离子强度(IS)与pH对其在水体中稳定性的影响.结果表明:HA浓度升高(0~5 mg·L-1),两种纳米颗粒在水体中的稳定性均增强,其原因是吸附在纳米颗粒表面的HA使颗粒间产生巨大的空间位阻斥力与静电斥力,从而减弱了颗粒的凝聚;IS增加(1~50 mmol·L-1 NaCl),两种纳米材料稳定性均降低,颗粒凝聚后粒径变大,且HA的存在(5 mg·L-1)能显着减弱IS对其稳定性的影响,其原因是吸附在纳米颗粒表面的HA使颗粒间产生空间位阻斥力及静电斥力且这两种斥力占主导作用.实验pH范围内(6.01~10.02),随着pH的增加,纳米颗粒的稳定性增强,但当本体溶液中存在HA(5 mg·L-1),pH变化对纳米颗粒稳定性几乎不产生影响.此外,计算并运用XDLVO(extended Derjaguin-Landau-Verwey-Overbeek)理论进行预测分析的结果表明,XDLVO理论的预测与实验结果非常吻合.该研究结果有助于深入了解Nano-CeO2及Nano-TiO2在水体中的环境行为,并为进一步预测两者的生态环境风险提供理论依据.
英文摘要:
      The ecological and environmental effects of nanoparticles in the aqueous medium are dependent on their stability. However, the stability is greatly influenced by environmental factors. This work examined the effects of humic acid(HA) concentration, ionic strength(IS)and pH on the stability of Nano-CeO2 and Nano-TiO2 in aqueous suspension. The presence of HA significantly promoted the stability of nanoparticles(NPs) in the suspension(0~5 mg·L-1), due to increased steric effect and electrostatic repulsion between NPs by HA coated on the NPs. Although increasing IS(1~50 mmol·L-1 NaCl) could decrease NP stability in the suspension, HA(5 mg·L-1) could weaken this effect by introducing greater steric repulsion. Similarly, the presence of 5 mg·L-1 HA decreased the effects of pH increasing from 6.01 to 10.02 on NP stability. In addition, all the experimental data matched well with the predictions based on extended Derjaguin-Landau-Verwey-Overbeek(XDLVO) theory. Our findings could gain insights into the behavior of Nano-CeO2 and Nano-TiO2 in aqueous medium, and provide theoretical basis for environmental risk assessment of Nano-CeO2 and Nano-TiO2.
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