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在自然水体中存在有许多活性物质,这些物质大多具有疏水部分和亲水部分两个部分。这些两亲分子往往停留在气-液界面上,在水体表层有不同程度的富集,形成了表面膜。在自然水体的气-液界面上,腐殖质类物质形成的膜占主导地位,这些物质大多是醣朊和蛋白多糖的氧化降解产物,这些表面膜聚集在气—液界面上,极大的影响了气-液界面上许多动态、非平衡的过程。由于许多有机物和无机物的交换、气体的交换、水蒸气的交换、热量和动量的交换都是表面膜居间促成的,且这些过程与界面上活性物质的浓度有关。因此确定表面膜内主要的化学和生物组分以及测量它们形成、改变、消失的速率有着至关重要的作用。对表面膜的测量研究方法有很多,包括光学显微镜、X射线、波阻尼法、光谱方法、表面膜电位法、表面膜压法等。而最直接的方法莫过于表面膜压法,它不需要对样品进行预处理,不破坏表面膜,因此能准确的测定表层的性质,可获得许多关于单个分子的大小、形状以及取向等方面的信息。 本文研究腐植酸在气—液界面上的物理化学行为以及腐植酸与金属盐在气—液界面上的物理化学行为将有助于理解自然水体中的水气转移过程。实验结果表明: 1)由于腐植酸主要由多种活性较高的化学功能团构成,包括较多的疏水性脂肪烃类的C-H基团以及较为亲水的羧基、羟基等基团,因此水体中的腐植酸在气—液界面上可以部分富集,形成表面膜,并且随着样品量的增加,膜压也随之增加,出现的滞后环面积也随之增加。 2)本实验的研究结果表明金属盐在与腐植酸作用时,可能包括如下几个方面的作用,金属盐不仅仅通过压缩胶体的双电层,降低静电排斥而促进聚集形成,可能产生更多的疏水结构,从而使得表面膜压增加,另外它们可能通过与腐植酸络合,中和聚合物链上的负电荷,从而减少了腐植酸分子间的排斥力,从而进一步加强了聚沉的倾向,由于金属盐能使腐植酸更容易聚集,因而使得表面膜更容易凝聚,这从金属盐与腐植酸混合后所形成的表面膜的谱图中可以反映出来,表面张力下降的过程更为陡峭。譬摘要 另外,本文对滞后环形成原因进行初步探讨,认为滞后环的形成可能是由于下列原因造成的:1.与仪器驱动力的频率有关(即与整个压缩一膨胀过程所需的时间有关)。2.与膜分子的脱附一扩散行为有关3.表面结构的改变(包括胶束的形成、膜崩溃、相变)4.接触角的滞后效应 并根据前面对滞后环形成原因的探讨,从理论上初步解释说明滞后环的形成原因。