氫鍵吸附模式

膨潤土吸附農(nóng)藥時是否發(fā)生質(zhì)子化過程，取決于可交換陽離子的酸度與被吸附分子的解離常數(shù)（pKa）的相對大校當(dāng)可交換陽離子的酸度接近或低于吸附分子的pKa 時，則發(fā)生質(zhì)子化過程。當(dāng)可交換陽離子的酸度比吸附分子的pKa高2時，則基本不發(fā)生質(zhì)子化過程。當(dāng)發(fā)生質(zhì)子化時，可交換水合陽離子的質(zhì)子就可與農(nóng)藥分子中具有電負(fù)性的原子或基團(tuán)形成氫鍵，而發(fā)生所謂的氫鍵吸附。

Sawhney等（1997）研究了膨潤土吸附非離子型除草劑阿特拉津（atrazine，2-氯-4-乙氨基-6-異丙氨基-1，3，5一三嗪）的情況。發(fā)現(xiàn)鋁基膨潤土吸附阿特拉津的量比鈣基膨潤土高很多，并且認(rèn)為阿特拉津嗪環(huán)上高電負(fù)性N與可交換水合陽離子的質(zhì)子之間的氫鍵作用是膨潤土吸附阿特拉津的原因。在膨潤土加工過程中，需要用到很多的膨潤土設(shè)備。鋁基膨潤土和鈣基膨潤土的pH值通常要比阿特拉津的pKa＝1. 68高，因此，阿特拉津主要以分子形式被吸附在鋁基膨潤土和鈣基膨潤土上。由于三價的A13+比二價的Ca2+具有更多的極化水，形成的氫鍵也較強(qiáng)，因此，鋁基膨潤土吸附阿特拉津的量比鈣基膨潤土高很多。

M.Bosetto等（1993）研究了除草劑草不綠與A13+、Cu2+、Ca2+、Mg2+、NH4+、Na+、Li+、Rb+、Cs+等陽離子飽和的膨潤土的吸附反應(yīng)。結(jié)果顯示，草不綠分子通過C=O基團(tuán)與黏土中的交換性陽離子的極化水形成氫鍵而被吸附在膨潤土中。氫鍵昀配位強(qiáng)度與陽離子的極化能成正比。同時X射線衍射分析的結(jié)果表明，草不綠只能進(jìn)入二價以上陽離子飽和的膨潤土層間域。

邵穎等（1996）采用紅外光譜技術(shù)研究了單離子（Na+、K+、Ca+2、A13+）膨潤土與除草劑普殺特的反應(yīng)。結(jié)果顯示，在普殺特標(biāo)準(zhǔn)樣品中出現(xiàn)的N-H峰（3249cm-l）消失，說明單離子膨潤土與普殺特作用后的仲酰胺的氮原子已與膨潤土發(fā)生鍵合反應(yīng)，酰羰基及羧羰基伸縮振動峰（ 1745cm-1、1687cm-l及1648cm-l）產(chǎn)生了變化；在作用后的膨潤土紅外光譜圖上，l752-1774cm-1處出現(xiàn)一較寬的強(qiáng)峰，在1690-1720cm-1處有一弱峰，而且Ca2+一膨潤土、A13+一膨潤土與普殺特作用的這一峰沒有Na+-膨潤土、K+一膨潤土的明顯。這表明酰胺氮原子及羧基氧原子直接與膨潤土中的金屬離子鍵合，由于鍵合使氮原子的效應(yīng)增加，使酰氨基的吸收峰向高波數(shù)方向移動。金屬離子與氮原子的鍵合能力次序為Na+< K+ <Ca2+ <A13+，所以吸收峰渡數(shù)呈同樣規(guī)律向左移動。另外，1590cn-l為吡啶峰，在Na+ 、K+ 、Ca2+ 、A13+等單離子膨潤土與普殺特作用的紅外光譜中依次略向高波數(shù)稱動，這是膨潤土內(nèi)層酸度不同而引起的，酸度的變化使得吡啶上的氫毽結(jié)合可能性依次增加。

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