/.裝訂線.山 東 農(nóng) 業(yè) 大 學(xué)畢 業(yè) 論 文題目：不同類型土壤對十六烷基三甲基溴化銨吸附的研究學(xué) 院 資源與環(huán)境學(xué)院 專業(yè)班級 農(nóng)業(yè)資源與環(huán)境專業(yè) 屆 次 2010 學(xué)生姓名 常一星 學(xué) 號 20106943 指導(dǎo)教師 李成亮 職稱 教授二 O 一四年六月十二日說 明一、指導(dǎo)教師評語根據(jù)學(xué)生實習(xí)及撰寫論文情況進行評定：1、對待實習(xí)的態(tài)度及實習(xí)紀律的遵守情況；2、能否準確熟練地進行觀察記載、搜集整理、查閱資料及運用數(shù)據(jù)的水平；3、能否準確熟練地進行各項操作，并運用所學(xué)知識解決實際問題；4、能否很好地完成任務(wù)書規(guī)定的工作量。二、評閱教師意見參照以下幾方面進行評定：1、論文選題的實用性、分析的科學(xué)性和體系的完整性；2、獲取資料是否豐富，處理資料是否科學(xué)、嚴謹；3、綜合運用基礎(chǔ)理論和專業(yè)知識的深度、歸納、概括及運算的能力；4、文字表達能力，文章的邏輯性。三、論文答辯成績由答辯小組根據(jù)學(xué)生語言表達能力及回答問題的準確性進行評定。四、論文答辯成績和論文綜合評定成績按優(yōu)秀、良好、中等、及格和不及格五級計分。五、畢業(yè)論文的綜合評定成績按照畢業(yè)論文評分標準綜合評定。六、論文由學(xué)生本人按照畢業(yè)論文（設(shè)計）規(guī)范用計算機排版、打印，一律使用統(tǒng)一封面。七、學(xué)生的論文文本（含任務(wù)書、圖片等）由學(xué)院按學(xué)校規(guī)定存檔。目 錄摘要 .4關(guān)鍵詞 .41 前言 .51.1 表面活性劑簡介 .51.1.1 表面活性劑的分類 .51.1.2 表面活性劑的應(yīng)用 .61.1.3 表面活性劑的發(fā)展 .81.1.4 十六烷基三甲基溴化銨簡介 .81.2 吸附機理 .91.2.1 土壤吸附 .91.2.2 吸附等溫曲線 .92 研究進展 .102.1 表面活性劑對環(huán)境的危害 .102.2 表面活性劑在堿性土壤的吸附研究 .102.3 表面活性劑對土壤物理特性的影響 .102.4 CTAB 在土壤中的吸附類型 .103 材料與方法 .113.1 實驗材料 .113.1.1 分析儀器 .123.1.2 試劑及配制方法 .123.2 實驗設(shè)計 .133.2.1 不同土樣的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)測定 .133.2.2 相同土樣不同濃度表面活性劑吸附曲線的測定 .143.2.3 兩相滴定法測 CTAB 的濃度 .153.3 數(shù)據(jù)處理 .154 結(jié)果與分析 .154.1 CTAB 在不同土樣吸附的等溫曲線、吸附量分析 .154.2 CTAB 在不同土樣吸附差異因素分析 .185 結(jié)論 .21參考文獻 .21致 謝 .23ContentAbstract.4Keywords.41 Introduction .51.1 The surfactant.51.1.1 The classification of surfactant .51.1.2 The application of surfactant .61.1.3 The development of surfactant.81.1.4 The CTAB .81.2 Adsorption mechanism .91.2.1 Soil adsorption.91.2.2 Adsorption equilibrium .92 Research progress .102.1 The dangers of surfactant on the environment .102.2 The surfactant adsorption study in alkaline soil .102.3 The influence of surfactants on soil physical properties.102.4 The types of CTAB in the soil adsorption .103 Materials and methods.113.1 The experimental materials.113.1.1 Analysis instruments.123.1.2 Reagent and methods.123.2 Design of experiment.133.2.1 The basis data of different soil sample .133.2.2 The same soil samples of different concentrations of surfactant Adsorption equilibrium.143.2.3 Two-phase titration to measure the concentration of CTAB.153.3 The data processing.154 The results and analysis.154.1 Adsorption equilibriumof CTAB in different soil samples .154.2 The reasons of CTAB adsorption difference factor in different soil samples.185 Conclusion.21Reference.21Acknowledgments.23不同類型土壤對十六烷基三甲基溴化銨吸附的研究常一星 2010 級農(nóng)業(yè)資源與環(huán)境李成亮 教授（山東農(nóng)業(yè)大學(xué)資源與環(huán)境學(xué)院，土肥資源高效利用國家工程實驗室，泰安 271018）摘要：通過平衡靜態(tài)吸附，對 6 種不同土壤吸附能力的研究，為探究 CTAB 在土壤中的吸附機制。結(jié)果表明：當 CTAB 濃度較低時，吸附曲線呈線性，隨著 CTAB 平衡濃度的增大，吸附曲線表現(xiàn)為非線性，并且吸附量有稍微降低的趨勢。6 種不同土壤類型較好的滿足 L 型吸附的等溫曲線，吸附系數(shù)差別較大。其吸附能力大小順序為：潮土水稻土棕壤2 號褐土紅壤褐土。這主要是由土壤的有機質(zhì)、機械組成、pH 值共同作用的結(jié)果，且正相關(guān)關(guān)系。關(guān)鍵詞：表面活性劑 吸附 土壤 十六烷基三甲基溴化銨The surfactant adsorption on the different soilChang Yixing Li Chengliang ProfessorAbstract：In this paper, through static adsorption equilibrium, the study of six different soil adsorption ability, to explore the CTAB in the soil adsorption mechanism. The results show that when CTAB concentration is low, a linear adsorption curve, with the increase of concentration of CTAB balance, adsorption curve characterized by nonlinear, and the adsorption capacity has a tendency to a slightly lower. 6 kinds of different soil types better meet L adsorption isotherm curve, adsorption coefficient difference is bigger. The adsorption capacity size order is: the tide soil rice soil brown soil brown soil 2 red soil brown soil. This is mainly by soil organic matter, together with the mechanical composition, pH, and positive correlation.Key words： Surfactant Sorption Soil CTAB1 前言1.1 表面活性劑簡介表面活性劑(surfactant) ，是指加入少量能使其溶液體系的界面狀態(tài)發(fā)生明顯變化的物質(zhì)。具有固定的親水親油基團，在溶液的表面能定向排列。表面活性劑的分子結(jié)構(gòu)具有兩親性：一端為親水基團，另一端為憎水基團；親水基團常為極性基團，如羧酸、磺酸、硫酸、氨基或胺基及其鹽，羥基、酰胺基、醚鍵等也可作為極性親水基團；而憎水基團常為非極性烴鏈，如 8 個碳原子以上烴鏈;是一類易于富集于界面、并對界面性質(zhì)及相關(guān)工藝過程產(chǎn)生影響的物質(zhì)。隨著現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展，表面活性劑為農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化提供了技術(shù)支持，如低毒高效農(nóng)藥、各種復(fù)合肥料和專用肥料以及現(xiàn)代化耕作機械，同時也使部分土地和水域遭受了比較嚴重的污染。如何利用表面活性劑促進農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，降低環(huán)境污染，修復(fù)被污染的土壤和水系，是近年來表面活性劑在農(nóng)業(yè)技術(shù)領(lǐng)域研究的熱點 1。1.1.1 表面活性劑的分類表面活性劑的分類方法很多，根據(jù)疏水基結(jié)構(gòu)進行分類，分直鏈、支鏈、芳香鏈、含氟長鏈等；根據(jù)親水基進行分類，分為羧酸鹽、硫酸鹽、季銨鹽、PEO 衍生物、內(nèi)酯等；有些研究者根據(jù)其分子構(gòu)成的離子性分成離子型、非離子型等，還有根據(jù)其水溶性、化學(xué)結(jié)構(gòu)特征、原料來源等各種分類方法。但是眾多分類方法都有其局限性，很難將表面活性劑合適定位，并在概念內(nèi)涵上不發(fā)生重疊。一般都認為按照它的化學(xué)結(jié)構(gòu)來分比較合適。即當表面活性劑溶解于水后，根據(jù)是否生成離子及其電性，分為離子型表面活性劑和非離子型表面活性劑。按極性基團的解離性質(zhì)分類見表 12。 表 1 表面活性劑的分類Table 1 The classification of the surfactants類別 常見表面活性劑舉例陰離子表面活性劑 硬脂酸，十二烷基苯磺酸鈉陽離子表面活性劑 季銨化物兩性離子表面活性劑 卵磷脂，氨基酸型，甜菜堿型非離子表面活性劑 脂肪酸甘油酯，脂肪酸山梨坦（司盤） ，聚山梨酯（吐溫）1.1.2 表面活性劑的應(yīng)用表面活性劑的應(yīng)用可分為民用和工業(yè)應(yīng)用。據(jù)資料顯示：民用表面活性劑中有 2/3 用于個人保護用品；合成洗滌劑是表面活性劑消費最大的市場之一，產(chǎn)品包括洗衣粉、液體洗滌劑、餐具洗滌劑和各種家庭用清洗產(chǎn)品及個人保護用品如：洗發(fā)香波、護發(fā)素、發(fā)乳、發(fā)膠脂、潤膚乳液、爽膚液和洗面奶等。工業(yè)用表面活性劑是民用表面活性劑以外用于各工業(yè)領(lǐng)域的表面活性劑總和，其應(yīng)用領(lǐng)域包括紡織工業(yè)，金屬工業(yè)，涂料、油漆、顏料工業(yè)，塑料樹脂工業(yè)，食品工業(yè)，造紙工業(yè)，皮革工業(yè)，石油開采，建材工業(yè)，采礦業(yè)，能源工業(yè)等。以下就幾個方面進行敘述。在化妝品中的應(yīng)用：表面活性劑廣泛用于各類化妝品中作乳化劑、滲透劑、洗滌劑、柔軟劑、潤濕劑、殺菌劑、分散劑、增溶劑、抗靜電劑、染發(fā)劑等。非離子表面活性劑由于不刺激且和其他組分易相容，在化妝品中最常用，一般多為一些脂肪酸酯類和聚醚?；瘖y品配方的組成是多樣的和復(fù)雜的，除油、水原料外，還有各種功能表面活性劑、防腐劑、香精和色素等，屬多相分散體系。隨著化妝品劑型和功能要求越來越多，化妝品中使用的表面活性劑品種也在增加?；瘖y品中使用的表面活性劑應(yīng)對皮膚無刺激、無毒副作用，另外還要滿足無色、無不愉快氣味和穩(wěn)定性高等要求。表面活性劑在洗滌劑中的應(yīng)用：表面活性劑具有高效的清潔及消毒功能，早已成為保潔產(chǎn)品中最重要的組成部分。表面活性劑是洗滌劑的主要成分，它與污垢和在污垢與固體表面之間發(fā)生一系列的物理化學(xué)作用（如：潤濕、滲透、乳化、增溶、分散、起泡等）并借助于機械攪拌獲得洗滌效果。用量最多、最廣泛的是陰離子和非離子表面活性劑，陽離子和兩性表面活性劑只是在生產(chǎn)某些特殊類型和功能的洗滌劑時才使用。主要品種有 LAS（指連烷基苯磺酸脂鹽） 、AES（脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸鹽） 、MES（ - 磺酸脂肪酸脂鹽） 、AOS（-烯基磺酸鹽） 、烷基聚氧乙烯醚、烷基酚聚氧乙烯醚、脂肪酰二乙醇胺、胺基酸型、甜菜堿型等。表面活性劑在食品工業(yè)的應(yīng)用：食品乳化劑和增稠劑：表面活性劑在食品工業(yè)中最主要的作用是作乳化劑和增稠劑用。磷脂是最常用的乳化劑和穩(wěn)定劑。除磷脂外，常用的乳化劑還有脂肪酸甘油酯 S 主要為單甘油脂 T、脂肪酸蔗糖酯、脂肪酸山梨糖醇酐酯、脂肪酸丙二醇酯、大豆磷脂、阿拉伯樹膠、海藻酸、酪蛋白酸鈉、明膠和蛋黃等。增稠劑則分天然和化學(xué)合成兩類。天然增稠劑有從植物和海藻類制取的淀粉、阿拉伯樹膠、瓜爾豆膠、角叉菜膠、果膠、瓊脂和海藻酸等。還有從含蛋白質(zhì)的動植物制取的明膠、酪蛋白和酪蛋白酸鈉等。以及從微生物中制取的黃原膠等。合成增稠劑最為常用的有羧甲基纖維素鈉、丙二醇酸藻蛋白酸酯、纖維素乙醇酸和聚丙烯酸鈉、淀粉乙醇酸鈉、淀粉磷酸鈉、甲基纖維素和聚丙烯酸鈉等。食品保鮮劑：鼠李糖酯具有一定的抗菌、抗病毒和抗支原體的性能，蔗糖酯也對微生物，尤其是對形成孢子的革蘭氏陽性菌抑制作用較大。食品分散劑、起泡劑等。表面活性劑在食品制作中除作乳化劑、增稠劑外，還可以起分散劑、潤濕劑、起泡劑、消泡劑、結(jié)晶控制劑、殺菌以及延長食品保鮮期的作用等。例如全脂奶粉造粒時添加 0.2-0.3%的大豆磷脂，可改進其親水性和分散性，沖調(diào)時能迅速溶解而不結(jié)團。在制作糕點和冰淇淋時，添加甘油脂肪酸、蔗糖脂可起發(fā)泡作用，有利于大量氣泡的產(chǎn)生，而在煉乳和豆制品制作中，添加甘油脂肪酸脂有消泡作用。在色素、香味成分、生物活性成分以及發(fā)酵產(chǎn)品的應(yīng)用：提取分離中的應(yīng)用近年來，表面活性劑在食品中的天然成分如色素、香味成分、生物活性成分以及發(fā)酵產(chǎn)品的提取分離中的也有廣泛的應(yīng)用。表面活性劑在醫(yī)藥領(lǐng)域的應(yīng)用：表面活性劑具有潤濕、乳化、增溶等作用，因而被廣泛的用作藥物制劑輔料，尤其是在近年來發(fā)展起來的藥學(xué)微乳技術(shù)中有著越來越廣泛的應(yīng)用。在藥物合成中，表面活性劑可用作相轉(zhuǎn)移催化劑，能改變離子的溶劑化程度，進而增大離子的反應(yīng)活性，使反應(yīng)在非均相體系中進行，反應(yīng)效率得到極大的提高藥物分析中尤其是藥物熒光光譜分析法中表面活性劑常作為增溶增敏劑得到應(yīng)用。在醫(yī)藥行業(yè)的手術(shù)前皮膚消毒、傷口或粘膜消毒、器械消毒和環(huán)境消毒等方面，由于表面活性劑可與細菌生物膜蛋白質(zhì)強烈相互作用，使之變性或失去功能，而作為殺菌劑和消毒劑被廣泛使用。最后要說明的是，表面活性劑起作用，并不單單是因為某一方面的作用，很多情況下是多種因素共同作用。如在造紙工業(yè)中可以用作蒸煮劑、廢紙脫墨劑、施膠劑、樹脂障礙控制劑、消泡劑、柔軟劑、抗靜電劑、阻垢劑、軟化劑、除油劑、殺菌滅藻劑、緩蝕劑等 3。1.1.3 表面活性劑的發(fā)展肥皂作為古老的洗滌劑，在人們的衛(wèi)生保健方面一直起著重要的作用。20 世紀 50 年代以來，合成表面活性劑在洗滌劑工業(yè)中迅速崛起，目前已形成其市場遍及全世界、產(chǎn)值在 10 億美元以上的產(chǎn)業(yè)。近年來，我國化學(xué)合成表面活性劑工業(yè)發(fā)展迅速，表面活性劑的產(chǎn)量逐年增加。1985 年我國合成表面活性劑產(chǎn)量為 100.4 萬 t，1990 年為 151.4 萬t，居世界第 2 為，2000 年為 382.8 萬 t，2005 年達 460 萬 t。隨著應(yīng)用范圍的不斷拓展，其消耗量也日趨增大。據(jù)統(tǒng)計，從 1950 年到 1990 年，全球表面活性劑的年用量從 3500t迅速增到了 4.3106t，而到了 2000 年，表面活性劑（不包括肥皂）的世界使用量超過1000 萬噸，預(yù)計到 2050 年其年用量將達到 1.8107 t4。毫無疑問，表面活性劑應(yīng)用領(lǐng)域的拓展以及消耗量的日趨增加，給環(huán)境帶來的危害會越來越嚴重。表面活性劑的發(fā)展方向?qū)⒈憩F(xiàn)在以下方面：回歸天然；代替有害化學(xué)品；室溫下洗滌使用；不用助劑可在硬水中使用；能有效處理廢液廢水、粉塵等的環(huán)保型表面活性劑；能有效提高礦物、燃料、生產(chǎn)利用率的表面活性劑；多功能表面活性劑；以生物工程為基礎(chǔ)，利用工業(yè)或城市廢棄物制備的表面活性劑；用復(fù)配技術(shù)產(chǎn)生協(xié)合效應(yīng)的高效表面活性劑。因此，在倡導(dǎo)環(huán)境保護和可持續(xù)發(fā)展的今天 5，研究土壤對表面活性劑的吸附機制很有意義。1.1.4 十六烷基三甲基溴化銨簡介十六烷基三甲基溴化銨(CTAB)是一種常用的表面活性劑，呈白色或淺黃色結(jié)晶體至粉末狀，有刺激氣味，易溶于異丙醇,可溶于水,震蕩時產(chǎn)生大量泡沫，能與陽離子、非離子、兩性表面活性劑有良好的配位性。具有優(yōu)良的滲透、柔化、乳化、抗靜電、生物降解性及殺菌等性能,化學(xué)穩(wěn)定性好，耐熱、耐光、耐壓、耐強酸強堿。CTAB 為天然、合成橡膠、硅油和瀝青乳化劑；合成纖維、天然纖維和玻璃纖維的抗靜電劑、柔軟劑；護發(fā)素的調(diào)理劑；相轉(zhuǎn)移催化劑；乳液起泡劑、表面活性劑，分析試劑，滌綸真絲化劑，皮革加脂劑，它還用于助焊劑、焊錫膏生產(chǎn)里起表面活性劑作用，活性強，對亮點、虛焊、焊電飽滿都有一定作用。HLB 值 15.8,屬于陽離子表面活性劑 ，溶于熱水、乙醇、三氯甲烷，易溶于異丙醇水溶液,微溶于丙酮,不溶于醚。有良好的表面活性、穩(wěn)定性、殺菌性及生物降解性。在強酸及強堿中穏定。耐熱、耐光。與非離子及兩性離子表面活性劑有良好的配位性，對多種油脂具較好的乳化作用.對皮膚及粘膜刺激性小，有輕微脫脂作用，是一種陽離子去污劑，廣泛用于潤濕、殺菌、抗靜電、去污、增溶等方面。可用作纖維高效抗靜電劑。工業(yè)及油田水處理中用作殺菌滅藻劑、粘泥剝離劑。牙膏中用作口腔殺菌劑。用于香波及護發(fā)素,可使頭發(fā)易于梳理、光滑、柔軟。還用作礦物浮選劑、電鍍液緩蝕劑、瀝青乳化劑、硬表面清洗劑及有機合成相轉(zhuǎn)移催化劑等。還具有從低離子強度的溶液中沉淀核酸和酸性多聚糖的特性，在這種條件下，蛋白質(zhì)和中性多聚糖仍留在溶液里，在高離子強度的溶液里，CTAB 與蛋白質(zhì)和大多數(shù)酸性多聚糖以外的多聚糖形成復(fù)合物，只是不能沉淀核酸。因此，CTAB 可以用于從大量產(chǎn)生粘多糖的有機體如植物以及某些革蘭氏陰性菌（包括 E. coli 的某些株）中制備純化 DNA 。其檢測方法有：兩相滴定法、分光光度法、液相色譜法、電化學(xué)法 6。1.2 吸附機理當氣相或液相中的粒子（分子、原子或離子）碰撞在固體表面時，由于它們之間的