超声提取有机-矿质复合体的研究

超声提取有机-矿质复合体的研究

在自然条件下，土壤中的矿产粉和有机颗粒很少单独存在，它们是由一定的力结合的。土壤中有机物质和矿物质的结合物———土壤有机-矿质复合体是土壤区别其母质的基本特征之一国内外许多学者从土壤肥力的角度对有机-矿质复合体进行了研究1材料和方法1.1试验材料试验所用土壤样品分别为采自江西进贤的红壤、黑龙江大庆的黑土及北京昌平的潮土，供试土壤的理化性质经分析后列于表1。1.2提取有机矿质综合体的过程参考Edwards等的方法1.3表面方法1.3.1红外光谱测试分别称取0.0015g不同土壤粘粒级有机-矿质复合体样品与0.15gKBr研磨、压片，进行红外光谱测试。所用仪器为美国Nicolet5PC红外光谱仪，软件为Omnic1.2b。1.3.2扫描电子显微镜用附带X射线能谱仪的S-450型扫描电子显微镜观察有机-矿质复合体的形貌特征并分析其元素组成。1.3.3x射线衍射用RigakuGeigerflexD/Max-RCX射线衍射仪测定有机-矿质复合体的矿物相组成。1.3.4固体-物理旋转测定采用BrukeAM300型核磁共振仪对样品进行固态魔角旋转测定，观察频率75.47MHz,延迟时间1s，接触时间1.5ms,2000数据点，累加110000次。2结果与讨论2.1潮土的有机质表2为3种土壤复合体的基本理化性质及粘粒级复合体所占土壤的比例。可以看出，3种复合体的性质有很大区别。黑土的有机质含量最高，大约是潮土的两倍。阳离子交换量递减顺序为黑土>潮土>红壤，而潮土有机-矿质复合体的比表面积是最大的。从粘粒级复合体所占土壤比例来看，黑土和红壤相差不多，潮土最小，说明潮土细粒级复合体较少。已有文献表明2.2复合式矿质复合机理从图1看出，江西红壤有机-矿质复合体红外光谱具有3703、3622、1037、916、696、546、477cm各种复合体主要矿物类型不同，则其有机和矿质部分复合机理会有所不同。Greenland2.3红土有机-矿质复合材料的矿物成分不同土壤有机-矿质复合体的X射线衍射图谱如图2所示。3.348A觷以及随后的2.283、2.219、1.819A觷处的峰表明3种复合体中均含有石英成分。而14.336以及7.273A觷处的峰表明3种复合体中含有少量的绿泥石。10.133、4.996、4.485、3.537、3.198以及2.567A觷处各峰显示有云母的存在。另外，8.483A觷代表了闪石的存在，3.86、3.198A觷代表长石，2.892A觷代表白云石。3.038A觷处的强峰表明方解石成分。可以看出，红壤复合体以石英和云母为主，含有绿泥石和闪石成分，而黑土有机-矿质复合体的主要矿物成分为石英、长石和方解石，含有少量绿泥石和云母；潮土复合体则含有云母、石英、白云石、长石、方解石以及微量的绿泥石。这与由红外谱图得到的红壤复合体属高岭石类矿物、黑土和潮土属蒙脱石类矿物的结果是一致的。2.4有机-矿质复合材料的表征扫描电镜结果（图3）显示3种有机-矿质复合体颗粒均呈层状结构，表面具有十分明显的非均匀特征，其中潮土有机-矿质复合体表面粗糙不平，有较多的孔洞，而红壤有机-矿质复合体表面比其他两种都要光滑，这和前述潮土有机-矿质复合体比表面积最大，红壤的最小相一致。从扫描电镜能谱图（图4）中可以看出，Si是3种复合体的主要组成元素，这同XRD结果得到的主要矿物为石英相吻合。而在黑土和潮土复合体中Ca的存在也印证了其含有的方解石矿物成分。2.5资料处理和美国角旋转3种复合体的魔角旋转3有机c、c、基碳的含量特征3种土壤提取的有机-矿质复合体组成和性质上有很大差别，黑土有机-矿质复合体有机质含量和阳离子交换容量最大，潮土有机-矿质复合体的比表面积最大。红壤属于高岭土，黑土和潮土属于蒙脱石型土。红壤有机-矿质复合体以石英和云母为主，还含有绿泥石和闪石成分，而黑土有机-矿质复合体的主要矿物成分为石英、长石和方解石，还含有少量绿泥石和云母。潮土复合体则含有云母、石英、白云石、长石、方解石以及微量的绿泥石。3种复合体的有机C分布各不相同，红壤复合体脂类C的含量