土壤物理化學吸附性

土壤物理化學吸附性又叫離子交換吸附，是土壤的一種吸收性能。指土壤溶液里的離子與土壤細粒表面所吸附的同性電荷離子之間相互交換的物理化學現象。

基本介紹

• 中文名：土壤物理化學吸附性
• 外文名：Soil physical and chemical adsorption
• 學科：生態工程
• 領域：環境科學
• 別稱：離子交換吸附
• 釋義：土壤的一種吸收性能

簡介

土壤物理化學吸附性是由土壤細粒帶有電荷所引起的。土壤對陽離子和陰離的交換吸附，就是因為上壤帶有正、負電荷。它是土壤吸收性能中最為重要的一種，對植物養分的保蓄、供應和調節以及土壤形成和特性，都具有重大的影響。

土壤的物理化學性質土壤具有肥力和淨化力。土體是具有特殊層次性和空隙性的土壤結構體，其功能的體現源於土壤的物理化學性質，如土壤的吸附性能、酸鹼性能和氧化還原性能等。

土壤物理化學吸附性分離茶氨酸

L-茶氨酸(L-theanine)是茶葉中特有的非蛋白胺基酸，占茶葉游離胺基酸的50%左右。它具有影響腦中神經遞質分泌、拮抗咖啡因引起的興奮、緩解緊張情緒、降血壓、抗疲勞、輔助抑制腫瘤等生理功能。近年來對茶氨酸的研究日趨活躍，利用化學方法合成茶氨酸，已有大量的研究報導和專利，但其安全性有待驗證。利用細胞培養和微生物發酵法雖能生產天然茶氨酸，但由於運行成本過高，暫時還無法產業化。國內利用低檔茶葉提取茶多酚的生產廠家很多，其提取茶多酚後排放的廢水中含有一定量的茶氨酸，基本未加以綜合利用。因此，從生產茶多酚的工業廢水中提取天然茶氨酸將為茶葉的綜合利用與開發提供新的方向。工業廢水經微濾、超濾、脫色等預處理後，通過離子交換樹脂法對茶氨酸進行吸附分離，這一工藝是茶氨酸生產的重要過程，本實驗系統地研究了001×7離子交換樹脂對茶氨酸的吸附分離特性。

pH值對土壤物理化學吸附性的影響

通過靜態吸附實驗考察了不同pH條件下001×7離子交換樹脂對茶氨酸吸附容量的影響。可以看出，離子交換樹脂對茶氨酸的吸附量受pH的影響較大，在pH為3.5左右時達到最大。茶氨酸是中性胺基酸，在酸性條件下帶正電荷，由於溶液的pH值不同，導致茶氨酸的電離程度不同，酸性越大，電離程度越強，正電荷與強酸性陽離子作用，越有利於反應的進行，交換量也就越大。不過當pH值繼續降低時，溶液中H+濃度增加，產生競爭吸附，導致交換容量略微降低。

茶氨酸濃度對土壤物理化學吸附性的影響

樹脂吸附目標產物時，存在著一個吸附平衡，該平衡和料液濃度有很大的關係。尤其是當樹脂的吸附平衡是受液膜擴散控制時，料液濃度對吸附平衡影響更大。考察了不同濃度的茶氨酸溶液對樹脂吸附容量影響。可以看出，隨溶液中茶氨酸濃度的增加，樹脂的交換容量增大，但在濃度大於3mg/ml以後，增加茶氨酸濃度對提高交換容量效果不大。

流速對土壤物理化學吸附性的影響

通過動態吸附實驗，考察了在pH為3.5，濃度為3mg/ml的條件下，不同流速對茶氨酸流出曲線的影響。隨著流速的增加，穿透時間提前，此時的流出曲線趨於平坦。在提高流速的條件下，樹脂顆粒表面液膜變薄，液膜阻力減小，造成液膜傳質係數增大，傳質速率增加，而且由於流速的加快，造成樹脂與茶氨酸溶液兩相接觸時間變短，交換不完全。在流速為3BV/h時，流出曲線較為平坦，而當流速降為2BV/h、1BV/h時相差不是很大。但是流速過低，同樣會造成柱內液相的縱向混返嚴重，不利於樹脂的吸附，另外還使生產周期增長，成本增加，因此選擇2BV/h為適宜的上樣流速。