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磷酸钙矿物—有机酸溶液界面的纳米级溶解反应动力学及机制研究

摘要第7-8页
ABSTRACT第8-9页
缩略语表第10-13页
1 文献综述第13-45页
    1.1 有机酸调控的土壤磷循环第13-18页
        1.1.1 主要无机磷源-正磷酸钙第13-16页
        1.1.2 植物适应低磷机制-有机酸的分泌第16-17页
        1.1.3 土壤条件下有机酸对难溶性磷溶解调控的不确定性第17-18页
    1.2 有机酸如何影响矿物-水界面的溶解反应第18-31页
        1.2.1 有机酸溶液的pH值第18-19页
        1.2.2 有机酸分子结构第19-20页
        1.2.3 有机酸的浓度第20-21页
        1.2.4 不存在有机酸时的盐离子效应第21-31页
            1.2.4.1 盐离子如何影响水分子结构-盐离子水合性第21-23页
            1.2.4.2 “Hofmeister”盐效应序列第23-25页
            1.2.4.3 盐离子在矿物界面双电层的分布第25-27页
            1.2.4.4 盐离子在中性界面上的分布第27-30页
            1.2.4.5 盐离子对矿物-水界面溶解反应的影响第30-31页
        1.2.5 有机酸调控盐离子在矿物表面的吸附第31页
    1.3 矿物基底-正磷酸钙第31-45页
        1.3.1 正磷酸钙-水界面上的溶解反应第32-36页
            1.3.1.1 体相溶解反应第33-34页
            1.3.1.2 纳米尺度上的表面溶解第34-36页
        1.3.2 矿物-水界面溶解动力学模型第36-42页
            1.3.2.1 晶核理论(台阶波)模型(Step-Flow model)第37-39页
            1.3.2.2 晶体长期溶解演化模型(Stochastic model)第39-40页
            1.3.2.3 过渡态理论(Affinity-Based Rate Laws)第40页
            1.3.2.4 表面配位模型(Surface-Complexation Model)第40-42页
        1.3.3 研究矿物-水界面溶解反应的其他方法(非线性光谱技术)第42-45页
            1.3.3.1 SFG(非线性光谱技术)第43页
            1.3.3.2 SHG第43-45页
2 课题研究背景、内容和技术路线第45-49页
    2.1 课题研究的背景和意义第45-48页
    2.2 研究内容第48页
    2.3 研究技术路线第48-49页
3 原子力显微镜下柠檬酸对二水磷酸氢钙的微观溶解机制第49-63页
    3.1 前言第49-50页
    3.2 实验方法第50-51页
        3.2.1 二水磷酸氢钙晶体合成和特征第50-51页
        3.2.2 原子力显微镜原位溶解实验第51页
    3.3 结果第51-59页
        3.3.1 二水磷酸氢钙的合成与组成特征第51-53页
        3.3.2 二水磷酸氢钙(010)剥离面溶解特征第53-57页
        3.3.3 柠檬酸改变蚀坑的形貌第57-59页
    3.4 讨论第59-63页
        3.4.1 DCPD晶体-水界面溶解动力学第59-62页
        3.4.2 柠檬酸对DCPD晶体(010)面蚀坑形貌的影响第62-63页
4 有机酸中醇羟基在DCPD溶解过程中的作用第63-79页
    4.1 前言第63-65页
    4.2 实验部分第65-67页
        4.2.1 实时原子力显微镜第65-66页
        4.2.2 FT-IR光谱第66-67页
    4.3 结果第67-74页
        4.3.1 实时原子力显微镜探测DCPD(010)剥离面的台阶消融速度第67-69页
        4.3.2 饰坑形貌的变化第69-74页
        4.3.3 在pH4.0 时有机酸在DCPD(010)面吸附形式第74页
    4.4 讨论第74-79页
        4.4.1 有机酸中羧基解离时醇羟基的作用机制第74-77页
            4.4.1.1 负电界面增强由有机酸中醇-OH调控的固-液界面反应第74-76页
            4.4.1.2 L-TA在0(?)C(?)]_(Cc)台阶方向的吸附形式第76-77页
        4.4.2 有机酸中羧基未解离时醇羟基的作用机制第77-79页
            4.4.2.1“H~+”提升的溶解第77-78页
            4.4.2.2 有机酸在DCPD (010)表面上解离的H~+参与界面溶解反应第78-79页
5 低浓度柠檬酸调控盐效应诱导的DCPD-水界面的溶解第79-96页
    5.1 前言第79-81页
    5.2 实验部分第81-83页
        5.2.1 DCPD晶体合成第81-82页
        5.2.2 原子力显微镜实时溶解实验第82页
        5.2.3 XPS测量第82-83页
        5.2.4 Zeta电势测量第83页
    5.3 结果第83-89页
        5.3.1 DCPD (010)面原位原子力溶解实验第83-87页
        5.3.2 DCPD晶体(010)面上的盐离子吸附第87-88页
        5.3.3 DCPD在饱和反应溶液中的Zeta电势第88-89页
    5.4 讨论第89-96页
        5.4.1 DCPD表面在低浓度盐溶液中的溶解第89-91页
            5.4.1.1 不存在柠檬酸第89-90页
            5.4.1.2 存在柠檬酸第90-91页
        5.4.2 DCPD表面在高浓度盐溶液中的溶解第91-96页
            5.4.2.1 不存在柠檬酸第91-92页
            5.4.2.2 存在柠檬酸第92-96页
6 全文总结与展望第96-98页
    6.1 主要结论第96页
    6.2 创新点第96-97页
    6.3 展望第97-98页
参考文献第98-121页
常用仪器型号及品牌第121-122页
个人介绍第122页
发表文章第122-123页
致谢第123-124页

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