碱金属离子在蒙脱石-Cu 2+ 表面吸附的离子特异性

研究离子交换中的离子特异性效应有助于揭示离子-带电表面相互作用机制。以蒙脱石Cu2+饱和样为研究对象，采用恒流法研究不同浓度碱金属离子Li+、Na+和K+的吸附动力学过程，并建立1:1型（LiNO3、NaNO3、KNO3）电解质溶液中离子平衡吸附量与体系吸附活化能之间的关系。结果发现：（1）Li+、Na+和K+在蒙脱石-Cu2+表面的吸附过程仅呈现出弱静电力作用下的一级动力学特征，并存在明显的离子特异性效应。（2）离子非经典极化作用与体积效应共同决定了离子在双电层中的位置，从而导致表面电位存在差异；并且表面电位（绝对值）随着电解质浓度降低而增加，表现为Li+ > Na+ > K+。（3）根据新建立的模型可预测吸附离子在双电层中的位置，进而求出体系的吸附活化能，并发现离子特异性效应产生的根本原因是由活化能决定的，同时本研究表明建立的新模型在固/液界面反应中具有普适性。本研究将对固/液界面反应理论的完善提供新思路。