有机无机复合胶体特点
土壤胶体的特征
土壤胶体的特征土壤胶体是直径为2～0.001微米土粒的通称。
其含量约占土重的2%～50%，是土壤中化学性质最活跃的部分。
什么是土壤胶体（土壤胶体的特点）土壤胶体类型①矿质胶体：又称无机胶体，指土壤粘粒中矿质部分，是岩石风化产物的最细部分。
除有少量石英、长石等原生矿物外，主要是次生矿物，包括蒙脱石、水云母、蛭石、高岭石和水铝英石及铁、铝、锰、硅、钛等氧化物及其水合物。
②有机胶体：来源于动、植物和微生物的残体及其分解或合成产物，是由多糖、蛋白质与腐殖质等所组成。
③有机矿质复合胶体：是由矿质胶体与有机胶体通过离子间的库仑引力和表面分子间的范德华引力缔合而成的，土壤中此类胶体往往不少。
什么是土壤胶体（土壤胶体的特点）土壤胶体特性土壤胶体除了具有与其化学组成相对应的一般性质外，还有以下特性：①表面积大：土壤胶粒的表面积随粒径的减小而增大。
表面积也因粘粒的矿物类型而异，蒙脱石、蛭石表面积最大，达600～800米2/克，水云母次之90～130米2/克，高岭石最小10～20米2/克（见比表面）。
胶体的巨大表面积，使土壤具有物理吸附性能。
②带电荷：胶体表面都带电荷，电荷的正、负取决于胶体物质的组成和结构。
胡敏酸及层状硅酸盐的胶粒表面带负电荷，交换性离子是阳离子。
铁、铝的氢氧化物和蛋白质的电荷性质视分散介质的pH而定，既可带正电荷，亦可带负电荷，因而称两性胶体（见表面电荷）。
土壤胶体的带电性使土壤具有离子吸附性能，它对保蓄土壤养分有巨大作用。
③不可逆性：土壤胶体按其状态分为溶胶与凝胶。
胶粒分散在水介质中处于彼此分开的状态为溶胶，溶胶在受到干燥、热、冻结、电解质和时间等因素的影响，可变为凝胶。
在促使溶胶成为凝胶的因素消失以后，亲水胶体的凝胶通常可重新变为溶胶，而疏水胶体则不易复原。
因而前者称可逆胶体，后者称不可逆胶体。
这种不可逆性有利于增强土壤团聚体的稳定性。
什么是土壤胶体（土壤胶体的特点）土壤胶体对土壤性质的影响①胶体含量的多少直接影响土壤质地的轻重、保水保肥能力的大小和耕作的难易。
土壤胶体分类
土壤胶体分类直径为2～0.μm土粒的通称可以是矿质的，即土壤矿质胶体(无机胶体)，主要是次生的黏粒矿物。
也可以是有机的，即土壤有机胶体，主要是多糖、蛋白质和腐殖质。
多数情况下是有机矿质复合体，即核心部分是黏粒矿物，外面是有机胶膜，被吸附在矿质胶体表面。
其特性是：(1)其比表面积相当大(1g 胶体大约有～m2)，具有相当大的反应活性和吸附性；(2) 荷电，有很强的离子交换性；(3)它是土壤各种物质最活跃的部分，因而对土壤性质的影响也最大。
土壤胶体的种类土壤胶体通常可以分成无机胶体、有机胶体、有机—无机无机胶体。
下面我们了解这三类胶体。
ⅰ无机胶体：无机胶体在数量上远比有机胶体要多，主要是土壤粘粒，它包括fe、al、si等含水氧化物类粘土矿物以及层状硅酸盐类粘土矿物。
1、fe、al、si等含水氧化物含水氧化硅：多写成sio2·h2o，也可写成偏硅酸h2sio3，sio2·h2o发生电离时能解离出h+而使胶体带负电荷。
含水水解fe、al：多译成fe2o3·nh2o、al2o3·nh2o，也需用fe（oh）3、al（oh）3的形式去则表示，它就是硅酸盐矿物全盘风化的产物，在风化程度低的土壤上这类矿物较多。
这类矿物属两性胶体，它的带电情况主要取决于土壤的酸碱反应，酸性条件（ph\uc5）带正电荷，碱性条件下带负电荷。
2、层状硅酸盐类矿物层状硅酸盐类矿物，从外部形态上看是极细微的结晶颗粒，从内部构造上看，都是由两种基本结构单位硅氧四面体和铝氧八面体所构成，并且都含有结晶水只是化学成分和水化程度不同而已。
结构特征：p69图3—5、图3—6a：基本结构单位：构成层状硅酸盐矿物的基本结构单位是硅氧四面体和铝氧八面体。
硅氧四面体：由一个硅离子（si4+）和四个氧离子（o2-）共同组成，其中三个氧离子（o2-）形成三角形为底，si4+属这个三角形之上，三个氧离子（o2-）的中心底凹处，第四个o2+属顶部，恰好把si2+砌在下面，象这样的结构体从外表面看看存有四个面，每个面存有三个o2+共同组成，si4+居四个面的中心，我们称作硅氧四面体。
胶体的结构特征
胶体的结构特征胶水是由一种含有胶体分子的液体构成，可以用来组成固体及膜状物质或改变物质表面物理特性。
胶体在特定范围内具有很强的粘着性和黏结特性。
胶体通常由粒径平均大小为2～200nm的颗粒组成，被称为乳状溶液或乳液。
胶体分子是以有机或无机多离子构成体系，乳液中的颗粒由两部分组成，一部分是有机物，另一部分是无机离子。
有机物是由含有羧基的碳链构成的高分子化合物，是胶水的主要组成成分；无机离子则可以是氯离子、阳离子、阴离子等，这些离子是胶体颗粒间的电性结构所必需，也能改变胶体质量。
胶水是由两种高分子物质组合而成，一种是聚合物，另一种是有机化合物，有机化合物可以是聚酯，聚氨酯，乙烯基树脂等，聚合物则可以是环氧树脂，丙烯酸树脂等。
聚合物和有机化合物结合时会凝聚成不同尺度的细胞，改变内部的粒子间隔及形状，从而实现粘合、保护和固定的效果。
分子膜结构及其组成是解释胶体粘着性和黏结能力的基础。
对于乳液，乳液是小颗粒之间由分子膜结构组成的膜状物质，每个胶体颗粒四周都有一层分子膜。
这种保护层使得小颗粒间不相互汇合，而是滞留在液质中形成可溶性的悬浮体状。
当液溶质与胶体中的颗粒有紧密的静电相互作用时，颗粒内的分子膜消失，这样小颗粒之间就会有粘合作用，使其结合在一起，形成胶体固体物。
胶体的形状及其尺寸的大小也是影响胶水性能的重要因素。
常见的胶水颗粒的大小一般介于2～200nm之间，介于0.2～2μm之间的粘附在基体表面的胶体颗粒形状平坦，具有较高的平整度，会受到基体表面吸引作用而改变形态，这就是胶体的结构特征，也是影响胶水粘合和固定度的原因之一。
有机一无机纳米复合材料的制备、性能及应用
有机一无机纳米复合材料的制备、性能及应用引言纳米复合材料是一类新型复合材料,它是指1种或多种组分以纳米量级的微粒即接近分子水平的微粒复合于基质中所构成的一种复合材料。
纳米复合材料因其分散相尺寸介于宏观与微观之间的过渡区域，将给材料的物理和化学性质带来特殊的变化，正日益受到关注。
纳米材料被誉为“21世纪最有前途的材料”，该类材料研究的种类已经涉及到无机物、有机物和非晶态材料等。
有机-=无机纳米复合材料因其综合了有机物和无机物各自的优点，并且可以在力学、热学、光学、电磁学和生物学等方面赋予材料许多优异的性能，正在成为材料科学研究的热点之一。
目前，国内外在这方面的研究成果正不断见诸报道。
本文拟对有机一无机纳米复合材料的制备、性能及应用作一个综述。
有机一无机纳米复合技术最先制得的纳米复合材料是无机纳米复合材料，如金属、非金属、陶瓷和石英玻璃等。
目前，纳米复合材料研究的种类已涉及到有机物和非晶态材料等。
各国首先着重于纳米复合材料制备方法的研究，特别是薄膜制备法的研究。
纳米复合方法常用的有3种：溶胶一凝胶法、嵌入法和纳米微粒填充法。
其中溶胶一凝胶法较早用于制备有机一无机分子杂化材料或纳米复合材料；嵌入法在分子材料领域表现出很好的前景，特别是将不同的性能综合到单一的材料中去。
把具有有机／无机纳米复合材料的性能和特点的纳米颗粒材料添加到其他材料中，可以根据不同的需要选择适当的材料和添加量达到材料改性的目的，因为复合材料中增强体的尺寸降到纳米数量级会给复合材料引入新的材料性能。
首先，纳米颗粒本身具有量子尺寸效应、小尺寸效应、表面界面效应和宏观量子隧道效应等特殊的材料特性，这会给复合材料带来光、电、热、力学等方面的奇异特性；其次，纳米颗粒增强复合材料所具有的特殊结构，如高浓度界面、特殊界面结构、巨大的表面能等等必然会大大影响复合材料的宏观性能。
由无机纳米材料与有机聚合物复合而成的有机／无机纳米复合材料具有无机材料、无机纳米材料、有机聚合物材料、无机填料增强聚合物复合材料、碳纤维增强聚合物复合材料等所不具备的一些性能。
养殖水环境化学-第七章 重点
第七章：水环境中的胶体与界面作用第一节：胶体一．胶体基本知识（一）胶体的基本概念胶体：胶体是物质存在的一种特殊状态，它普遍存在。
1.胶体分类在常见的物理化学教材科书中，胶体被定义为“任何线性直径在10-9 m到10-6 m间的粒子”，即胶体粒径大小范围为1～1000 nm，故也可以称其为“纳米粒子”。
所以在透过0.45 μm微孔膜的水样中，除了真正的溶解态组分外，还存在着胶体。
在实际研究工作中，可将胶体粒子定义为“能透过0.45 μm微孔膜，但却能被可截留相对分子质量1000以上物质的超滤膜所保留的粒子”。
胶体分为两类：亲液胶体和憎液胶体。
如蛋白质、明胶等容易与水形成胶体的溶液叫做亲液胶体，而那些本质上不溶于介质的物质，必须经过适当处理后，才可将它分散在某种介质中的，叫做憎液胶体。
凡分散介质为液体的胶体体系称为液溶胶，分散介质为气体的则称为气溶胶，而分散介质为固体的则称为固溶胶。
2.胶体的结构胶体表面带电后，由于静电引力的关系，可从溶液中再吸附一些荷电相反的粒子（称为“反离子”），它们与胶体表面保持一定的距离。
离表面近的反离子，受的引力较大，总是随胶体粒子一起移动，故合称为“固定层”，也称吸附层。
离胶体表面更远的反离子，由于受到的引力较小，在胶体粒子移动是，它们并不随之移动，称为“扩散层”。
胶粒=校核+吸附层胶团=胶粒+扩散层反离子[胶核│n表面离子+（n-x）反离子]x±·x反离子±（二）胶体的电学性质1.胶体粒子表面电荷的由来（1）电离一些胶体粒子，在水中本身就可以电离，故其表面带电荷。
（2）离子吸附分散相对表面对电解质正负离子不相等的吸附，从而使其表面获得电荷。
具有水合作用的物质（如蛋白质、多糖等）表面不太容易吸附离子，而疏水物质的表面（如脂类表面）则比较容易吸附离子（DunanJ.Shao，1983）。
（3）晶格取代晶格取代也是黏土粒子带电的原因之一。
2.ξ－电位这种当分散相和分散介质做相对运动时，吸附层和扩散层之间存在的电位差称为电动电位，用希腊字母ξ－（Zeta）表示，又称为ξ－电位。
土壤胶体.
土壤胶体总体显负电荷，使得能够紧密结合土 壤中的许多阳离子。提高保肥性。
酸碱性影响土壤胶体的带电性
3.土壤总电荷 • 土壤总电荷等于永久电荷与可变电荷的总和。
• 一般土壤的pH在5~9之间，大部分土壤胶体都带 负电荷。只有两性胶体和少量的同晶替代可能产 生一定量正电荷。
• 但是，整体上来看，土壤胶体以带负电荷为主。 当pH<5时则可能带较多正电荷。 • 土壤中80%以上的土壤电荷集中于粘粒上
一些农业技术措施，如施肥、中耕、浇水、烤田等都 可使土壤中的电解质发生变化，从而使胶体的状态发 生改变，或局部发生改变，尤其是施用钙质肥料，有 促进土壤形成不可逆凝聚的显著作用。（板结）
（四）土壤胶体吸收性的类型及其意义
土壤胶体吸收性：指土壤能吸收和保持土壤溶 液中的分子、离子、悬浮颗粒、气体以及微生 物的能力。 机械吸收 物理吸收 化学吸收 生物吸收 物理化学吸收
土壤胶 体微粒
土壤胶体 分散系
土壤溶液
决定电位离子层 （内层） 非活性层 补偿离子层 （外层） 扩散层
扩散双电层 （1）决定电位离子层 是吸附在胶粒核表面，决定胶粒电荷正负及大小的一层离子。 （2）补偿离子层，分为两个层次。 一、非活性补偿离子层。 二、扩散层。
二.土壤胶体的基本特性
（一）具有丰富的表面积和巨大的表面能。 1.比表面 是一个比值，即每一单位质量或单位容积的表 面积(单位质量比表面积叫质量比表面，cm2/g， 单位容积比表面叫做容积比表面，cm2/m3）。
因土壤胶粒在同样的 土壤环境中带有同种电荷促使胶粒 互相排斥与分散状态，较少凝聚。
向土壤溶液中加入电解质以中和胶粒上的电性，并减少 土壤水分，可促使溶液凝聚。因土壤中的胶体一般情况 下带负电的为多，所以加入阳离子有使胶体凝聚的作用。
第二节土壤胶体
第二节土壤胶体一、土壤胶体土壤胶体是土壤中最细微的颗粒，也是最活跃的物质，它与土壤吸收性能有密切关系，对土壤养分的保持和供应以及对土壤的理化性质都有很大影响。
胶体颗粒的直径一般在1〜100nm（长、宽、高三个方向上，至少有一个方向在此范围内）形成的分散体系叫土壤胶体。
实际上土壤中小于1000n m 的黏粒都具有胶体的性质。
所以直径在1〜1000nm的土粒都可归属于土壤胶粒的范围。
一、土壤胶体的种类土壤胶体按其成分和来源可分为无机胶体、有机胶体和有机无机复合体三类。
1.无机胶体指组成微粒的物质是无机物质的胶体。
在数量上无机胶体较有机胶体可高数倍至数十倍，主要为极细微的土壤黏粒，包括成分简单的非晶体含水氧化物和成分复杂的各种次生铝硅酸盐黏粒矿物。
2.有机胶体指组成微粒的物质是土壤有机质的胶体，其主要成分是各种腐殖质（胡敏酸、富里酸、胡敏素等），还有少量的木质素、蛋白质、纤维素等，它在土壤胶体中的比例并不高，且在土壤中易被土壤微生物所分解。
有机胶体是由碳、氢、氧、氮、硫、磷等组成的高分子有机化合物，是无定形的物质，有高度的亲水性，可以从大气中吸收水分子，最大时可达其本身质量的80% ~ 90%。
腐殖质的电荷是由腐殖质所含的羧基（一COOH）、醇羟基（一OH）、酚羟基（一OH）, 解离出氢离子后的—COO-、—O-+ +等离子留在胶粒上而使胶粒带负电，氨基（—NH2）吸收H 后，成为—NH3 则带正电，一般有机胶体带负电。
3．有机无机复合体这种胶体的主要特点是其微粒核的组成物质是土壤有机质与土壤矿物质的结合体。
一般来讲，有机胶体很少单独存在于土壤中，绝大部分与无机胶体紧密结合而形成有机无机复合体，又称为吸收性复合体。
土壤无机胶体和有机胶体可以通过多种方式进行结合，但大多数是通过二、三价阳离子（如钙、镁、铁、铝等）或官能团（如羧基、醇羟基等）将带负电荷的黏粒矿物和腐殖质连接起来。
有机胶体主要以薄膜状紧密覆盖于黏粒矿物的表面上，还可能进入黏粒矿物的晶层之间。
土壤肥料学名词解释
一.名词解释1.土壤的物质组成土壤：土壤是有裸露在地表的岩石矿物经过自然和人为因素作用，发生一系列化学、物理及生物变化而形成的产物。
土壤矿物质：存在于土壤中的各种原生矿物和次生矿物。
原生矿物：在衍生的风化过程中没有改变化学组成而遗留在土壤中的一类矿物称为原生矿物。
次生矿物：原生矿物在风化和成土过程中，通过化学作用或生物作用而新生成的矿物叫做次生矿物。
土壤颗粒组成：土壤中各粒级土粒含量百分率的组合。
土壤质地：根据机械组成的一定范围划分的土壤类型。
土壤有机质:存在于土壤中的所有有机物质。
无机胶体：土壤的无机胶体又叫做矿质胶体，他是岩石风化和成土过程的产物。
有机胶体：有机胶体是指土壤腐殖质以及少量的木质素、蛋白质、纤维素、半纤维素、多肽和氨基酸。
无机有机复合胶体：有机胶体很少单独存在，有50%到90%是与无机胶体通过物理作用、化学作用或物理化学作用而紧密地结合在一起形成有机无机复合胶体。
永久电荷：有黏粒矿物晶层内的同晶替代或同晶置换。
可变电荷：可变电荷室友胶体表面分子或原子团解离所产生的电荷。
土壤溶液：含有溶质和溶解性气体的土壤间歇水。
2.土壤的形成、分类与分布土壤剖面：一个具体土壤的垂直断面。
原始成土过程：从岩石露出地表着省微生物和低等植物开始到高等植物定居之前土壤形成过程。
有机质聚集过程：在植物作用下，有机质在土体上部积累的过程。
黏化过程：土壤剖面中黏粒形成和积累的过程。
钙积过程：干旱、半干旱地区土壤钙的碳酸盐发生移动积累的过程。
3.土壤的基本性状土壤相对密度：单位体积土壤固体颗粒的质量与同体积水质量之比。
土壤容重：单位体积的自然状态土壤的质量或重量。
土壤孔隙度：一定提的土壤，孔隙的体积占整个土壤体积的比例。
结构体（团聚体）：土壤中的土粒，一般不呈单粒状态存在，而是相互胶体结成各种形状和大小不一的土团存在于存在于土壤中。
土壤耕性：在耕种过程中土壤物理、机械、力学性质特别是土壤结构性的综合表现。
土壤粘结性：土粒之间相互吸引黏结的性能。
植物生产环境知识点
一、土壤环境调控（一）土壤肥力主壤肥力是土壤在植物生长发育过程中,为植物生长供应和协调养分、水分、空气和执量的能力,是土壤物理、化学和生物学性质的综合反应。
土壤肥力是土壤的基本属性和本特征,土壤肥力的高低是影响植物生长的重要因素之一土壤肥力根据其产生的原因可以分为自然肥力和人工肥力自然肥力是由土壤母质、气候、生物、地形等自然因素的作用下形成的土壤肥力是土壤的物理、化学和生物特征的综合表现。
自然肥力是自然再生产过程的产物是土地生产力的基础,它能自发地生长天然植被。
人工肥力是指通过人类生产活动,如耕作、施肥、灌溉、土壤改良等人为因素作用下形成的土壤肥力。
随着人类对土壤利用强度的不断扩展,人为因素对土壤作用的力度越来越大,已成为定土壤肥力发展方向的基本动力之一。
自然土壤只具有自然肥力,而农业土壤可以按照人类的需求同时具有自然肥力和人工肥力。
（二）土壤质地土壤质地分类任何一种土壤都不可能只由单一的某一粒级的矿物质土粒组成,同时土壤中各粒级矿物质土粒的含量也不是平均分配的,而是以不同的比例组合而成。
将土壤中各粒级土粒质量分数的配合比例称为土壤质地。
土壤质地也称为土壤机械组成,或称土壤颗粒组成,是根据土壤的颗粒组成划分的土壤类型。
一般将土壤质地分成沙土、壤土和黏土三个基本等级。
土壤质地这样划分主要是继承了成土母质的类型和特点, 又受到耕作、施肥、排灌、平整土地等人为因素的影响,是土壤的一种十分稳定的自然属性,对土壤肥力有很大影响。
不同的土壤质地分类方案的标准不尽相同1. 土壤质地的改良1. 增施有机肥料2. 客土法3. 翻淤压沙、翻沙压淤4. 耕作管理措施（三）土壤质地与土壤肥力的关系沙质土，保水保肥性能差，不耐干旱，肥效快效期短，含矿质养分少潜在养分含量低，易于转化为速效养分，不利于有机质的积累；施肥见效快，肥效短保持养分能力差，养分易流失黏质土，土壤固相比表面积巨大,表面能高,吸附能力强;保水、保肥性能强, 但肥效缓慢;潜在养分储量丰富,特别是钾钙、镁含量较多,但养分转化速度慢;保水性强, 热容量大,土温变幅小壤质土，无论通透水性能,保水保肥能力,还是耕性都好。
土壤胶体
（二）土壤胶体的带电性
土壤胶体带电性是其主要的特性。 土壤胶体的电荷:永久电荷和可 土壤胶体的电荷 永久电荷和可变电荷 永久电荷和 1.永久电荷：不受土壤溶液pH值变化而影响的电 永久电荷：不受土壤溶液 值变化而影响的电 永久电荷 荷类型称为永久电荷，也叫恒电荷或结构电荷。 荷类型称为永久电荷，也叫恒电荷或结构电荷。 2.可变电荷： 随着土壤溶液 变化而变化的电 可变电荷： 可变电荷 随着土壤溶液pH变化而变化的电 荷叫可变电荷。 荷叫可变电荷。
土壤胶体的特性
（一）具有丰富的表面积和巨大的表面能。 • 1.比表面 比表面 • 是一个比值，即每一单位质量或单位容积的 表面积(单位质量比表面积叫质量比表面,cm2/g， 单位容积比表面叫做容积比表面，cm2/m3）。 • 2:1型黏土矿物,腐殖质具有巨大的比表面
• 比表面能（吸附能力产生的主要原因） 物体内部分子处在周围分子之间，在 各个方向上受到吸引力相等而相互抵消， 表面分子则不同，由于它们与外界的液 体或气体介质相接触，因而在内、外方 面受到的是不同分子的吸引力，不能相 互抵消，所以具有多余的表面能，这种 能量产生于物体表面，故称为表面能。
土壤胶体所处的状态直接影响土壤的物理 性质，进而影响土壤的肥力状况。 性质，进而影响土壤的肥力状况。
一些农业技术措施，如施肥、中耕、浇水、 一些农业技术措施，如施肥、中耕、浇水、 烤田等都可使土壤中的电解质发生变化， 烤田等都可使土壤中的电解质发生变化，从而 使胶体的状态发生改变，或局部发生改变， 使胶体的状态发生改变，或局部发生改变，尤 其是施用钙质肥料， 其是施用钙质肥料，有促进土壤形成不可逆凝 聚的显著作用。 聚的显著作用。
3.土壤总电荷 土壤总电荷等于永久电荷与可变电荷的总和。 一般土壤的pH在5~9之间，大部分土壤胶体都 带负电荷。只有两性胶体和少量的同晶替代可 能产生一定量正电荷。但是，整体上来看，土 壤胶体以带负电荷为主。当pH<5时则可能带较 多正电荷。 土壤中80%以上的土壤电荷集中于粘粒上 土壤中 以上的土壤电荷集中于粘粒上
土壤学第四章解答
土壤学
资源环境学院土地资源与农业化学系
氧化物的电荷零点，与金属的价数有关。
土壤中的铁、铝氧化物，一般为M2Ｏ3的 形态，其ZPC大于6.5而小于10.4，故在酸性 条件下，一般带负电很少，甚至带正电。
（二）影响土壤电荷数量的因素
1.土壤质地
土壤所带电荷的数量，80%集中在粒径小
于2微米的部分，故粘粒数量愈多的粘质土，
二、土壤盐基饱和度
交换性阳离子分为两类：一类是致酸离子,包括 氢离子和铝离子两种；另一类是盐基离子，是除铝 以外的其它交换性阳离子。
盐基离子占吸附阳离子总量（CEC）的百分数。
土壤学
资源环境学院土地资源与农业化学系
交换性盐基总量 土壤盐基饱和度(BS)(%)= ———————— 100
CEC
我国土壤BS大致以北纬33为界，以北一般达80% 甚至100%，以南一般只有20%～30%。
土壤学
资源环境学院土地资源与农业化学系
2.土壤溶液的浓度P149 3.影响土壤溶液成分和浓度的因素 生物气候、成土母质、耕作、施肥、灌排措施
二、土壤溶液中离子的形态与养分有效性
离 自由离子(free ion) 子 水合离子(hydrated ion)
形 离子对(ion pairs) 态
络离子(complex ion)
表4-1 土壤中常见矿物的比表面积（ m2/g）
胶体成分 蒙脱石 蛭石 水云母 高岭石 埃洛石
水化埃洛石 水铝英石
内表面积 700—750 400—750
0—5 0 0
400 130—400
外表面积 15—150
1—50 90—150
5—40 10—45 25—30 130—400
总表面积 700—850 400—800 90—150
土壤肥料学第四章土壤化学性质
内表面积 600－800 0－5
0 600－750 0 －
外表面积 15－ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ0 90－150
10－20 1－50 70－300 －
总表面积 600－800 90－150
10－20 600－800 70－300 800－900
（二）土壤胶体的性质
2.带电性：通过同晶置换和胶体表面解离和吸附 离子产生，可分为永久电荷和可变电荷 同晶置换：指组成矿物的中心离子被电性相同、 大小相近的离子取代，晶格构造保持不变的现象。 永久电荷：粘土矿物在形成时，晶格内发生同晶 置换而产生的电荷，也称恒电荷、结构电荷。 可变电荷：从介质中吸附离子或向介质中释放质 子而产生的电荷，会随介质和电解质浓度的变化 而变化的电荷。
二、土壤胶体的构造和性质
（一）胶体构造
胶核 胶粒 决定电位离子层 双电层 土壤溶液 补偿离子层 非活性层 扩散层
土壤胶团
反离 子层
土 壤 胶 体 的 构 造
+
（二）土壤胶体的性质
1.表面性质：表面积常用比表面表示 比表面： 是用一定实验技术测得的单 位质量土壤胶体的表面积，m2/g。
胶体种类 蒙脱石 水云母
（二）阳离子的交换作用
影响阳离子交换量的因素： 胶体数量、类型－施有机肥？ 蒙脱石 60－100 水云母 20－40 高岭石 3－15 含水氧化铁铝 微 有机胶体 200－450 质地 黏粒交换量大 pH—较高时，负电荷增多
（二）阳离子的交换作用
4.盐基饱和度 盐基饱和度，是指土壤胶体上所吸附的盐基离 子（K＋、Na+、NH4+、Ca2+、Mg2+)占阳离子 交换量的百分比。 BS＝[交换性盐基总量（cmol/kg）/阳离子交 换量（cmol）]×100％ ①致酸离子 H+ Al3+ ②盐基离子Ca2+、Mg2+、K+、NH4+ 、Na+ 、Fe3 + ＞80% 肥沃 50%－80% 中等 ＜50% 较低
土壤胶体和土壤的吸收性能
离子半径与吸附力
一价离子 离子的真实半径(nm) 离子的水合半径(nm) 离子在胶体上的吸着力
离子对其他离子的交换力
Li+ 0.078 1.008
小 小
Na+ 0.098 0.790
K+ 0.133 0.537
NH4+ Rb+ 0.143 0.149 0.532 0.509
① 高岭(石)组 ( Kaolinite )--包括高岭石、埃洛石、珍珠陶土等。
单位晶胞（层）理论化学式： Al4Si4O10 (OH)8 特点： • 1:1型，硅片和铝片之间存在氢键，膨胀性小，晶层间距约0.72nm； • 同晶替代极少，电荷数量少； • 颗粒较粗，可塑性、粘结性、吸湿性、粘着性弱。
特点：非极性的疏水表面。主要电荷来源为同晶置换（Al3+→Si4+）， 少部分是边角断键。
② 羟基化表面 (R-OH)
主要存在于水铝（镁）片，铁、铝氧化物表面及硅片边角断键上： 金属离子(M--OH）、铝醇（Al--OH）、铁醇（Fe--OH）、 硅醇（ Si--OH）。
特点：极性的亲水表面。电荷来源为表面--OH基质子的缔合或解离： --OH + H+ →--OH2+ ； --OH + OH- →--O- + H2O 电荷为可变电荷。
第六章
土壤胶体与土壤吸收性能
6.1 土壤胶体
土壤胶体：
指土壤中存在的一类颗粒直径处于1-100 nm的细微固体 颗粒（长、宽、高三个方向上，至少有一个方向在此范围内），它 们对土壤的化学性质和养分供应特点起着极其重要的作用。
浅析混凝土养护剂-防止混凝土水分损失
浅析混凝土养护剂FH-DI3401摘要混凝土养护在国内外日益得到人们重视，因为混凝土的性能不仅取决于混凝土材料本身，与其养护也有很大关系。
随着全国经济迅猛发展，混凝土结构向着复杂化、大面积化发展，特别是机场、桥梁混凝土结构大范围的建造，传统的养护方法已经不适用。
混凝土养护剂是一种较新型养护方法，有着节约水资源、适用于复杂混凝土构件、节约人力物力、降低成本、延长养护时间、提高混凝土后期强度。
但目前国内市场上养护剂普遍存在养护机理单一；保水率低，普通低于75%；养护效果不理想。
法赫经过多年深入研究混凝土养护剂的作用机理后，研发出一种有机—无机复合型养护剂FH-DI3401，该产品用于防止混凝土早期水化水分损失，具有良好成膜性能和抗渗透性能。
FH-DI3401养护剂的3d保水率接近80%，28d抗压强度达到92%。
关键词：混凝土养护、有机-无机复合养护剂、混凝土强度、混凝土耐久性、成膜、渗透1引言1.1混凝土养护剂背景水泥混凝土是应用最广、用量最大的建筑材料，它具有承载力强、耐久性好，材料来源丰富的诸多优点。
混凝土由拌合料施工到完全熟化的过程中，强度和硬度不断上升，这是由于混凝土内部不断的发生水化生成结晶产物所致，所以混凝土的性能不仅取决于混凝土材料配方，同时与混凝土水化程度有很大关系。
混凝土浇注后表面水分蒸发很快，内部的水分通过毛细孔进一步挥发到大气中，造成混凝土内部水分不足，后续的水化进行不彻底，从而造成混凝土结构强度低于材料强度标号，同时发生干燥收缩引发裂纹，导致外界腐蚀物质进入混凝土内部发生腐蚀，降低了混凝土的耐久性。
因此，养护对于混凝土表面层性能以及整体性能发挥起到至关重要的作用，必须加以重视。
混凝土的养护方式很多，基本原理是使混凝土保持一定湿度。
传统的养护方式主要包括：水养护、蒸汽养护、埋置养护和塑料薄膜养护。
传统养护方式存在一些问题：耗水量大、消耗人力资源、养护不彻底、养护成本高。
而在寒冷地区，不适宜洒水养护，因为大量的养护水流入混凝土表层造成冻害，水养护必须在混凝土终凝后才能进行，延误了养护时机。
有机无机胶体
有机无机胶体有机无机胶体是一种特殊的物质，由有机物或无机物的微粒悬浮在介质中形成的。
有机无机胶体在自然界和工业领域都有广泛的应用。
有机胶体是由有机物质微粒悬浮在介质中形成的。
有机物质通常是由碳、氢、氧等元素组成的复杂化合物。
有机胶体的微粒通常具有较高的分子量和较大的颗粒大小。
例如，蛋白质、淀粉、乳液等都属于有机胶体。
无机胶体是由无机物质微粒悬浮在介质中形成的。
无机物质通常是由金属、非金属元素组成的化合物。
无机胶体的微粒通常具有较小的颗粒大小和较低的分子量。
例如，胶体硅酸盐、胶体金、胶体银等都属于无机胶体。
有机无机胶体具有许多特殊的性质和应用。
首先，有机无机胶体具有较大的比表面积和较高的表面能，使其能够吸附溶液中的物质。
这使得有机无机胶体在环境保护和污染治理方面具有重要的应用价值。
例如，有机无机胶体可以用于吸附和去除废水中的重金属离子、有机物和颗粒物等污染物。
有机无机胶体还具有良好的分散性和稳定性。
由于微粒与介质之间存在相互作用力，使得有机无机胶体能够长时间保持形态和性质稳定。
这使得有机无机胶体在药物输送、涂料、油墨、化妆品等领域有广泛的应用。
例如，纳米颗粒胶体可以用于药物的靶向输送，提高药物的疗效和减少副作用。
有机无机胶体还具有光学、电学、磁学等特殊性质，使其在光学器件、电池、传感器等领域有重要应用。
例如，胶体金可以用于制备表面增强拉曼光谱（SERS）基底，提高光谱检测的灵敏度。
有机无机胶体是一种特殊的物质，具有广泛的应用前景。
随着科技的进步和应用需求的不断增加，有机无机胶体的研究和应用将会得到更多的关注和发展。
土壤胶体的主要成分
土壤胶体的主要成分土壤胶体是土壤中极其重要的组成部分，它们对土壤的物理、化学和生物学性质都有着深远的影响。
要深入理解土壤胶体，首先得清楚其主要成分。
土壤胶体的主要成分包括无机胶体、有机胶体和有机无机复合胶体。
无机胶体中，最为常见的是层状硅酸盐矿物，比如蒙脱石、伊利石和高岭石等。
蒙脱石具有很强的胀缩性和阳离子交换能力。
这是因为它的晶格构造决定了其晶层间存在着大量的可交换阳离子，并且晶层间距容易发生变化。
伊利石的胀缩性相对较弱，阳离子交换量也比蒙脱石低一些。
高岭石的结构较为紧密，晶层间的距离小，阳离子交换量较低，但其稳定性较好。
除了层状硅酸盐矿物，含水氧化铁、铝也是无机胶体的重要组成部分。
它们在土壤中通常以结晶态或非晶态的形式存在。
含水氧化铁在土壤中常见的有赤铁矿、针铁矿等。
这些氧化铁矿物对土壤的颜色、阳离子吸附以及氧化还原反应等都有着重要的作用。
含水氧化铝在土壤中的含量相对较少，但同样对土壤的化学性质有着不可忽视的影响。
有机胶体主要是腐殖质。
腐殖质是由动植物残体经过微生物的分解和转化而形成的一类高分子有机化合物。
它可以分为胡敏酸、富啡酸和胡敏素。
胡敏酸相对分子质量较大，颜色较深，与土壤矿物质结合较为紧密。
富啡酸的相对分子质量较小，颜色较浅，在土壤中的移动性相对较强。
胡敏素则是腐殖质中与土壤矿物质紧密结合、难以分离的部分。
腐殖质具有丰富的官能团，如羧基、酚羟基、醇羟基等，这些官能团使得腐殖质具有很强的阳离子交换能力和吸附性能。
它能够吸附土壤中的养分离子，如铵离子、钾离子等，减少养分的流失，同时也能与重金属离子结合，降低重金属离子的生物有效性，从而减轻其对土壤生态系统的危害。
有机无机复合胶体是由有机胶体和无机胶体通过物理、化学或物理化学作用结合而成的。
这种复合胶体在土壤中的含量通常较高，其性质既具有有机胶体的一些特点，又具有无机胶体的某些特性。
有机无机复合胶体的形成，使得土壤胶体的性质更加复杂多样，也进一步影响了土壤的肥力和生态功能。
土壤胶体种类及其主要特点
土壤胶体种类及其主要特点1. 有机胶体呀，那可是土壤胶体中的大明星呢！就像在一场盛大的音乐会中最耀眼的歌手。
比如腐殖质胶体，它可是有着很强的吸附能力和保肥能力呢，能把养分紧紧抱住，不轻易让它们流失。
想想看，如果没有它，土壤的肥力还能这么好吗？2. 无机胶体呢，也是功不可没呀！好比是土壤的坚强卫士。
像蒙脱石胶体，它的表面积大得惊人，能吸纳好多好多的物质。
这不就像一个超级大口袋，什么都能装下嘛！3. 还有铁铝氧化物胶体，哇哦，那可是土壤胶体里的厉害角色呢！可以说它像一个忠诚的守护者。
以赤铁矿胶体为例，它对土壤的结构和性质有着重要影响，没有它可不行啊！4. 水合氧化物胶体也不能小瞧呀！就如同是土壤的默默奉献者。
比如氧化铝胶体，它在土壤中发挥着独特的作用，默默无闻却不可或缺。
不就像是生活中那些默默付出的人一样吗？5. 层状硅酸盐胶体呢，是土壤胶体家族中的重要成员哟！就像一个经验丰富的长者。
像高岭石胶体，它的特性可是非常独特的，能影响土壤的好多方面呢，你说重要不重要？6. 土壤中的凝胶体又是怎样的呢？这就像是一个神秘的宝库。
它有时藏得很深，但一旦发挥作用，那可真是让人惊叹不已呀！7. 那土壤胶体中的复合体呢？嘿，这可像是一个团结的小集体。
它们相互协作，共同为土壤的良好状态努力着。
这不就跟我们大家一起合作做事一样吗？8. 还有那些不太起眼的土壤胶体小类别呢，也都有着自己的使命呀！就像舞台上的配角，虽然不那么耀眼，但缺了他们可不行。
9. 总之呢，土壤胶体的种类好多呀，每一种都有着独特的特点和作用，它们共同构建了丰富多彩的土壤世界。
这些土壤胶体，就像是一群各司其职的小伙伴，共同为我们的土地贡献着力量呢！我们真的要好好保护它们呀！。
有机无机复合胶体特点
学习内容
学习内容
土壤胶体种类
无机胶体
有机胶体
有机无机胶体结合
学习内容
（1）无机胶体 无机胶体是土壤中黏粒部分，包括
成分简单的硅、铁、铝的氧化物及其水化物和成分复杂 的铝硅酸盐。
学习内容
（2）有机胶体
主要是腐殖质，还有少量的木 质素、蛋白质、纤维素等。它 们不如无机胶体稳定，较易被 微生物分解。
一.填空题
1 . 土 壤 胶 体 按 其 成 分 和 来 源 可 分 为 _无__机__胶__体__ 、有__机__胶__体_ 和 _有__机__无__机__复__合__胶__体_。
2. __土_壤__胶_体___是土壤中最活跃的部分，它与土壤吸收性
能有着密切的关系，对土壤养分的保持和供应以及土壤理 化性质都有很大的影响。 3.一般来讲，越是肥沃的土壤,_有__机__无__机__复__合__胶__体的比例越高。
在胶核的外面为电性相反的两层离子称为双土壤胶体种类无机胶体有机胶体有机无机胶体结合1无机胶体无机胶体是土壤中黏粒部分包括成分简单的硅铁铝的氧化物及其水化物和成分复杂的铝硅酸盐
学习内容
土壤胶体:
是土壤中最活跃的部分，它与土壤吸收 性能有着密切的关系，对土壤养分的保 持和供应以及土壤理化性质都有很大的 影响。
学习内容
土壤胶体的含义：
土壤胶体是指土壤中最细微的颗粒，胶体颗 粒的直径一般在1~100nm(至少在长、宽和高 三者中有一个方向在此范围内)。 实际上土壤中有效粒径小于1000nm的黏粒就 呈现明显地胶体性质。所以，土壤学中把全 部黏粒都归之为胶体颗粒。
学习内容
1.土壤胶体的结构
土壤胶体由胶核与双电层组成（如图）。 胶核是胶体颗粒的核心部分，由黏土矿物 质、腐殖质等无机、有机分子组成；在胶 核的外面为电性相反的两层离子
有机无机胶体
有机无机胶体有机无机胶体是指由有机物或无机物形成的悬浮在介质中的微小粒子。
胶体具有特殊的物理和化学性质，广泛应用于医药、化工、材料科学等领域。
有机胶体是由有机物质组成的胶体系统。
有机物质可以是天然的，如胶木胶、胶原蛋白等；也可以是合成的，如聚合物、染料等。
有机胶体的粒子大小通常在1纳米到1微米之间，具有较大的比表面积和较高的表面活性。
这些特点使得有机胶体在化学反应、药物传递、涂料和油墨等领域具有广泛的应用。
无机胶体则由无机物质组成，如金属氧化物、硅酸盐等。
无机胶体的粒子通常在1纳米到100纳米之间，其结构和性质受到粒子形状、尺寸和表面电荷的影响。
无机胶体在材料科学、环境工程、电子器件等领域有着重要的应用。
有机胶体和无机胶体在形成机理和性质上有所不同。
有机胶体的形成通常涉及分散剂的作用，分散剂可以改变粒子表面的电荷，使粒子互相排斥，从而形成胶体稳定的分散体系。
无机胶体的形成则主要涉及溶剂介质的条件控制，如pH值、温度等。
无论是有机胶体还是无机胶体，其稳定性都与分散剂或溶剂的选择密切相关。
胶体的稳定性对其应用具有重要意义。
胶体分散体系的稳定性可以通过控制分散剂的种类和浓度、调节pH值、温度等方法来实现。
稳定的胶体分散体系可以防止胶体粒子的沉积和聚集，保持其特殊的物理和化学性质。
此外，胶体的稳定性还与其表面性质密切相关，如表面电荷、溶剂极性等。
有机无机胶体的应用领域非常广泛。
在医药领域，有机无机胶体被用作药物传递系统，可以实现药物的缓释、靶向输送等功能。
在化工领域，有机无机胶体可用作涂料、胶粘剂等材料的增稠剂和分散剂。
在材料科学领域，有机无机胶体可用作制备纳米材料的前驱体，如纳米颗粒、纳米薄膜等。
在环境工程领域，有机无机胶体可用于水处理和污染物的吸附等应用。
有机无机胶体作为一种特殊的物质体系，具有独特的物理和化学性质，广泛应用于医药、化工、材料科学等领域。
对有机无机胶体的深入研究和应用，将有助于推动相关领域的发展，并为解决实际问题提供新的思路和方法。
第七章 土壤胶体和土壤交换性.
全文电子教材土壤与土壤资源学（上篇：土壤学）林学专业第七章土壤胶体和土壤交换性第一节土壤胶体一、概念土壤胶体是指颗粒直径小于0.001mm或0.002mm的土壤微粒。
目前土壤胶体粒径的大小范围，并不是绝对的。
这是因为胶体性质的出现，是随着粒径的减小逐渐加强的。
没有截然划分的界限。
土壤胶体的成分比较复杂，按化学成分和来源，可分无机胶体、有机胶体和有机无机复合胶体三类。
土壤胶体的一系列性质的表现都是由于具有巨大的比表面和带有电荷的原因。
二、几种主要的胶体类型（一）土壤无机胶体土壤无机胶体存在于极微细的土壤粘粒部分。
包括成分较简单的次生含水氧化铁、含水氧化铝、含水氧化硅等，以及成分较复杂的结晶层状次生铝硅酸盐类（即粘土矿物）。
1、含水氧化硅胶体其分子式为SiO2•H2O或H2SiO3。
在一般情况下，含水氧化硅的外层分子发生解离，解离出H+，而把HSiO3-或SiO32-留在胶核表面，组成决定电位离子层，使胶粒带负电。
土壤反应越偏碱性，硅酸的解离度也越大，所带的负电荷也越多。
2 、含水氧化铁、铝胶体此类胶体包括褐铁矿（2Fe2O3•3H2O）、水赤铁矿（3Fe2O3•H2O）、针铁矿（Fe2O3•H20）、水铝矿（Al2O3•H2O）、三水铝矿（Al2O3•3H2O）等晶质矿物和氢氧化铁[Fe(OH)3]、氢氧化铝[Al(OH)3]等非晶质矿物。
这些矿物都是铝硅酸盐深度风化的产物，均为两性胶体，其电荷随土壤溶液酸碱反应的变化而变化。
当环境反应在它的等电点的酸性方面时，它带正电；反应在等电点的碱性方面时，它带负电。
纯净的氢氧化铁的等电点为pH7.1，氢氧化铝等电点为pH8.1。
所以它们在大多数酸性或中性土壤中都带正电荷。
但土壤中氢氧化铁、氢氧化铝胶体都覆被有机胶体。
因此，测定这些胶体的等电点时，其pH值都大大低于纯净氢氧化铁、铝的等电点。
未经去除腐殖质的砖红壤胶体的等电点大约在pH4~5之间。
铁铝氧化物常以胶膜状态包被土壤颗粒，使其成为稳定性很强的土壤结构。
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学习内容
（3）有机无机复合胶体
特点
是其微粒核的组成物质是土壤有机质与
土壤矿物质的结合体。
通常，土壤有机质并不单独存在于土壤 中，而是与土壤矿物质特别是黏土矿物
通过一定的机理结合在一起，形成有机
无机复合体，又称为吸收性复合体。
学习内容
一般来讲，越是肥沃的土壤，有机
无机复合胶体的比例越高。
课后练习
一.填空题
1. 土壤胶体按其成分和来源可分为 _________ _______ 和 无机胶体 、有机胶体 有机无机复合胶体。 ________________ 2.
_________ 土壤胶体 是土壤中最活跃的部分，它与土壤吸收性
能有着密切的关系，对土壤养分的保持和供应以及土壤理 化性质都有很大的影响。
有机无机复合胶体 3.一般来讲，越是肥沃的土壤,_______________ 的比例越高。
粒的直径一般在1~100nm(至少在长、宽和高 三者中有一个方向在此范围内)。 实际上土壤中有效粒径小于1000nm的黏粒就 呈现明显地胶体性质。所以，土壤学中把全
部黏粒都归之为胶体颗粒。
学习内容
1.土壤胶体的结构
土壤胶体由胶核与双电层组成（如图）。 胶核是胶体颗粒的核心部分，由黏土矿物 质、腐殖质等无机、有机分子组成；在胶 核的外面为电性相反的两层离子，称为双
土壤胶体
学习目标
1.掌握土壤胶体的含义。 2.了解土壤胶体的结构。 3.掌握土壤胶体都有哪些种类及其含义。
学习内容
土壤胶体:
是土壤中最活跃的部分，它与土壤吸收 性能有着密切的关系，对土壤养分的保 持和供应以及土壤理化性质都有很大的 影响。
学习内容
土壤胶体的含义：
土壤胶体是指土壤中最细微的颗粒，胶体颗
电层。
学习内容
学习内容
土壤胶体种类
无机胶体
有机胶体
有机无机胶体盐。 无机胶体是土壤中黏粒部分，包括
成分简单的硅、铁、铝的氧化物及其水化物和成分复杂
学习内容
（2）有机胶体
主要是腐殖质，还有少量的木 质素、蛋白质、纤维素等。它
们不如无机胶体稳定，较易被
微生物分解。