Filius et al.(2003)による〔『Modeling the binding of fulvic acid by goethite: The speciation of adsorbed FA molecules』(1463p)から〕

『針鉄鉱によるフルボ酸の結合のモデル化:吸着したフルボ酸分子の種形成』


Abstract
 Under natural conditions, the adsorption of ions at the solid-water interface may be strongly influenced by the adsorption of organic matter. In this paper, we describe the adsorption of fluvic acid (FA) by metal(hydr)oxide surfaces with a heterogeneous surface complexation model, the ligand and charge distribution (LCD) model. The model is a self-consistent combination of the nonideal competitive adsorption (NICA) equation and the CD-MUSIC model. The LCD model can describe simultaneously the concentration, pH, and salt dependency of the adsorption with a minimum of only three adjustable parameters. Furthermore, the model predicts the coadsorption of protons accurately for an extended range of conditions. Surface speciation calculations show that almost all hydroxyl groups of the adsorbed FA molecules are involved in outer sphere complexation reactions. The carboxylic groups of the adsorbed FA molecule form inner and outer sphere complexes. Furthermore, part of the carboxylate groups remain noncoordinated and deprotonated.』

『天然条件下で、固体−水界面でのイオンの吸着は、有機物の吸着によって強く影響されるであろう。本論文で、我々は、不均質表面錯体化モデル、配位子と電荷分布(LCD)モデルによって、金属(水)酸化物表面でのフルボ酸(FA)の吸着を説明している。モデルは非理想競争吸着(NICA)式とCD-MUSICモデルを組み合わせた自己矛盾のないものである。LCDモデルは、これらたった3つの調整可能なパラメーターの最小値を用いて、吸着の濃度、pH、および塩依存性を同時に説明できる。さらに、モデルは、広範囲の条件に対して正確にプロトンの共吸着を予想する。表面種形成計算は、吸着したFA分子のほとんどすべての水酸基は外圏錯形成反応に含まれることを示している。吸着したFA分子のカルボキシル基は内圏と外圏錯体を形成する。さらに、カルボキシル基の一部は配位されずそして脱プロトン化されたままである。』

1. Introduction
2. Modeling the binding of FA
 2.1. Interaction of the organic groups with protons and surface sites
  2.1.1. In solution
  2.1.2. At the interface
   2.1.2.1. Carboxylic groups
   2.1.2.2. Hydroxylic groups
  2.1.3. Calculation of the FA molecule speciation: The consistent NICA model
   2.1.3.1. Speciation of the dissolved FA molecules
   2.1.3.2. Speciation of the adsorbed FA molecules
 2.2. The distribution of FA over the mineral surface and solution
  2.2.1. The reference state of the dissolved FA
  2.2.2. Stoichiometry coefficients
  2.2.3. The overall reaction constant
  2.2.4. The overall charge distribution
3. Materials and methods
 3.1. Goethite
 3.2. Fulvic acid extraction
 3.3. Data analyses
 3.4. Adsorption experiments
 3.5. Proton-ion titrations at constant pH
 3.6. Model calculations
4. Results and discussion
 4.1. Basic charging behavior and FA adsorption
 4.2. Number of adjustable parameters
 4.3. Speciation of the adsorbed FA
 4.4. Verification of the LCD model
5. Conclusions
Acknowledgments
References


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