在氧化土中典型的黏土矿物中，Mehlich I溶液对磷的吸附和提取过程中停留时间的影响

《Journal of Soil Science and Plant Nutrition》：Residence Time Effects on the Sorption and Extraction of Phosphorus by Mehlich I Solution in Typical Clay-Sized Minerals of Oxisols

磷固定矿物吸附特性研究：通过XRD和BET表征纯化矿物，在pH4.5酸性条件下进行驻留时间3-912小时磷吸附动力学研究，结合Mehlich I溶液提取发现：高岭石吸附慢但可完全提取，赤铁矿吸附快且提取率最低，吉米森石和针铁矿随驻留时间延长提取率下降，其中针铁矿更易形成稳定表面复合物。XPS证实残留磷存在于3种矿物表层2.5nm内。

　　

摘要

目的：我们研究了停留时间对氧化土（高岭石、三水铝石、赤铁矿和针铁矿）中主要粘土矿物吸附磷（P）的影响，以及使用Mehlich I溶液（0.0500 M HCl + 0.0125 M H?SO?）进行后续提取的效果。此外，我们还评估了X射线光电子能谱（XPS）在检测该溶液提取后矿物表面残留磷方面的应用。方法：通过X射线衍射分析天然高岭石和合成三水铝石、赤铁矿及针铁矿样品的矿物学纯度，并通过氮吸附测定比表面积。在酸性条件（pH 4.5）下进行批量吸附实验，以确定24小时内的磷吸附等温线，并研究3至912小时不同停留时间下的磷吸附动力学。在3小时和912小时时，使用Mehlich I溶液提取磷。随后，将矿物用去离子水洗涤、冻干，并通过XPS进行分析。结果：高岭石的磷吸附速率较慢，但即使经过912小时的停留时间后，仍能几乎完全被Mehlich I溶液提取。相比之下，针铁矿的磷吸附速率较快，但提取率最低。随着停留时间从3小时增加到912小时，三水铝石和赤铁矿的磷提取率均有所下降，其中赤铁矿对不稳定磷的形成贡献更大。XPS分析检测到三水铝石、赤铁矿和针铁矿表面最表层约2.5纳米范围内的残留磷。结论：不同矿物对磷吸附和固定的时间效应存在差异，其中针铁矿是主要的磷固定剂，而高岭石的磷固定作用最小。结合提取和XPS数据表明，针铁矿表面稳定复合体的快速形成及其在时间和空间上的重组，而非单纯的颗粒内扩散，限制了Mehlich I溶液对这些铁铝（氢）氧化物的完全提取。