[发明专利]一种检测土壤胶体形貌特征的方法

权利要求书

1.一种检测土壤胶体形貌特征的方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、土壤胶体的制备和提取：包括分离和提纯待检测土壤中的胡敏酸胶体；

S2、分离提取土壤黏土矿物胶体：将待检测土壤经过去有机质和去氧化物处理后，采用常规的超声分散后静水沉降法，根据Stokes定律从中提取粒径＜200nm的黏土颗粒，将黏土颗粒分别稀释为颗粒密度为4.3g/L、0.43g/L、0.043g/L的黏土矿物胶体悬液，分别将黏土矿物胶体悬液在震荡仪上震荡10h，再静置30min，再分别将矿物胶体悬液上部的悬液滴加到云母片上，无尘环境下风干得到矿物胶体；然后根据选取的单位检测区域范围内颗粒所呈现的状态，选取颗粒分布均匀，且以单层存在不堆叠的颗粒密度即颗粒密度为0.43g/L作为测定其形貌和尺寸的条件；

S3、在颗粒密度为0.43g/L的条件下分别选择不同的浓度梯度的金属氯盐溶液，控制温度在298K，pH为7，对矿物胶体进行凝聚实验，并收集矿物凝聚体悬液，分别将矿物凝聚体悬液滴到云母片上，令其在无尘的环境下风干；利用原子力显微镜AFM采用接触模式在气/固界面上观测矿物胶体单粒和矿物凝聚体的颗粒在横向和纵向截面两个维度上的大小和形貌；

S4、按照质量比5：100取胡敏酸胶体和矿物胶体混合，分别选择不同的浓度梯度的金属氯盐溶液，控制温度在298K，pH为7，颗粒密度为0.43g/L条件下进行凝聚实验，并收集凝聚体悬液，分别将凝聚体悬液滴到云母片上，令其在无尘的环境下风干得到胡敏酸胶体和矿物胶体复合凝聚体；利用原子力显微镜AFM在气/固界面上观测胡敏酸胶体和矿物胶体复合凝聚体的形貌特征。

2.根据权利要求1所述的检测土壤胶体形貌特征的方法，其特征在于，所述步骤S1具体包括：

S11、称取通过20目筛的风干的待检测土壤100g放在入5L烧杯中，待检测土壤中加入2L的0.1mol/L的NaOH和Na₂P₂O₇混合溶液，搅拌4h后浸提24h，收集浸提液；

S12、将浸提液在2000r·min^-1下离心10min，去除土粒，该步骤重复3次以上；

S13、去除土粒的浸提液用1:1的HCl调节pH至1.0后，在70℃下保温2h，静置12h，吸出橙黄色上清液，吸出橙黄色上清液后的浸提液在7000r/min下离心20min，得到沉淀物；

S14、用0.1mol/L的KOH和0.3mol/L的KCl混合溶液溶解上述沉淀物，吸出上清液；

S15、将步骤S14得到的上清液用1:1的HCl调节pH至1.0后，静置12h，在4000r/min下离心10min，收集所得沉淀；

S16、用0.1mol/L的KOH溶解沉淀，振动8h；

S17、重复步骤S15、S163次后，水洗所得沉淀3次，用KOH调节调pH至9.0，超声波分散30min，即得胡敏酸胶体。

3.根据权利要求1所述的检测土壤胶体形貌特征的方法，其特征在于，所述金属氯盐溶液为KCl、NaCl、MgCl₂、CaCl₂溶液中的一种或多种。

4.根据权利要求1所述的检测土壤胶体形貌特征的方法，其特征在于，用原子力显微镜AFM采用接触模式在气/固界面上观测前通过力曲线来调整激光光斑位置，并且对扫描速度和精度进行反复的调试，直到图像清晰，扫描范围由最开始的10μm逐渐缩小，直到找出最佳扫描点。