Role of negative charge-assisted hydrogen bonds in adsorption of organic compounds with weak acid groups to humic substances

负电荷辅助氢键在弱酸性有机化合物对腐殖质吸附中的作用

• 批准号: 21K12280
• 负责人: 村野 宏達
• 金额: $ 2.66万
• 依托单位: Meijo University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2021
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2021-04-01 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-21K12280/
• 关键词: 腐植物質; 溶存有機物; 水素結合; カルボキシ基; 吸着; 農薬; 負電荷支援型水素結合

弱酸基を持つ有機化合物の負書物質への吸着に負電荷支援型水素結合（(-)CAHB））が果たす役割を調べるあたり、初年度は、腐植物質同心の相互作用に(-)CAHBが働いているかどうかを調べることとした。腐植物質同士の間の相互作用に(-)CAHBが働いているとすれば、腐植物質のpKa付近で(-)CAHBが最も結ばれ、その結合は超分子の内部に隠され、表面の電荷が下がると考えた。そこで、国際腐植学会で頒布している標準フミン酸（Suwannee River Humic Acids III：SRHAIII)のpH3～10の間の表面電荷をイオン強度一定に調整して調べた。一般的に剛直なコロイド粒子の表面電荷は、pHの増加とともに負の電荷が大きくなる。SRHAIIIの表面電荷は、pHの調整直後は、pHの上昇とともに負の電荷が大きくなる傾向を示したものの、経時的にpKa付近で上昇する傾向が見られた。次に、種々の長さのアルキル鎖にカルボキシ基を有す低分子の有機酸をSRHAIIIの水溶液に添加し、イオン強度を一定に調整してpH3～9の表面電荷を調べた。その結果、SRHAIIIの表面電荷が上昇した部分の下降が、低分子有機酸の濃度の上昇に伴って大きくなる傾向を示した。さらに、サイズ排除クロマトグラフィーでpHおよび低分子有機酸の添加によるSRHAIIIの平均分子量の変化を調べた。その結果、SRHAIIIの平均分子量は、低分子有機酸の添加により従来考えらえて来た水素結合が結ばれるpHの範囲ではなく、SRHAIIIのpKa付近で、より小さくなる傾向を示した。これらの現象が(-)CAHBによるものかどうかを分光学的手法を用いて解明していく予定である。

The adsorption of organic compounds with weak acid groups and negative charge supports the binding of water elements ((-) CAHB). The interaction between humus and humus (-)CAHB is close to the pKa of humus (-) CAHB is the most complex, and the interaction between humus and humus is close to the pKa of humus (-)CAHB. Suwannee River Humic Acids III (SRHAIII) is a standard issued by the International Humic Society. The surface charge between pH3 and 10 is adjusted to a certain intensity. Generally, the surface charge of the rigid particles increases, the pH increases, and the negative charge increases. SRHA III surface charge, pH adjustment, pH increase, negative charge, large tendency, time, pKa increase tendency The surface charge of SRHAIII can be adjusted by adding organic acid of low molecular weight to the aqueous solution of SRHAIII and adjusting the strength of SRHAIII. As a result, the surface charge of SRHAIII increased and decreased, and the concentration of low molecular organic acids increased with the increase of temperature. The average molecular weight of SRHAIII is adjusted by adding low molecular weight organic acids. The average molecular weight of SRHAIII and the addition of low molecular weight organic acids are shown in the pH range of SRHAIII and the pKa of SRHAIII. This phenomenon is called CAHB.

项目成果

コネチカット農業試験場(米国)

康涅狄格州农业实验站（美国）

Dynamic aggregation of humic acid in the absence and presence of added low-molecular-weight acids.

在不存在和存在添加的低分子量酸的情况下腐殖酸的动态聚集。

• 发表时间: 2021
• 作者: Wang;Z.;Murano;H.;Pignatello;J.J.
• 通讯作者: J.J.