鉛作為重金屬污染元素,在環(huán)境中的行為和歸趨一直是人們關(guān)注的重點(diǎn)。研究鉛與土壤常見組分——水鈉錳礦的作用機(jī)理,對于闡明鉛在土壤、沉積物及水體中的形態(tài)與化學(xué)行為,以及對鉛污染土壤的修復(fù)和水體的凈化等有著重要意義。本論文以合成的酸性和堿性系列不同錳氧化度水鈉錳礦為材料,采用X-射線衍射（XRD）、透射電鏡（TEM）、高分辨透射電鏡（HRTEM）、紅外光譜（IR）、光電子能譜（XPS）、X射線吸收精細(xì)結(jié)構(gòu)光譜（XAFS）等技術(shù),通過研究不同錳氧化度水鈉錳礦表面的Mn和O化學(xué)狀態(tài)、（110）面網(wǎng)間距、Pb²⁺吸附量、吸附過程中釋放的Mn²⁺、H⁺和K⁺的變化,以及水鈉錳礦用Na₄P₂O₇、Zn²⁺或Mn²⁺溶液進(jìn)行化學(xué)處理前后,其錳氧化度、（110）面網(wǎng)間距、Pb²⁺吸附量、吸附過程中陽離子釋放量的變化,并結(jié)合Pb²⁺在不同錳氧化度水鈉錳礦的微觀吸附形態(tài)等,... 

【文章來源】：華中農(nóng)業(yè)大學(xué)湖北省 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：121 頁

【學(xué)位級別】：博士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
1 前言
    1.1 土壤中氧化錳礦物
        1.1.1 土壤中氧化錳礦物的類型
        1.1.2 氧化錳礦物表面化學(xué)性質(zhì)研究進(jìn)展
            1.1.2.1 電荷零點(diǎn)
            1.1.2.2 比表面積
            1.1.2.3 氧化錳礦物的吸附特性
                1.1.2.3.1 土壤錳氧化物對常見金屬元素的富集
                1.1.2.3.2 氧化錳礦物對金屬離子的靜電吸附
                1.1.2.3.3 氧化錳礦物對金屬離子的專性吸附
                1.1.2.3.4 氧化錳礦物吸附過程中Mn~(2+)和H~+的釋放
    1.2 水鈉錳礦的亞結(jié)構(gòu)及其吸附特性
        1.2.1 水鈉錳礦的亞結(jié)構(gòu)——八面體空位
        1.2.2 水鈉錳礦八面體空位與重金屬離子的吸附
        1.2.3 水鈉錳礦八面體空位與重金屬離子的氧化
    1.3 研究目的與意義
2 實(shí)驗(yàn)研究方法
    2.1 去離子水及試劑
    2.2 水鈉錳礦的合成
        2.2.1 酸性條件下合成水鈉錳礦
        2.2.2 堿性條件下合成水鈉錳礦
    2.3 水鈉錳礦的X-射線衍射分析(XRD)
    2.4 水鈉錳礦的透射電鏡分析(TEM)
    2.5 水鈉錳礦的紅外光譜分析(FTIR)
    2.6 水鈉錳礦的X-射線光電子能譜分析(XPS)
    2.7 水鈉錳礦的比表面積分析(SSA)
    2.8 電荷零點(diǎn)(PZC)的測定(快速電位滴定法)
    2.9 水鈉錳礦的錳氧化度測定(AOS)
    2.10 吸附實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)
    2.11 特殊實(shí)驗(yàn)將在各章節(jié)中介紹
3 結(jié)果與分析
    3.1 合成水鈉錳礦的性質(zhì)表征
        3.1.1 X-射線衍射
        3.1.2 錳氧化度及總錳含量
        3.1.3 透射電鏡(TEM)
        3.1.4 電荷零點(diǎn)(PZC)及比表面積(SSA)
    3.2 水鈉錳礦的錳氧化度與Pb~(2+)吸附量的關(guān)系
        3.2.1 引言
        3.2.2 水鈉錳礦的合成方法
        3.2.3 結(jié)果與分析
            3.2.3.1(110)面網(wǎng)間距與錳氧化度的關(guān)系
            3.2.3.2 樣品對Pb~(2+)的等溫吸附
            3.2.3.3 水鈉錳礦在飽和吸附Pb~(2+)過程中Mn~(2+)、H~+和K~+釋放量
        3.2.4 討論
            3.2.4.1 錳氧化度與Pb~(2+)最大吸附量的關(guān)系
            3.2.4.2 樣品的錳氧化度與其Pb~(2+)飽和吸附過程中Mn~(2+)、H~+、K~+釋放量的關(guān)系
        3.2.5 小結(jié)
    3.3 不同錳氧化度水鈉錳礦的XPS研究
        3.3.1 引言
        3.3.2 水鈉錳礦合成方法
        3.3.3 結(jié)果與分析
        3.3.4 討論
            3.3.4.1 Mn 2p_(3/2)窄區(qū)譜圖
            3.3.4.2 O1s窄區(qū)譜圖
            3.3.4.3 水鈉錳礦結(jié)構(gòu)模型
        3.3.5 小結(jié)
    3.4 水鈉錳礦亞結(jié)構(gòu)的紅外光譜研究
        3.4.1 引言
        3.4.2 水鈉錳礦的合成方法
        3.4.3 結(jié)果與分析
            3.4.3.1 合成樣品的表征
            3.4.3.2 等溫吸附實(shí)驗(yàn)
            3.4.3.3 供試樣品吸附Pb~(2+)前后的紅外吸收光譜
        3.4.4 討論
            3.4.4.1 900-1200 cm~(-1)內(nèi)的紅外光譜特點(diǎn)
            3.4.4.2 400-800 cm~(-1)內(nèi)的紅外光譜特點(diǎn)
        3.4.5 小結(jié)
    3.5 幾種不同化學(xué)處理對水鈉錳礦亞結(jié)構(gòu)的影響
        3.5.1 不同pH焦磷酸鈉溶液處理對水鈉錳礦吸附鉛的影響及其結(jié)構(gòu)中Mn~(3+)分布的探討
            3.5.1.1 引言
            3.5.1.2 水鈉錳礦合成方法和處理
            3.5.1.3 Mn~(3+)標(biāo)準(zhǔn)儲備液制備及Mn~(3+)絡(luò)合量的定量分析
            3.5.1.4 等溫吸附實(shí)驗(yàn)
            3.5.1.5 結(jié)果與分析
                3.5.1.5.1 焦磷酸鈉溶液處理前后水鈉錳礦的XRD和AOS
                3.5.1.5.2 焦磷酸鈉溶液浸提出的Mn形態(tài)與濃度
                3.5.1.5.3 吸附實(shí)驗(yàn)
            3.5.1.6 討論
            3.5.1.7 小結(jié)
        3.5.2 Zn~(2+)和Mn~(2+)處理水鈉錳礦后對Pb~(2+)吸附量的影響
            3.5.2.1 引言
            3.5.2.2 水鈉錳礦合成方法與處理
                3.5.2.2.1 水鈉錳礦物的合成
                3.5.2.2.2 水鈉錳礦的處理
            3.5.2.3 結(jié)果與分析
                3.5.2.3.1 供試樣品性質(zhì)的表征
                3.5.2.3.2 供試樣品對Pb~(2+)的等溫吸附
                3.5.2.3.3 供試樣品對Pb~(2+)的等溫吸附過程中Mn~(2+)和Zn~(2+)的釋放
            3.5.2.4 討論
                3.5.2.4.1 晶體d_(110)面網(wǎng)間距的變化
                3.5.2.4.2 M、Z系列樣品在Pb吸附過程中Mn~(2+)或Zn~(2+)的釋放
                3.5.2.4.3 Zn、Mn水解常數(shù)的比較
                3.5.2.4.4 M、Z系列樣品結(jié)構(gòu)中的空位數(shù)量與其對Pb~(2+)的最大吸附量
            3.5.2.5 小結(jié)
    3.6 PB~(2+)在不同錳氧化度水鈉錳礦表面配位形態(tài)的EXAFS研究
        3.6.1 引言
        3.6.2 實(shí)驗(yàn)材料和方法
            3.6.2.1 酸性水鈉錳礦的合成
            3.6.2.2 吸附實(shí)驗(yàn)
            3.6.2.3 EXAFS樣品的制備及EXAFS數(shù)據(jù)的采集
        3.6.3 結(jié)果與分析
            3.6.3.1 合成樣品的性質(zhì)表征
            3.6.3.2 供試樣品的錳氧化度及其對pb~(2+)的吸附
            3.6.3.3 XAS光譜
        3.6.4 討論
            3.6.4.1 Pb L_Ⅲ XANES光譜分析
            3.6.4.2 Pb L_Ⅲ EXAFS光譜分析
        3.6.5 小結(jié)
4 結(jié)語
參考文獻(xiàn)
致謝
博士期間撰寫與發(fā)表的文章


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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本文編號：3368034