氧化錳礦物是土壤中普遍存在、活性最強的礦物。天然氧化錳礦物中常常富含多種金屬離子。土壤中,Mn、Al、Fe元素形成的氧化物常常小尺度交生在一起,它們通過吸附、同晶替代等方式影響彼此的地球化學特性。自然狀態(tài)下,Al對鐵氧化物和Fe對鋁氧化物之間的同晶替代研究較為多,而關(guān)于Al, Fe對錳氧化物結(jié)構(gòu)和性質(zhì)的影響則較少報道。酸性水鈉錳礦是一種結(jié)晶弱、顆粒細小、活性強的層狀氧化錳礦物。金屬離子進入到水鈉錳礦結(jié)構(gòu)中會引起水鈉錳礦結(jié)構(gòu)和性質(zhì)的的變化,顯著改變礦物的吸附與氧化的性能。Al和Fe摻雜對酸性水鈉錳礦的結(jié)構(gòu)和物理化學性質(zhì)又會產(chǎn)生什么樣的影響,目前尚不清楚。 為此,本文在鹽酸還原高錳酸鉀制備酸性水鈉錳礦過程中添加氯化鋁/氯化鐵,常壓條件下一步合成摻雜酸性水鈉錳礦。應(yīng)用粉末X射線衍射(XRD)、化學分析、場發(fā)射掃描電鏡(FESEM)、透射電鏡(TEM)、傅里葉轉(zhuǎn)換紅外吸收光譜(FTIR)、 zeta電位儀、X射線光電子能譜(XPS)和X射線吸收精細結(jié)構(gòu)光譜(XANES、 EXAFS)等手段表征產(chǎn)物晶體結(jié)構(gòu)、微觀形貌和化學組成。并通過Pb2、Zn2+、PO43-、AsO43-吸附與As(Ⅲ)、C...

【文章頁數(shù)】：78 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
1 前言
    1.1 氧化錳的類型
    1.2 層狀結(jié)構(gòu)礦物
    1.3 水鈉錳礦的形成環(huán)境、結(jié)構(gòu)和基本理化特性
    1.4 氧化錳礦物與金屬離子的相互作用
    1.5 土壤中MnO_x、AlO_x、FeO_x之間的關(guān)系
    1.6 水鈉錳礦對重金屬的吸附
    1.7 水鈉錳礦對As(Ⅲ)的氧化
    1.8 水鈉錳礦對Cr(Ⅲ)的氧化
    1.9 研究目的與意義
2 材料與方法
    2.1 實驗材料
        2.1.1 實驗所用試劑
        2.1.2 酸性水鈉錳礦的合成
            2.1.2.1 摻鋁酸性水鈉錳礦的合成
            2.1.2.2 摻鐵酸性水鈉錳礦的合成
    2.2 實驗研究方法
        2.2.1 粉晶X射線衍射(XRD)
        2.2.2 元素組成與錳平均氧化度(Mn AOS)
        2.2.3 電荷零點(PZC)
            2.2.3.1 改進鹽滴定法(延時ST法)
            2.2.3.2 Zeta電位法
        2.2.4 透射電鏡(TEM)
        2.2.5 場發(fā)射掃描電鏡(FESEM)
        2.2.6 比表面(SSA)
        2.2.7 傅里葉變換紅外吸收光譜(FTIR)
        2.2.8 光電子能譜(XPS)
        2.2.9 X射線吸收光譜(XAS)
        2.2.10 對Pb²⁺和Zn²⁺的吸附
        2.2.11 對As(Ⅲ)和Cr(Ⅲ)的氧化
            2.2.11.1 對As(Ⅲ)的氧化
            2.2.11.2 對Cr(Ⅲ)的氧化
        2.2.12 對PO4
3-和AsO4
3-的吸附
3 結(jié)果與分析
    3.1 粉晶X射線衍射分析
    3.2 元素組成及錳平均氧化度分析
    3.3 傅里葉變換紅外吸收光譜分析
    3.4 微觀形貌
        3.4.1 透射電鏡分析
        3.4.2 場發(fā)射掃描電鏡分析
    3.5 酸性水鈉錳礦的電荷零點
    3.6 比表面分析
    3.7 光電子能譜分析
        3.7.1 全譜
        3.7.2 Mn 2p窄區(qū)譜
        3.7.3 Al 2p和Fe 2p窄區(qū)譜
        3.7.4 O 1s窄區(qū)譜
    3.8 Mn K邊X射線吸收光譜
        3.8.1 X射線吸收近邊結(jié)構(gòu)光譜分析
        3.8.2 擴展X射線吸收精細結(jié)構(gòu)光譜分析
    3.9 對Pb²⁺和Zn²⁺的吸附
        3.9.1 對Pb²⁺的吸附
        3.9.2 對Zn²⁺的吸附
    3.10 對As(Ⅲ)和Cr(Ⅲ)的氧化
        3.10.1 對As(Ⅲ)的氧化
        3.10.2 對Cr(Ⅲ)的氧化
    3.11 對PO4
3-和AsO4
3-的吸附
        3.11.1 對PO4
3-的吸附
        3.11.2 對AsO4
3-的吸附
4 小結(jié)與討論
    4.1 元素組成
    4.2 Mn AOS和結(jié)構(gòu)特征
    4.3 晶胞參數(shù)a、b
    4.4 沿c軸方向堆疊尺寸和比表面積
    4.5 PZC和對PO4
3-、AsO4
3-的吸附
    4.6 對重金屬的吸附
    4.7 對As(Ⅲ)和Cr(Ⅲ)的的氧化
    4.8 環(huán)境意義
5 總結(jié)
參考文獻
致謝



本文編號：3944088

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