隨著工業(yè)技術的發(fā)展,重金屬污染問題已日趨嚴峻,尤其是對土壤的污染,因其隱蔽性、長期性和不可逆性等特點,對生態(tài)系統(tǒng)構成了極大的威脅。水鈉錳礦是一種土壤中普遍存在、活性最強的氧化錳礦物,在自然環(huán)境中,常通過吸附和同晶替代作用同時富集各種過渡金屬,如Co, Ni等。其中由同晶替代作用進入礦物中的過渡金屬會對礦物的結(jié)構、形貌、晶粒尺寸以及表面性質(zhì)產(chǎn)生不同程度的影響,進而改變其對環(huán)境中有機和無機污染物的地球化學行為。酸性水鈉錳礦層內(nèi)主要是Mn4+, Mn3+/2+主要存在于空位上下方。對酸性水鈉錳礦摻鈷的研究表明,鈷主要以C03+的形式通過替代Mn4+而存在于錳氧八面體層內(nèi),并導致礦物對重金屬離子吸附及氧化能力的增加,層堆疊數(shù)略有減少；在鎳摻雜酸性水鈉錳礦中,Ni主要以+2價形式存在,其中大部分存在于錳氧八面體層問空位上下方,只有小部分通過Ni替代Mn3+存在于八面體層內(nèi),并導致礦物層堆疊數(shù)明顯減少、對重金屬離子吸附能力減弱。基于這兩種過渡金屬離子對水鈉錳礦產(chǎn)生的不同影響,同時摻入這兩種過渡金屬會對水鈉錳礦的結(jié)構、微觀形貌、物理化學性質(zhì)等產(chǎn)生怎樣的影響,相關性質(zhì)是加強還是減弱等尚不清楚,而且,共...

【文章頁數(shù)】：94 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
1 前言
    1.1 重金屬污染現(xiàn)狀及處理方法
        1.1.1 重金屬污染現(xiàn)狀
        1.1.2 重金屬污染處理方法
    1.2 環(huán)境中的錳氧化物
        1.2.1 錳氧化物概述
        1.2.2 酸性水鈉錳礦研究進展
        1.2.3 酸性水鈉錳礦環(huán)境效應
            1.2.3.1 表面重金屬的吸附效應
            1.2.3.2 對變價元素的氧化還原效應
    1.3 錳氧化物中金屬離子的同晶替代
    1.4 過渡金屬摻雜對錳氧化物結(jié)構和性質(zhì)的影響
    1.5 研究目的與意義
2 實驗研究材料與方法
    2.1 試劑及去離子水
    2.2 鈷、鎳雙摻水鈉錳礦合成
    2.3 樣品表征
        2.3.1 粉晶X射線衍射分析(XRD)
        2.3.2 元素組成
        2.3.3 平均錳氧化度(Manganese Average Oxidationstate,Mn AOS)
        2.3.4 比表面積分析
        2.3.5 場發(fā)射-掃描電子顯微鏡
        2.3.6 紅外分析
        2.3.7 光電子能譜分析(X-ray photoelectron spectroscopy,XPS)
        2.3.8 溶解實驗
    2.4 吸附實驗(Me²⁺)
    2.5 As(Ⅲ)氧化實驗
3 結(jié)果與分析
    3.1 鈷鎳雙摻雜水鈉錳礦的性質(zhì)表征
        3.1.1 粉晶X射線衍射
        3.1.2 元素組成
        3.1.3 錳平均氧化度(Mn AOS)
        3.1.4 比表面積
        3.1.5 場發(fā)射-掃描電子顯微鏡(FE-SEM)
        3.1.6 熱重分析
        3.1.7 紅外分析
        3.1.8 光電子能譜分析
        3.1.9 溶解實驗分析
    3.2 鈷鎳雙摻雜水鈉錳礦的吸附與氧化特性分析
        3.2.1 重金屬離子吸附
            3.2.1.1 鉛吸附
            3.2.1.2 鋅吸附
        3.2.2 砷(As(Ⅲ))的氧化
4 討論
    4.1 鈷與鎳在酸性水鈉錳礦中的數(shù)量和賦存形式
    4.2 鈷鎳雙摻雜對酸性水鈉錳礦晶體特性的影響
    4.3 鈷鎳雙摻雜對酸性水鈉錳礦對Me²⁺吸附的影響
    4.4 鈷鎳雙摻雜酸性水鈉錳礦對As(Ⅲ)氧化的影響
5 結(jié)論
參考文獻
致謝



本文編號：3969975