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题名	重金属Zn（II）在金属氧化物表面的吸附可逆性机理研究
作者	李薇
学位类别	博士
答辩日期	2007-06-01
授予单位	中国科学院研究生院
授予地点	北京
导师	潘纲
关键词	温度 固体浓度（Cp） 吸附-解吸 吸附可逆性 亚稳平衡态 循环温度扫描（CTS） EXAFS Zn(II) 锐钛型TiO2 α-FeOOH Temperature Particle concentration (Cp) Adsorption-desorption Adsorption reversibility Metastable-equlibrium state Circulative temperature scanning (CTS) anatase goethite
其他题名	Studies on the adsorption reversibility mechanism of Zn(II) at metal oxides -water interfaces
学位专业	环境科学
中文摘要	本文将宏观的吸附-解吸等温线实验、循环温度扫描（CTS）技术与微观的X射线吸收精细结构（XAFS）技术手段相结合，系统地研究了重金属Zn（II）在金属氧化物表面的吸附可逆性机理。 0.1 M NaNO3介质中，Zn（II）在锐钛型TiO2和α-FeOOH表面的吸附-解吸实验结果表明：（1）Zn（II）在锐钛型TiO2和α-FeOOH表面的吸附反应均是吸热过程，随反应温度升高吸附等温线显著升高。（2）两个体系表现出不同强度的吸附不可逆性和“固体浓度（Cp）效应”，且随反应温度升高两个体系的吸附不可逆性和“Cp效应”均明显减弱。（3）较低的反应温度下，两体系均表现出明显的“Cp效应”和吸附不可逆性；且不可逆性受Cp的影响，随Cp增大不可逆性增强。（4）较高的反应温度（T= 40 、45 oC）下，Zn(II)-锐钛型TiO2体系的“Cp效应”消失而表现出较高的吸附可逆性，且可逆性基本不受Cp的影响。吸附-解吸的实验结果说明：温度可以通过影响体系的吸附可逆性而影响反应的平衡性质，从而表现出不同强度的“Cp效应”。 不同平衡反应温度、不同Cp、不同吸附量的循环温度扫描（CTS）实验结果表明：（1）对于不可逆的两吸附体系，反应终了时Zn（II）是以不同的亚稳平衡态（MEA状态）结合在金属氧化物表面的，表现出明显的“MEA效应”。（2）不同反应条件下所得到的MEA状态的稳定性（平衡性）及可逆性程度是不同的，它受反应条件和过程的影响。（3）随反应温度的升高和吸附量的增大，体系的“MEA效应”和不可逆性均明显减弱；随Cp增大，“MEA效应”和不可逆性均逐渐增强。 Zn(II)-锐钛型TiO2体系的EXAFS 实验结果表明：（1）pH 6.3，0.1 mol/L NaNO3介质中，吸附态Zn（II）主要是四配位的四面体结构存在，Zn-O平均原子间距为R= 1.98 ± 0.01 Å。（2）吸附态Zn（II）在锐钛型TiO2表面存在两种不同的结合方式：键合力较强的边-边结合与键合力较弱的角-角结合，分别对应两不同的Zn-Ti原子间距R1= 3.25 ± 0.02 Å和R2= 3.69 ± 0.03 Å。边-边和角-角两种结合方式的比例（N1/N2）受反应过程可逆性的影响：（1）低温下，随着Cp增大、吸附量降低，吸附不可逆性增加，边-边结合的吸附态Zn比例基本不变，而角-角结合的Zn比例减少，导致N1/N2增大。（2）随温度升高和吸附量增大，吸附不可逆性减小，N1/N2减小。（3）高温（40 oC）下，体系具有高的吸附可逆性，“Cp效应”消失，N1/N2不受Cp影响。EXAFS实验结果说明：实际吸附反应终了时，吸附态分子是以不同的MEA状态结合在固体表面的，吸附产物的微观构型受反应过程和不可逆性的影响。 实验结果从宏观和微观上系统地揭示了温度、Cp、吸附等温线和可逆性之间的相互关系及作用机理，同时从多方面验证了MEA理论。这为污染物在环境中的毒性/生物可给性机理研究提供了一个新的方向。
语种	中文
学科主题	环境水质学
公开日期	2010-06-24
内容类型	学位论文
源URL	[http://ir.rcees.ac.cn/handle/311016/453]
专题	生态环境研究中心_环境水质学国家重点实验室
推荐引用方式 GB/T 7714	李薇. 重金属Zn（II）在金属氧化物表面的吸附可逆性机理研究[D]. 北京. 中国科学院研究生院. 2007.

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