不同锰氧化度水钠锰矿的XPS研究
2012-07-31赵巍刘凡冯雄汉谭文峰
赵巍 ,刘凡,冯雄汉,谭文峰,
(1. 西北农林科技大学 黄土高原土壤侵蚀与旱地农业国家重点实验室,陕西 杨凌,712100;2. 中国科学院 水利部水土保持研究所黄土高原土壤侵蚀与旱地农业国家重点实验室,陕西 杨凌,712100;3. 华中农业大学 农业部亚热带农业资源与环境重点开放实验室,湖北 武汉,430070)
环境中的重金属铅对动植物具有毒性,特别是对人的神经系统有损害作用。大量研究表明,吸附是一种能使铅从液相转变为固相的重要过程,可影响铅的分布、迁移和生物有效性[1]。氧化锰矿物广泛分布于土壤、沉积物和海洋锰结核中,其电荷零点(PZC)低,比表面积大,负电荷量高,表面活性强,是土壤与沉积物中吸附铅的重要载体[2-4]。研究铅与氧化锰的作用机理,对于深入理解铅在环境中形态与转化、固定与释放的地球化学行为具有重要意义[5]。层状水钠锰矿是表生环境中最常见的锰氧化物,并且许多氧化锰矿物可以为母体直接或间接转变而成[6-7]。KMnO4在回流条件下被浓盐酸还原而得到的水钠锰矿通常称为酸性水钠锰矿[8-9],其MnO6八面体层主要是由Mn(IV)O6和八面体空位共同构成,有时含有部分Mn(III)O6,且在空位的上方或下方有部分 Mn2+或 Mn3+存在[10-11]。水钠锰矿结构中的锰氧八面体空位为负电荷的产生,Pb,Zn,Cu,Cd和Ni等重金属离子吸附,Co2+和Cr3+等氧化及矿物转化等方面起着十分重要的作用[12-18]。扩展X线吸收精细结构光谱(EXAFS)和X线衍射图谱(XRD)分析表明:Pb2+以八面体配位离子构型吸附于水钠锰矿表面,其中大部分Pb2+与八面体空位通过共用氧原子而在表面形成三齿共角配位[19-20]。……