用EXAFS研究Zn在水锰矿上的吸附-解吸机理.pdf

2003年5月船孝帮期 SCIENCE ％嚣嬲“埘y，…。 EN孑‰N撬NT魏。c羔cEENVIRoNMENTAL 用ExAFS研究Zn在水锰矿上的吸附．解吸机理 潘纲1一，秦延文1，李贤良1，胡天斗3，谢亚宁3，吴白玉3(1．中国科学院生态环境研究中心环 境水质学国家重点实验室，北京100085；2．青岛科技大学，青岛266042；3．中国科学院高能物理研究所同步 辐射寄，北京100039) 7，5，O．1mol／L 构及其吸附机理结果表明．zn(Ⅱ)一水锰矿体系中(pH NaN03介质，25℃)，z小+主要是通过共用 水合zn2+的O原子及水锰矿表面上的0原子形成zn—o键，从而结合到水锰矿固体表面上的平均zn—o原于 间距为1．998±o．010 zn(oH)：各以一定比例混合吸附于水锰矿表面而形成的同时，对第二配位层(zn—Mn相互作用)的ExAFs图 54±0018 谱分析证明存在2个典型的Zn—Mn原子间距，即R1=3．08±0．024A(n=3)和R2=3A(¨= 3)这2个zn—Mn原子距分别对应于水锰矿结构单元Mn魄八面体与zn水台离子zn0多面体结合的2种方 式．即共用2个()原子的边一边结合与共用1个。原子的角一角结合边一边结合是较强的吸附位，znMn原子距 较短(R1=308A)，吸附较不可逆．角一角结合是较弱的吸附位，zn—Mn原子距较长(R2=3．54A)．吸附较为可 逆这一结果从微观上证明了亚稳平衡态吸附理论(MEA理论)的基本假设，即具有相同吸附密度的同一吸附质 由于吸附力强弱以及微观构型的不同可具有不同的化学位，因而证明了修正传统吸附热力学的基本假设(吸附密 度为热力学状态函数)的必要性．宏观的吸附一解吸热力学实验表明zn(Ⅱ)在水锰矿上的吸附是不可逆的， ExAFs结果指出这种不可逆性主要是由zn水台离子中zn0多面体与水锰矿结构单元Mn氓八面体之间的边， 边结台所导致的． 关键词：ExAFS；zn(Ⅱ)；水锰矿；吸附一解吸机理；微观结构；吸附可逆性 中田分类号：06473l 文献标识码：A文章编号：0250—3301(2003)03．07．0001 EXAFSStudieson MechanismofZnatthe AdsorptiomDesorption Interface Manganite．Water Pan(hn一2，QinYanwenl，1．j Lab。 xianIian91，HuTiandou3，xieYanin矿，wuziyu3(1．stateKey 0f Envlronmentalalemis‘rytR岱earch(knterforEo。-Envifonmental ofScl— ra∞ry Aquatic Sciences，Chi㈣Academy ences，Be自jng100085，chinaEmail：gpan@mail№accn；2．QingdaouniversityofScience＆Technology． Qingdao266042，c“na；3．酬i“gs”ch蛳Ⅻ1 of RadiationFaclllty，1118tjtuteHighEnergyPhy鲥∞，chIneseAcade— of my 100039，Chlna) sclenc锚，B刮ing structur皓0f adsorbedatthe Abstract：M㈣opiczn(Ⅱ)surfacecomplexes manEanjte(y—Mn00H)．waterint盯face