国家自然科学基金(20073060)
- 作品数：8 被引量：55H指数：4
- 相关作者：潘纲陈灏李贤良胡天斗谢亚宁更多>>
- 相关机构：中国科学院生态环境研究中心中国科学院更多>>
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- 相关领域：理学环境科学与工程化学工程更多>>
- 单核Zn(Ⅱ)水合和水解形态的量子化学计算被引量：4
- 2005年
- 利用量子化学计算气相中锌离子各种水合和水解形态的几何结构、电荷分布以及水合和水解反应的Gibbs自由能变和焓变.结果表明,除了水合锌离子外,锌离子各种水解络合物的配位数均小于6;对于深度水解产物Zn(OH)3-和Zn(OH)42-,内层无水分子的键合.水合作用和水解作用互相抑制,水合作用阻碍了水解产物进一步水解(Zn(OH)2除外),水解作用使得水合变得困难.内层键合水分子数的增加降低了水合形态中Zn上的电荷,使得水解形态Zn上的电荷升高.
- 朱孟强潘纲
- 关键词：锌离子量子化学计算量子化学计算单核电荷分布水解作用锌离子
- 用延展X射线精细结构吸收光谱研究Zn(Ⅱ)-TiO_2体系的颗粒物浓度效应和吸附可逆性被引量：2
- 2007年
- 用延展X射线精细结构吸收光谱(EXAFS)研究了不同颗粒物浓度(Cp)下重金属Zn(Ⅱ)在锐钛型TiO2上吸附产物的微观构型,考察了Cp、吸附微观构型与可逆性的关系。宏观的吸附-解吸等温线结果表明,Zn(Ⅱ)-TiO2体系的吸附等温线随Cp的增加而显著降低,有明显的Cp效应;且吸附可逆性随Cp的增加逐渐减小。EXAFS结果表明,Zn(Ⅱ)主要是通过共用水合Zn(Ⅱ)离子及TiO2表面上的O原子结合到TiO2表面上,其平均Zn-O原子间距为(1.98±0.01)。同时,第二配位层(Zn-Ti层)的EXAFS图谱分析结果表明存在两个典型的Zn-Ti原子间距,即R1=(3.26±0.01)(边-边结合的强吸附)和R2=(3.70±0.01)(角-角结合的弱吸附)。吸附密度相近、平衡浓度不同的三个吸附样品,随Cp的增加,强吸附位(N1)基本不变而弱吸附位(N2)减少,两者比值(N1/N2)由0.629增加至0.690。该比值的变化从微观角度解释了宏观吸附-解吸实验中Cp增加,可逆性减小的实验现象。同时,EXAFS实验结果也从微观上证明了亚稳平衡态吸附理论(MEA理论)的吸附密度(Γ)不是状态函数的基本假设。
- 李薇潘纲陈灏张美一何广智杨玉环
- 关键词：TIO2
- EXAFS研究Zn在δ-MnO_2上的吸附-解吸机理被引量：19
- 2003年
- 用延展X ray吸收精细结构光谱 (EXAFS)研究了重金属Zn(Ⅱ )在δ MnO2 上吸附产物的微观结构及其吸附机制 .在pH 5 5 0 ,0 1mol/LNaNO3介质中 ,吸附在δ MnO2 表面上Zn(Ⅱ )以六配位的水合离子八面体形式存在 .水合锌离子八面体从δ MnO2 层状结构的空位上下方 ,与δ MnO2 的结构单元MnO6 八面体通过共用O原子结合 ,形成角 角结合的弱吸附 ,Zn O平均原子间距为 ( 2 0 71± 0 0 0 7) (n =3 ) ,Zn Mn平均原子间距为 ( 3 5 2 8± 0 0 0 6) (n =3 ) .在同一条等温线上随着吸附量增加 ,以角 角结合的弱吸附形式基本上没有变化 .宏观的吸附 解吸实验结果显示Zn(Ⅱ )在δ MnO2 上的吸附可逆性很高 ,解吸等温线和吸附等温线几乎重合在一起 .EXAFS结果从分子水平表明 ,Zn(Ⅱ )在δ MnO2 上的高吸附可逆性是由角
- 潘纲李贤良秦延文胡天斗吴自玉谢亚宁
- 关键词：EXAFSZNΔ-MNO2
- 用EXAFS研究pH对水溶液中Zn(Ⅱ)微观结构的影响被引量：14
- 2004年
- 用扩展X射线吸收精细结构光谱(EXAFS)研究了溶液中重金属Zn(Ⅱ)在不同pH条件下的微观结构。在酸性条件下(pH<7.0),锌离子以六配位八面体结构的水合离子存在,Zn-O原子平均间距为2.08A。随着pH升高,Zn(Ⅱ)的微观构型从六配位的八面体结构转变为四配位的四面体结构,Zn-O原子间距为1.96A。EXAFS结果从分子水平表明,Zn(Ⅱ)在不同pH下其存在形式和微观结构不一样。这些微观结构信息对研究不同pH环境下Zn在颗粒物—水界面和溶液中的反应有重要意义。
- 李贤良潘纲朱孟强陈灏胡天斗吴白玉谢亚宁杜永华
- 关键词：ZN微观结构PH
- 用EXAFS研究Zn(Ⅱ)在γ-MnOOH上的吸附热力学行为被引量：1
- 2006年
- 用延展X射线吸收精细结构光谱(EXAFS)研究了不同温度下重金属Zn(Ⅱ)在水锰矿(γ-MnOOH)上吸附产物的微观构型,从微观角度研究了宏观的吸附热力学行为.宏观热力学实验结果表明,Zn(Ⅱ)-水锰矿体系的吸附反应是吸热反应,随着温度的升高吸附量显著升高,不可逆性明显减小.EXAFS结果表明,Zn(Ⅱ)主要是通过共用水合Zn(Ⅱ)离子的O原子及水锰矿表面上的O原子形成Zn—O键,从而结合到水锰矿固体表面上,其平均Zn—O原子间距为(2.01±0.01)×10-10m.同时,对第二配位层(Zn—Mn相互作用)的EXAFS图谱分析证明,存在2个典型的Zn—Mn原子间距,即R1=(3.06±0.02)×10-10m(边-边结合的强吸附)和R2=(3.52±0.02)×10-10m(角-角结合的弱吸附).当温度升高时,强吸附位基本不变而弱吸附位增加,两者比值(N1/N2)由0.428降至0.158.该比值的变化从微观角度解释了宏观吸附-解吸等温线中吸附量增加、不可逆性减小的实验现象.
- 李晋潘纲陈灏李薇
- 关键词：EXAFS水锰矿
- Zn(Ⅱ)在δ-MnO_2和γ-MnOOH两种矿物上吸附的初始溶质浓度效应被引量：5
- 2006年
- 研究了在Zn(Ⅱ)总量一定的情况下,不同的初始溶质浓度和吸附动力学过程对吸附等温线及吸附不可逆性的影响.将总量一定的吸附质Zn(Ⅱ),分批次(1次,3次,15次)加入到2种不同的吸附剂体系(δ-MnO2和γ-MnOOH)中,得到吸附等温线.实验结果表明,对于Zn(Ⅱ)-δ-MnO2吸附可逆体系,吸附-解吸等温线及可逆性随着Zn(Ⅱ)加入批次的增加未见明显变化;而对于Zn(Ⅱ)-γ-MnOOH吸附不可逆体系,吸附等温线随着Zn(Ⅱ)加入批次的增加显著升高,吸附量变大,吸附不可逆性降低.这主要是由于在两种矿物上的微观吸附状态不同所导致的,而这种差异是受吸附动力学过程影响的,这是传统吸附热力学所不能解释的,但是符合亚稳平衡态吸附(MEA)理论的预测.
- 李晋陈灏潘纲高美媛
- 关键词：Δ-MNO2Γ-MNOOH
- 温度对Zn(II)-TiO_2体系吸附可逆性的影响被引量：1
- 2007年
- 用延展X射线吸收精细结构光谱(EXAFS)研究了不同温度对Zn(Ⅱ)-锐钛矿型TiO2吸附产物微观构型和吸附可逆性的影响机制.宏观的吸附-解吸实验表明,不同温度下的吸附等温线可以用Langmuir模型进行较好的描述(R2≥0.990).随温度升高,吸附等温线显著升高,Zn(Ⅱ)在TiO2表面的饱和吸附量由5℃时的0.125mmol·g-1增至40℃时的0.446mmol·g-1;而体系的不可逆性明显减弱,解吸滞后角θ由32.85°减至8.64°.求得体系反应的热力学参数ΔH、ΔS分别为24.55kJ·mol-1和159.13J·mol-1·K-1.EXAFS结果表明,Zn(Ⅱ)主要是通过共用水合Zn(II)离子及TiO2表面上的O原子结合到TiO2表面上,其平均Zn-O原子间距为RZn-O=(0.199±0.001)nm.第二配位层(Zn-Ti层)的EXAFS图谱分析结果表明,存在两个典型的Zn-Ti原子间距,即R1=(0.325±0.001)nm(边-边结合的强吸附)和R2=(0.369±0.001)nm(角-角结合的弱吸附).随温度升高,强吸附比例(CN1)基本不变而弱吸附比例(CN2)增加,两者比值(CN1/CN2)逐渐减小.该比值的变化从微观角度解释了宏观实验中温度升高,不可逆性减弱的吸附现象.
- 李薇潘纲陈灏张美一何广智李晋杨玉环
- 关键词：EXAFS温度吸附-解吸
- 用EXAFS研究Zn在水锰矿上的吸附-解吸机理被引量：25
- 2003年
- 用延展X光吸收精细结构光谱 (EXAFS)研究了重金属Zn(Ⅱ )在水锰矿 (γ MnOOH)上吸附产物的微观结构及其吸附机理 .结果表明 ,Zn(Ⅱ ) 水锰矿体系中 (pH 7 5 ,0 1mol/LNaNO3 介质 ,2 5℃ ) ,Zn2 +主要是通过共用水合Zn2 +的O原子及水锰矿表面上的O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原子间距为 1 998± 0 0 1 0 (n =3 ) .这个Zn—O键键长是六配位的Zn(H2 O) 2 +6 及其水解产物四配位的Zn(OH) 2 或Zn(OH) 2 - 4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图谱分析证明存在 2个典型的Zn—Mn原子间距 ,即R1=3 0 8± 0 0 2 4 (n =3 )和R2 =3 5 4± 0 0 1 8 (n =3 ) .这 2个Zn—Mn原子距分别对应于水锰矿结构单元MnO6 八面体与Zn水合离子ZnO多面体结合的 2种方式 ,即共用 2个O原子的边 边结合与共用 1个O原子的角 角结合 .边 边结合是较强的吸附位 ,Zn—Mn原子距较短 (R1=3 0 8 ) ,吸附较不可逆 .角 角结合是较弱的吸附位 ,Zn—Mn原子距较长 (R2 =3 5 4 ) ,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 。
- 潘纲秦延文李贤良胡天斗谢亚宁吴自玉
- 关键词：EXAFS水锰矿微观结构
