《納米二氧化錳與水環境界面相互作用規律及機制的研究》是依託重慶大學，由皇甫小留擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：納米二氧化錳與水環境界面相互作用規律及機制的研究
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：皇甫小留
- 依託單位：重慶大學
中文摘要,結題摘要,
中文摘要
由於納米錳氧化物具有良好的吸附能力，基於納米錳氧化物的重金屬去除技術已成為研究熱點，而其與水環境界面相互作用是影響重金屬去除的重要因素。本研究以納米MnO2（nMnO2）為代表性納米錳氧化物，利用石英晶體微天平（QCM-D）技術，構建nMnO2在代表性水環境界面（即SiO2、Fe2O3和Al2O3界面）上沉積的實驗體系，藉助TEM、XRD、XPS、FTIR等表征技術，研究nMnO2與水環境界面的相互作用規律及機制。具體內容包括：nMnO2在代表性界面上的沉積動力學，探求nMnO2的界面作用規律，並建立理論模型，結合沉積層的特徵，揭示nMnO2的界面作用機制；並深入研究有機物對沉積動力學的影響規律，闡明有機物對nMnO2與代表性界面作用的影響機制。預期成果將為基於錳氧化物的重金屬去除技術的套用和改進提供基礎理論支撐，對保障飲用水安全具有重要意義。
結題摘要
由於納米錳氧化物具有良好的吸附能力，基於納米錳氧化物的重金屬去除技術已成為研究熱點，而其與水環境界面相互作用是影響重金屬去除的重要因素。本研究探索了離子強度和天然有機質對納米MnO2在代表性水環境界面二氧化矽（SiO2）、氧化鐵（Fe3O4）和氧化鋁（Al2O3）上沉積動力學的影響機制，得到了納米MnO2在不同界面上沉積的關鍵參數。並通過理論模型對納米MnO2與界面之間的相互作用能進行計算，從理論上驗證了納米MnO2在水環境界面上沉積的主導作用力。界面類型，離子強度以及有機物性質均會對沉積層的性質有一定影響。在此基礎上，還探究了離子強度、界面類型、pH值和天然有機質等常見環境因子對納米MnO2在上述三種代表性水環境界面上釋放行為的影響，深入探討了nMnO2與代表性界面作用規律以及相關環境因素的影響機制。同時，由於離子水化能力不同產生的離子特性對納米MnO2與界面的相互作用規律也有著重要的影響。本研究為從理論角度定量評估納米MnO2在水環境中的遷移潛力以及從微觀作用的角度理解基於納米科技產生的生態環境和人類健康風險評估有重要意義，對為進一步從理論上研究水處理工藝中痕量重金屬去除提供了理論支撐。
