晶面依賴光誘導(dǎo)草酸還原溶解赤鐵礦過(guò)程及機(jī)理研究
發(fā)布時(shí)間：2025-04-15 00:23
光誘導(dǎo)草酸還原溶解赤鐵礦釋放Fe（II）是自然界中生物可利用鐵的主要來(lái)源,顯著影響環(huán)境中污染物的遷移轉(zhuǎn)化以及元素生物地球化學(xué)循環(huán)。光誘導(dǎo)草酸還原溶解赤鐵礦顯著受赤鐵礦晶面的影響,但目前的研究未能從分子層面揭示該還原溶解過(guò)程的晶面依賴機(jī)理。本文利用合成的暴露晶面為（001）、（012）以及（104）晶面的三種赤鐵礦,探究了晶面方向?qū)庹T導(dǎo)草酸還原溶解赤鐵礦的影響及其微觀作用機(jī)理,為深入認(rèn)識(shí)晶面依賴赤鐵礦還原溶解涉及的鐵元素生物地球化學(xué)循環(huán)提供了理論依據(jù)。得出主要結(jié)論如下。得出主要結(jié)論如下:（1）制備了三種形貌規(guī)則、大小均一且暴露不同晶面的赤鐵礦。其中正六邊形片狀結(jié)構(gòu)赤鐵礦（Hematite nanoplates,HNPs）的邊長(zhǎng)約為108 nm,厚度約為11.5 nm,主暴露晶面為（001）面,比表面積為22.1 m2 g–1。偽立方體形結(jié)構(gòu)赤鐵礦（Hematite nanocubes,HNCs）的長(zhǎng)、寬和高均約為28 nm,暴露晶面為（012）面,比表面積為25.4 m2 g–1。菱形六面體結(jié)構(gòu)赤鐵礦...
【文章頁(yè)數(shù)】：75 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
1 緒論
1.1 鐵氧化物的還原溶解
1.2 光誘導(dǎo)草酸還原溶解鐵氧化物的研究現(xiàn)狀
1.2.1 “誘導(dǎo)期”鐵氧化物還原溶解的反應(yīng)過(guò)程
1.2.2 “自催化期”鐵氧化物還原溶解的反應(yīng)過(guò)程
1.3 晶面依賴赤鐵礦還原溶解的研究進(jìn)展
1.3.1 赤鐵礦晶面方向差異性的環(huán)境意義
1.3.2 晶面方向?qū)Τ噼F礦還原溶解的影響
1.4 本文的主要研究?jī)?nèi)容
1.4.1 研究目的
1.4.2 研究?jī)?nèi)容
1.4.3 技術(shù)路線
2 不同暴露晶面赤鐵礦制備和表征
2.1 實(shí)驗(yàn)試劑與儀器
2.2 赤鐵礦制備及表征方法
2.2.1 赤鐵礦制備
2.2.2 赤鐵礦表征
2.3 赤鐵礦的物相特征
2.3.1 晶體結(jié)構(gòu)
2.3.2 表面形貌
2.3.3 暴露晶面
2.3.4 元素價(jià)態(tài)
2.3.5 比表面積
2.4 本章小結(jié)
3 光誘導(dǎo)草酸還原溶解赤鐵礦的過(guò)程及晶面依賴機(jī)理研究
3.1 實(shí)驗(yàn)試劑與儀器
3.2 實(shí)驗(yàn)與分析方法
3.2.1 光誘導(dǎo)草酸還原溶解赤鐵礦
3.2.2 草酸在赤鐵礦上的吸附
3.2.3 草酸在赤鐵礦上的吸附構(gòu)型表征
3.2.4 DFT模擬計(jì)算
3.3 光誘導(dǎo)草酸還原溶解赤鐵礦的過(guò)程及晶面依賴機(jī)理
3.3.1 不同晶面赤鐵礦在不同pH條件下的還原溶解特征
3.3.2 不同晶面赤鐵礦的還原溶解反應(yīng)過(guò)程
3.3.3 光誘導(dǎo)草酸還原溶解赤鐵礦的晶面依賴機(jī)理
3.4 本章小結(jié)
4 亞鐵催化光誘導(dǎo)草酸還原溶解赤鐵礦的過(guò)程及晶面依賴機(jī)理研究
4.1 實(shí)驗(yàn)試劑與儀器
4.2 實(shí)驗(yàn)與分析方法
4.2.1 亞鐵催化光誘導(dǎo)草酸還原溶解赤鐵礦
4.2.2 亞鐵催化草酸促進(jìn)不同晶面赤鐵礦配體溶解
4.2.3 亞鐵在不同晶面赤鐵礦上的吸附
4.2.4 不同晶面赤鐵礦氧化還原電位分析
4.3 亞鐵催化光誘導(dǎo)草酸還原溶解赤鐵礦的過(guò)程及晶面依賴機(jī)理
4.3.1 亞鐵對(duì)不同晶面赤鐵礦還原溶解的催化作用
4.3.2 亞鐵催化不同晶面赤鐵礦的還原溶解反應(yīng)過(guò)程
4.3.3 亞鐵催化赤鐵礦還原溶解的晶面依賴機(jī)理
4.4 本章小結(jié)
5 總結(jié)與展望
5.1 總結(jié)
5.2 展望
致謝
參考文獻(xiàn)
附錄1 攻讀學(xué)位期間發(fā)表論文、獲得專利和獎(jiǎng)勵(lì)
本文編號(hào)：4039779
【文章頁(yè)數(shù)】：75 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
1 緒論
1.1 鐵氧化物的還原溶解
1.2 光誘導(dǎo)草酸還原溶解鐵氧化物的研究現(xiàn)狀
1.2.1 “誘導(dǎo)期”鐵氧化物還原溶解的反應(yīng)過(guò)程
1.2.2 “自催化期”鐵氧化物還原溶解的反應(yīng)過(guò)程
1.3 晶面依賴赤鐵礦還原溶解的研究進(jìn)展
1.3.1 赤鐵礦晶面方向差異性的環(huán)境意義
1.3.2 晶面方向?qū)Τ噼F礦還原溶解的影響
1.4 本文的主要研究?jī)?nèi)容
1.4.1 研究目的
1.4.2 研究?jī)?nèi)容
1.4.3 技術(shù)路線
2 不同暴露晶面赤鐵礦制備和表征
2.1 實(shí)驗(yàn)試劑與儀器
2.2 赤鐵礦制備及表征方法
2.2.1 赤鐵礦制備
2.2.2 赤鐵礦表征
2.3 赤鐵礦的物相特征
2.3.1 晶體結(jié)構(gòu)
2.3.2 表面形貌
2.3.3 暴露晶面
2.3.4 元素價(jià)態(tài)
2.3.5 比表面積
2.4 本章小結(jié)
3 光誘導(dǎo)草酸還原溶解赤鐵礦的過(guò)程及晶面依賴機(jī)理研究
3.1 實(shí)驗(yàn)試劑與儀器
3.2 實(shí)驗(yàn)與分析方法
3.2.1 光誘導(dǎo)草酸還原溶解赤鐵礦
3.2.2 草酸在赤鐵礦上的吸附
3.2.3 草酸在赤鐵礦上的吸附構(gòu)型表征
3.2.4 DFT模擬計(jì)算
3.3 光誘導(dǎo)草酸還原溶解赤鐵礦的過(guò)程及晶面依賴機(jī)理
3.3.1 不同晶面赤鐵礦在不同pH條件下的還原溶解特征
3.3.2 不同晶面赤鐵礦的還原溶解反應(yīng)過(guò)程
3.3.3 光誘導(dǎo)草酸還原溶解赤鐵礦的晶面依賴機(jī)理
3.4 本章小結(jié)
4 亞鐵催化光誘導(dǎo)草酸還原溶解赤鐵礦的過(guò)程及晶面依賴機(jī)理研究
4.1 實(shí)驗(yàn)試劑與儀器
4.2 實(shí)驗(yàn)與分析方法
4.2.1 亞鐵催化光誘導(dǎo)草酸還原溶解赤鐵礦
4.2.2 亞鐵催化草酸促進(jìn)不同晶面赤鐵礦配體溶解
4.2.3 亞鐵在不同晶面赤鐵礦上的吸附
4.2.4 不同晶面赤鐵礦氧化還原電位分析
4.3 亞鐵催化光誘導(dǎo)草酸還原溶解赤鐵礦的過(guò)程及晶面依賴機(jī)理
4.3.1 亞鐵對(duì)不同晶面赤鐵礦還原溶解的催化作用
4.3.2 亞鐵催化不同晶面赤鐵礦的還原溶解反應(yīng)過(guò)程
4.3.3 亞鐵催化赤鐵礦還原溶解的晶面依賴機(jī)理
4.4 本章小結(jié)
5 總結(jié)與展望
5.1 總結(jié)
5.2 展望
致謝
參考文獻(xiàn)
附錄1 攻讀學(xué)位期間發(fā)表論文、獲得專利和獎(jiǎng)勵(lì)
本文編號(hào)：4039779
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