纳米MnO2在二价阳离子溶液中的沉积动力学

作者：马铖雪; 皇甫小留^*; 何强; 马军; 黄瑞星

来源：中国给水排水, 2018, 34(23): 31-35.

DOI：10.19853/j.zgjsps.1000-4602.2018.23.006

• 纳米MnO2
• 沉积
• 二价阳离子
• 大分子有机物
• 水环境

纳米MnO2作为一种常见纳米锰氧化物对重金属有着良好的去除效果。为加深纳米MnO2在水体中迁移和归趋的理解,采用耗散型石英晶体微天平技术(DQCM),考察了纳米Mn O2在二价阳离子(Ca2+和Mg2+)溶液中,在代表性水环境界面(SiO2)上的沉积动力学以及大分子有机物对纳米MnO2沉积的影响。结果表明,纳米MnO2在两种二价阳离子溶液中的沉积行为均符合经典DLVO理论模型,沉积速率随着阳离子浓度的升高而加快,且Ca2+比Mg2+更能促进纳米MnO2的沉积。大分子有机物对纳米MnO2的沉积动力学有较大影响,牛血清白蛋白(BSA)可以增强纳米MnO2在SiO2表面的相互作用并抑制纳米MnO2的凝聚,促进纳米MnO2的沉积;海藻酸钠在纳米MnO2表面的吸附层产生的位阻斥力可以增强其稳定性,大幅度降低纳米MnO2的沉积速率。当有大分子有机物存在时,在较高的二价阳离子浓度范围内,纳米MnO2的沉积速率会随着阳离子浓度的升高而降低,主要是由于分子架桥作用。这为理解纳米MnO2在水环境中的迁移行为提供了理论基础,对其应用于实际饮用水工程具有指导意义。

• 单位
  城市水资源与水环境国家重点实验室; 哈尔滨工业大学; 三峡库区生态环境教育部重点实验室