胡敏酸介导水钠锰矿形成对砷(V)固定与有机碳封存的协同机制研究

《Journal of Engineering and Technology Management》：Mechanistic insight into the impact of Humic Acid-Mediated Birnessite Formation on the Immobilization of As(V) and Organic Carbon

本文揭示了胡敏酸（HA）介导三斜水钠锰矿（TB）形成的分子机制，及其在有机碳封存和砷(As(V))固定中的协同增效作用。研究发现HA通过调控矿物结晶过程，诱导TB形成蜂窝状三维结构，显著提升比表面积至192.251 m2·g?1，增加氧空位和羟基活性位点，使As(V)吸附容量提升6.4倍（达65.140 mg·g?1），同时通过HA-Mn(III)络合与孔隙捕获实现有机碳高效固定，为环境修复提供创新策略。

　　

^章节精要

^{胡敏酸介导水钠锰矿的形成特征}

为量化锰吸附效果，研究人员对最终TB产物的离心上清液进行锰浓度检测。结果显示锰浓度仅为0.05 mg/L，对应锰利用率高达99.8%。这种超高利用率归因于水钠锰矿制备过程中的强碱性环境，该条件极大地促进了Mn2?的氧化。更值得注意的是，胡敏酸（HA）通过络合作用稳定锰物种，将上清液残留锰浓度进一步降低至0.02 mg/L...

^结论

本研究系统阐明了HA介导TB的形成机制及其对有机碳和As(V)固定的影响机理。HA通过调控结晶过程，促使TB形成三维蜂窝状结构，同时将等电点从2.1提升至3.5以降低表面负电荷，并将比表面积从38.098大幅增加至192.251 m2·g?1。这些结构优化显著增加了反应位点数量...