天然有机物对铈氧化还原形态及 CeO2 纳米颗粒形成的影响

《Environmental Science: Nano》：How does organic matter affect Ce redox speciation and the formation of CeO 2 nanoparticles?Open Access

　　

理解痕量金属与天然有机物（OM）之间的相互作用至关重要，因为这会影响金属的形态、迁移性、毒性和生物可利用性。铈（Ce）由于其工业用途、自然存在及其独特的氧化还原化学性质而备受关注。铈既存在于+III价态，也存在于+IV价态，这使得它能够在表面环境中参与氧化还原循环。本文利用先进的光谱学、显微镜分析技术和热力学建模方法，阐明了天然有机物对铈（Ce(III)氧化为Ce(IV)以及潜在的CeO2纳米颗粒形成的影响。研究结果表明，在存在天然有机物和氧气（O2(g)的条件下，铈（Ce(III)的氧化程度强烈依赖于pH值：在pH 5时几乎不会出现Ce(IV)，而在pH 10时则几乎完全氧化。经鉴定，溶解的氧气（O2(g)是主要的氧化剂，因为在氮气（N2）氛围下几乎检测不到Ce(IV)。在研究的最低铈与天然有机物浓度比下，发现天然有机物与铈（Ce(III)的络合作用是限制其氧化为Ce(IV)的关键机制；而在较高浓度比或没有天然有机物的情况下，氧化过程则由铈（Ce(III)的水解和CeO2纳米颗粒的沉淀驱动。除了这种对铈氧化还原形态的控制外，天然有机物还进一步通过以下方式影响CeO2纳米颗粒的形成：（i）从动力学上抑制晶体生长，使其形成约2纳米大小的晶粒，并在环境相关的时间尺度上保持亚稳态；（ii）在这些纳米颗粒周围积累一层约1纳米厚的富含有机物的层。这些发现突显了天然有机物在调节铈氧化还原形态和纳米颗粒形成中的双重作用，这对了解铈在富含天然有机物的环境中的命运和迁移性具有直接意义。

该内容仅可通过PDF形式获取。

在另一个窗口中打开 PDF文件《天然有机物如何影响铈的氧化还原形态和CeO2纳米颗粒的形成？》

? 2026 作者。由英国皇家化学学会出版

2026

作者

本文采用知识共享署名4.0未本地化许可进行许可。您可以在其他出版物中使用本文的内容，无需额外向RSC请求许可，但需正确注明出处。

本作品采用知识共享署名4.0国际许可进行许可。