Molecular Identification of Cr(VI) Removal Mechanism on Vivianite Surface

2018

Жабық қол жеткізу Метадеректер (CSL-JSON)
DOI 10.1021/acs.est.8b01614
Деректер сенімділігі 85 жоғары
Бұл баға қалай есептеледі

Ол жазбаның өзінің тексерілетін белгілерінен құралады: мақаланың DOI-і бар ма, оның деректерін қанша тәуелсіз дереккөз растады, міндетті өрістер толтырылған ба және соңғы растау қаншалықты жаңа. Дереккөздер арасындағы алшақтық пен идентификатордың болмауы бағаны төмендетеді. 80-нен бастап мән жазбаның қосымша тексерусіз жарияланғанын, 60-тан 79-ға дейін — оның сенімділігі төмен күйде жарияланғанын және қолмен тексеру ұсынылатынын білдіреді. Редактор қолмен тексерген жазбаны қайта есептеу 90-нан төмен түсірмейді. Бұл — мақаланың өзіне емес, ол туралы деректерімізге берілген баға.

Аңдатпа

Experimental and theoretical studies were conducted to identify the molecular-scale reaction mechanism for Cr(VI) removal by a ferrous phosphate mineral, vivianite. The surface-normalized rate constant for Cr(VI) removal in a vivianite suspension at pH 7 was higher than those obtained for other Fe(II)-containing minerals (i.e., magnetite and pyrite). The highest rate constant was obtained at pH 5, which was 35- and 264-times higher than those obtained at pH 7 and 9, respectively, indicating the dramatic acceleration of removal kinetics with decreasing pH of suspension. The X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) and X-ray absorption near-edge structure (XANES) spectroscopy revealed that Cr(VI) removal involved reduction of Cr(VI) to Cr(III) coupled with oxidation of Fe(II) to Fe(III) on the vivianite surface. In addition, the density functional theory (DFT)-optimized structure of the Cr(VI)-vivianite complex was consistent with that obtained from extended X-ray absorption fine structure (EXAFS) spectroscopy and revealed the transformation of vivianite to amorphous Fe(III) phosphate. We also demonstrated that both Cr(VI) species, HCrO 4 ̅ and CrO 4 2–, can effectively bind to the vivianite surface, particularly on the Fe sites having 6 neighboring Fe molecules with 4 H 2 O and 2 PO 4 moieties. Our results show that Cr(VI) is readily reduced to Cr(III) by vivianite via adsorption and inner-sphere complexation, suggesting that in anoxic iron-phosphate-enriched environments, vivianite may significantly influence the fate and transport of Cr(VI).