锑在赤铁矿晶面的吸附与转化机制研究

基本信息
批准号:41907266
项目类别:青年科学基金项目
资助金额:25.00
负责人:阎莉
学科分类:
依托单位:中国科学院生态环境研究中心
批准年份:2019
结题年份:2022
起止时间:2020-01-01 - 2022-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:
关键词:
赤铁矿晶面分子机制铁还原菌同步辐射技术
结项摘要

The micro-interfacial process and transformation are essential steps controlling the environmental geochemical cycling of antimony. The project focuses on the interfacial process of antimony, and hematite facets are used as environmental micro-surface. Multiple complementary techniques including synchrotron-based methods and quantum chemistry based theoretical simulation are employed to explore the reaction dynamic process and molecular mechanism of antimony adsorption and transformation on hematite facets. The project will elucidate the key role of hematite crystal facets in the antimony adsorption and transformation. The mechanism of the transformation of adsorbed antimony mediated by iron reduction with the coupling effect of hematite facets and iron reducing bacteria will be highlighted. The impact of electron shuttle on antimony transformation in the presence of iron reducing bacteria will be investigated. The research should shed light on the molecular-level mechanisms of antimony reaction on hematite facets with iron reducing bacteria. The results should provide the theoretical basis for further understanding of antimony biogeochemical cycling.

锑的微界面过程与转化是控制其环境地球化学循环的重要过程。本项目将围绕锑的环境界面过程,以赤铁矿特性晶面为环境介质界面,利用以同步辐射为主的多种谱学技术结合第一性原理的理论量化计算研究锑在赤铁矿晶面上吸附与转化的动态过程及分子机制;阐明赤铁矿晶面在锑的吸附与转化中所起的关键作用;重点研究赤铁矿晶面和铁还原菌耦合作用介导的晶面铁还原对吸附态锑转化的调控机制;探讨电子梭在铁还原菌参与下对吸附态锑的价态转化及释放的影响。通过揭示锑-赤铁矿晶面-铁还原菌多界面过程作用机制,为深入理解锑的生物地球化学循环提供理论基础。

项目摘要

锑的微界面过程与转化是控制其环境地球化学循环的重要过程。项目利用同步辐射X射线扩展吸收精细结构(EXAFS)结合密度泛函理论(DFT)计算,研究了锑在赤铁矿晶面上的吸附沉淀过程及其分子机制,发现锑的吸附构型同时依赖于晶面和锑浓度,在高浓度锑条件下形成表面沉淀。基于高分辨透射电镜(HR-TEM)和X射线衍射(XRD)表征,明确了锑在赤铁矿晶面的沉淀结构,表明锑沉淀相晶型与赤铁矿表面结构存在晶格匹配关系。在此基础上,研究了赤铁矿晶面和铁还原菌耦合作用介导的晶面铁还原过程及其对吸附态锑转化的调控机制,发现溶解态锑/铁的摩尔比依赖于赤铁矿晶面。基于分子动力学模拟(MD)探讨了赤铁矿晶面与外膜蛋白的相互作用及电子传递链长度,发现不同晶面上电子传递链长度的差异导致铁还原速率不同,促进吸附态锑的释放。项目研究了锑在赤铁矿晶面的吸附沉淀和脱附释放等环境过程,阐明了赤铁矿晶面在锑吸附与转化中所起的关键作用,为深入理解锑的环境生物地球化学循环并开发污染防治对策提供了理论基础及科学依据。

项目成果
{{index+1}}

{{i.achievement_title}}

{{i.achievement_title}}

DOI:{{i.doi}}
发表时间:{{i.publish_year}}

暂无此项成果

数据更新时间:2023-05-31

其他相关文献

1

涡度相关技术及其在陆地生态系统通量研究中的应用

涡度相关技术及其在陆地生态系统通量研究中的应用

DOI:10.17521/cjpe.2019.0351
发表时间:2020
2

DeoR家族转录因子PsrB调控黏质沙雷氏菌合成灵菌红素

DeoR家族转录因子PsrB调控黏质沙雷氏菌合成灵菌红素

DOI:10.3969/j.issn.1673-1689.2021.10.004
发表时间:2021
3

农超对接模式中利益分配问题研究

农超对接模式中利益分配问题研究

DOI:10.16517/j.cnki.cn12-1034/f.2015.03.030
发表时间:2015
4

硬件木马:关键问题研究进展及新动向

硬件木马:关键问题研究进展及新动向

DOI:
发表时间:2018
5

气相色谱-质谱法分析柚木光辐射前后的抽提物成分

气相色谱-质谱法分析柚木光辐射前后的抽提物成分

DOI:10.14067/j.cnki.1673-923x.2018.02.019
发表时间:2018

阎莉的其他基金

相似国自然基金

1

不同价态锑化合物在天然有机质/矿物复合物表面的吸附与解吸研究

批准号:21107063
批准年份:2011
负责人:席建红
学科分类:B0604
资助金额:22.00
项目类别:青年科学基金项目
2

赤铁矿晶面依赖的典型环境污染物吸附和转化特性

批准号:21677059
批准年份:2016
负责人:宋发辉
学科分类:B0603
资助金额:66.00
项目类别:面上项目
3

重金属阴离子在水-秸秆吸附剂微界面的形态转化机制研究

批准号:51408239
批准年份:2014
负责人:曹威
学科分类:E1002
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
4

微生物作用下锑在铁氧化物上的吸附与释放机制研究

批准号:41103077
批准年份:2011
负责人:刘碧君
学科分类:D0707
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目