金属离子在氧化物表面的吸附形态及微观结构研究

金属离子在环境介质中的化学形态关系到其溶解性、生物毒性、吸附及扩散迁移行为。本课题将研究不同实验条件下金属离子（Eu3+, UO22+, Ni2+）在氧化物表面的吸附行为，同时采用TRLFS、LIF光谱手段对金属离子在溶液、氧化物表面的化学形态和络合机理进行探讨。并引用同步辐射XAFS、EXAFS在分子水平上原位观测金属离子在氧化物表面的局域原子结构，研究金属离子在氧化物上的微观吸附机制。比较不同实验条件下的结果，总结溶液pH值、环境温度、离子强度、接触时间、腐殖物对金属离子在氧化物上的络合、吸附、交换机理的影响规律，以及金属离子在氧化物表面的形态与结构变化规律。有助于了解宏观吸附热力学，动力学行为的差异，对金属离子在环境介质中的物理化学行为研究有重要意义。

本项目完成了金属离子在氧化物表面的吸附、解吸的行为研究；利用时间衰减荧光光谱法(TRLFS)与扩展X射线吸收精细结构谱(EXAFS)获得了Eu3+, UO22+, Ni2+等离子在氧化钛、氧化铝、氧化铁表面上吸附的微观结构和化学形态；结合微观构型利用表面络合模型对宏观吸附数据进行了模拟分析。本项目研究了金属离子在氧化物表面的物理化学行为，开展了金属离子在环境中的化学形态和微观结构的新方法、新技术研究，为表面反应的研究提供了新思路。通过项目的开展，为金属离子在环境中的化学行为研究提供理论基础和技术储备。目前在SCI刊物上公开发表论文16篇，其中在“Environ. Sci. Technol.”“Dalton Trans.”等国际著名学术刊物上发表6篇论文。被国内外同行正面引用100余次。培养博士生和硕士生2名。关于金属离子的微观吸附构型和化学形态的研究结果，入选了中科院大科学装置2010-2011年度十大重要研究成果。资助期间曾获 “SCOPUS青年科学之星”新人奖、“安徽省优秀博士论文”，负责人本人入选“中科院青年促进会”首届会员。