当前位置:首页新闻动态新闻动态

环境学院硕士生李倩倩在环境领域顶级期刊发表最新研究成果

2018-11-19

近日,环境学院刘崇炫教授课题组硕士生李倩倩同学以第一作者身份在环境领域国际著名期刊《Water Research》上发表题为“Formation and Stability of NOM-Mn(III) Colloids in Aquatic Environments”的学术论文。这项研究成果是李倩倩同学硕士学位论文的一部分,刘崇炫教授和博士后廖鹏为本人的共同通讯作者。

《Water Research》是环境领域尤其是水处理领域的全球顶级期刊,是自然出版集团(Nature Publishing Group)的自然指数(Nature Index)期刊之一,目前影响因子为7.051。

作为Mn家族中的成员,Mn(III)由于极不稳定等特征,长期被学术界忽视。直到21世纪初,研究人员才发现Mn(III)大量存在于几乎所有的水体中。最新的研究发现,Mn(III)具有非常强的氧化还原活性。它既可作为电子供体也可作为电子受体,参与一系列的生物地球化学反应,影响和调控天然水体中碳和金属元素的循环。近年来,Mn(III)的研究从地球化学领域辐射到了污染控制领域,越来越多的研究表明Mn(III)能快速高效去除环境中多种难降解有机物,也能降低多种有害重金属的毒性。

NOM-Mn(III)胶体形成和稳定性示意图

在水体环境中,Mn(III)能够与天然有机物(NOM)形成络合物(NOM-Mn(III))。目前学术界对于NOM-Mn(III)的研究主要集中在溶解性NOM-Mn(III)的化学性质等方面,缺少对NOM-Mn(III)胶体行为的精细表征。胶体态和溶解态在化学性质和环境行为等方面具有显著地差异。例如,与溶解态相比,胶体态NOM-Mn(III)可以作为纳米载体携带污染物长距离迁移。此外,由于原子和纳米效应,胶体态颗粒相比于溶解态物质具有更高的氧化还原活性,能加速污染物的降解。本研究通过综合利用水化学理论(表面络合)、胶体稳定性理论(DLVO)、高级表征技术(DLS、ATR-FTIR、XPS、XRD、Cs-corrected STEM-EDS),从微观上揭示了NOM-Mn(III)胶体的形成过程和稳定性机理,并发现高C/Mn摩尔比和COO-含量有助于NOM-Mn(III)胶体的形成和提高胶体的稳定性。研究成果对于建立Mn(III)的环境地球化学理论,深入认识环境中的Mn和碳循环,以及开发基于Mn(III)高级氧化污染物削减技术都具有理论和实际意义。

本研究得到了国家自然科学基金、中国博士后基金、深圳市基础研究项目和广东省“珠江人才计划”项目的资助。