水钠锰矿的锰氧化度与Pb2+吸附量的关系

研究水钠锰矿对重金属离子的吸附，其结构中八面体空穴特点与重金属离子吸附的关系是人们关注的热点.采用酸性和碱性2种介质条件合成了具有不同锰氧化度的2个系列水钠锰矿，研究了它们的锰氧化度(average oxidation state of Mn, AOS)与其d₁₁₀面网间距和Pb²⁺的最大吸附量的关系，以及Pb²⁺吸附量与Mn²⁺、H⁺和K⁺释放量的关系.结果表明，同系列的水钠锰矿具有相似的晶体形貌，它们的锰氧化度与其d₁₁₀面网间距呈极显著的负相关(r =-0.903 5<-0.661 4，n=14，α=0.01)，而与Pb²⁺的最大吸附量呈极显著的正相关(r=0.977 9>0.661 4，n=14，α=0.01)，供试水钠锰矿锰氧化度的高低表观上反映了结构中八面体空穴数量的多少，水钠锰矿随着锰氧化度的提高，导致其结构中的八面体空穴数增多，对Pb²⁺的吸附容量增大，八面体空穴数量对Pb²⁺的吸附量的大小起着非常重要的作用.Pb²⁺的吸附量与吸附过程中Mn²⁺、H⁺和K⁺的释放量之和呈极显著的正相关(r = 0.996 2 > 0.661 4，n = 14，α = 0.01)，Pb²⁺吸附过程中伴随的Mn²⁺、H⁺和K⁺的释放主要来自于水钠锰矿结构中八面体空穴处吸附的相应阳离子.吸附前Mn²⁺,Mn³⁺与H⁺、K⁺占据水钠锰矿结构中八面体空穴上下方位点的相对多少受水钠锰矿的锰氧化度高低的影响，锰氧化度低时，八面体空穴上下方位点吸附Mn²⁺、Mn³⁺较多，吸附的H⁺、K⁺则较少，反之亦然.

Relation Between Average Oxidation State of Mn of Birnessite and the Amount of Pb2+ Adsorbed