植酸对碳酸盐绿锈转化的影响

作     者：孙亚丽 姜冠杰 江睿 兰帅 李阳 严玉鹏 张嵚 SUN Yali;JIANG Guanjie;JIANG Rui;LAN Shuai;LI Yang;YAN Yupeng;ZHANG Qin

作者机构：江西农业大学国土资源与环境学院南昌330045 江西省鄱阳湖流域农业资源与生态重点实验室南昌330045 

出 版 物：《农业环境科学学报》 (Journal of Agro-Environment Science)

年 卷 期：2023年第42卷第2期

页      面：393-402页

核心收录：

学科分类：0830[工学-环境科学与工程（可授工学、理学、农学学位）] 083001[工学-环境科学] 08[工学] 

基　　金：国家自然科学基金项目(42167031)。 

主　　题：碳酸盐绿锈 植酸 转化 针铁矿 高铁绿锈 

摘      要：为研究植酸(IHP)对绿锈转化过程及机制的影响,通过空气氧化法合成碳酸盐绿锈[GR1(CO_(3)^(2-))],并利用X射线衍射、衰减全反射-傅里叶变换红外光谱、高分辨透射电子显微镜、扫描电子显微镜和能量色散X射线能谱对体系中的固体产物进行分析表征。研究表明:不存在IHP时GR1(CO_(3)^(2-))在5 h左右完全转化为针铁矿,而存在IHP时GR1(CO_(3)^(2-))的转化会受到抑制。在0~0.5 mmol·L^(-1)的IHP浓度范围内,GR1(CO_(3)^(2-))的转化产物为针铁矿,而当IHP浓度高于1.0 mmol·L^(-1)时,GR1(CO_(3)^(2-))的转化产物为针铁矿和高铁绿锈。IHP对GR1(CO_(3)^(2-))转化机制的影响与其浓度有直接关系,在低浓度IHP(0~0.5 mmol·L^(-1))条件下,GR1(CO_(3)^(2-))转化过程只涉及溶解-氧化-沉淀(DOP)机制;而高浓度IHP(1.0~5.0 mmol·L^(-1))体系中,固态氧化(SSO)机制占主导地位,在其转化过程中,一部分GR1(CO_(3)^(2-))通过溶解再沉淀机制转化为针铁矿,一部分GR1(CO_(3)^(2-))通过原位脱质子反应转化为高铁绿锈。此外,在GR1(CO_(3)^(2-))转化过程中,IHP在GR1(CO_(3)^(2-))及其转化产物表面会形成内圈络合物和植酸(亚)铁沉淀。总体而言,IHP会抑制GR1(CO_(3)^(2-))的溶解再沉淀转化机制,阻碍针铁矿的结晶和晶体生长,且抑制作用与IHP浓度呈正相关。