共存离子对砷在纳米二氧化钛上吸附影响的微观机制研究.docx

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摘要
本文研究了共存离子对砷在纳米二氧化钛（TiO2）上吸附的影响及其微观机制。通过扫描电子显微镜、拉曼光谱等技术分析，发现共存离子可以影响砷的吸附行为和纳米二氧化钛表面的化学状态，导致砷在纳米二氧化钛上的吸附量降低。进一步的X射线荧光光谱和密度泛函理论计算表明，共存离子会改变纳米二氧化钛表面的电荷分布，影响砷与纳米二氧化钛之间的相互作用。
关键词：共存离子；砷；纳米二氧化钛；吸附；微观机制
Abstract
This paper studied the influence and microscopic mechanism of coexisting ions on the adsorption of arsenic on nano titanium dioxide (TiO2). By analyzing scanning electron microscopy, Raman spectroscopy and other techniques, it was found that coexisting ions can affect the adsorption behavior of arsenic and the chemical state of the TiO2 surface, which leads to a decrease in the adsorption of arsenic on TiO2. Further X-ray fluorescence spectroscopy and density functional theory calculations showed that coexisting ions can change the charge distribution on the surface of TiO2, affecting the interaction between arsenic and TiO2.
Keywords: coexisting ions; arsenic; nano titanium dioxide; adsorption; microscopic mechanism
正文
引言
砷是一种有毒的元素，而纳米二氧化钛（TiO2）是一种广泛应用于污染物处理和催化反应的材料。因此，研究砷在TiO2上的吸附行为对环境污染控制具有重要意义。然而，在实际环境中，砷往往不是单独存在的，还存在着其他离子的存在，这些共存离子会对砷在TiO2上的吸附产生影响。因此，研究共存离子对砷在TiO2上吸附的影响及其微观机制具有重要的现实意义。
实验方法
本实验采用了纳米二氧化钛作为吸附介质，通过Raman光谱和扫描电子显微镜分析共存离子对砷在TiO2上吸附的影响，进一步采用X射线荧光光谱和密度泛函理论计算研究了共存离子对TiO2表面的电子结构和砷与TiO2之间的相互作用。
结果与讨论
Raman光谱和扫描电子显微镜的结果显示，砷在TiO2上的吸附量随共存离子的增加呈现出逐渐降低的趋势。砷在TiO2上的吸附主要是通过化学吸附和物理吸附来实现的，其中物理吸附主要是通过范德华力和静电作用实现的。共存离子会影响TiO2表面的化学状态和电荷分布，影响砷与TiO2之间的相互作用，并导致砷在TiO2上的吸附量降低。此外，也发现共存离子的种类和浓度对砷在TiO2上的吸附有着不同的影响。
进一步的X射线荧光光谱和密度泛函理论计算表明，共存离子会影响TiO2表面的电子结构，从而影响砷与TiO2之间的相互作用。共存离子的存在会改变TiO2表面的电荷分布，使得表面上的活性位点减少，从而使砷的吸附量降低。此外，不同种类的共存离子还会影响TiO2表面的晶格结构和化学性质，进一步影响砷吸附的方式和强度。
结论
本文研究了共存离子对砷在纳米二氧化钛上吸附的影响及其微观机制。通过实验和理论分析发现，共存离子可以改变TiO2表面的电子结构和化学状态，影响砷与TiO2之间的相互作用，从而导致砷在TiO2上的吸附量降低。这些结果对于砷的环境污染控制和TiO2的应用具有重要的意义，并为进一步研究其它污染物在TiO2上吸附的微观机制提供了参考。
参考文献
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