水体中δ-MnO2的环境释放行为研究开题报告

1. 研究目的与意义

δ-MnO2在水处理中有着巨大的应用潜力和广阔的应用前景。但目前的研究集中于δ-MnO2对重金属的吸附实验研究，均证明了对重金属有很高的吸附效果，但由于锰本身为具有可变价态的过渡态金属，水体中锰含量超过一定阈值，也会对水质造成影响，并进一步威胁人类健康。当锰含量超过0.3mgL-1时，使水产生异味；《生活饮用水卫生规范》和《城市供水水质标准》规定水中锰含量不得超过0.1mgL-1；美国环境保护局(EPA)提出地下水中Mn2 的浓度应低于0.05mgL-1。已有国外一些研究表明，重金属尤其是Co2 在δ-MnO2表面上的吸附过程中，由于存在同晶置换和氧化还原反应会有Mn2 释放出来。上面已介绍，国内对δ-MnO2的环境释放行为的研究较少，近年徐佳丽利用碱性和酸性条件下合成的氧化锰，研究等温吸附重金属的试验中Mn2 的释放，分析了不同氧化度和晶格空位对Mn2 释放的影响。锰源、合成方法及条件控制不同都会影响氧化锰的晶型、空位及氧化度，本论文根据自然水体中所含物质，拟在实验室条件下，设置不同环境影响因素实验组，系统研究水热合成法制备的δ-MnO2(氧化度及空位固定)在水体中的环境释放行为，提高对其作为水处理剂更全面的认识，为其在水处理中更安全、更广泛的应用提供理论参考。

2. 国内外研究现状分析

国内外对δ-MnO2的研究一直致力于其应用，从上个世纪60年代，国外有学者开始关注其在应用过程中表面的H 变化。70和80年代以Balistrieri和Murray为代表，报道了在δ-MnO2吸附重金属过程中有H 和Mn2 的释放，并深入研究模拟海水溶液中的δ-MnO2表面化学性质。

3. 研究的基本内容与计划

本论文的主要任务是在不同的环境影响因素pH、温度、支持电解质、表面络合剂及重金属离子条件下，定量研究δ-MnO2的环境释放行为，包括H 、Mn2 的释放，及其释放量与各实验条件之间的关系，并层层推进，利用现代数学方法根据正交试验，将各实验条件进行组合，在综合条件下进一步考察作为水处理剂其自身及其对重金属的吸附过程中其离子释放情况，探讨δ-MnO2在应用过程中的环境释放行为的影响因素和机理。

4. 研究创新点

目前国内外对氧化锰的在水处理中的研究集中于对重金属的吸附，对其环境释放行为分析较少，国内在此方面的报道更是少之甚少。目前对氧化锰释放研究的实验都是控制其他因素，研究单一因素对重金属吸附影响，Mn2 的释放作为附属分析，国内外尚无针对δ-MnO2作为水处理剂时自身Mn2 释放行为的分析报道(H 的释放有过文献报道)。