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【24h】

A general route to modify diatomite with niobates for versatile applications of heavy metal removal

机译：用铌酸盐改性硅藻土的通用方法，可广泛用于重金属去除

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A general solution-phase strategy is developed to synthesize nanostructure niobates such as MnNb _(2) O _(6) , SnNb _(2) O _(6) and ZnNb _(2) O _(6) on natural mineral diatomite for water environmental remediation. (NH _(4) ) _(2) C _(2) O _(4) aqueous solution is the key to achieve a scalable and controllable synthesis of niobate/diatomite hybrid systems, which generates NH _(3) ·H _(2) O for surface etching activation of diatomite, and H _(2) C _(2) O _(4) for complexation dissolution of Nb _(2) O _(5) , enabling the heterogeneous crystallization process to proceed with controllable growth kinetics. First principle calculations indicate that both niobium atom and niobium–oxygen species have the lowest adsorption energy on SiO _(2) surface, and then induce the nucleating process of Nb–O–Mn (or Zn, Sn) networks. Cr( VI ), Fe( III ), and Pb( II ) ions are taken as target pollutants to evaluate the water-cleaning ability of the niobate-modified diatomite. Possible mechanisms for the photoreduction of Cr( VI ), physical adsorption of Fe(OH) _(3) colloids, and chemisorption of Pb( II ) ions are proposed on the basis of experimentally investigations. The possibility of combining the advantages of natural mineral diatomite and nanostructured niobates provides a highly robust and potential material system with versatile functionalities of heavy metal ion removal, demonstrating great promise for a wide range of water purification.
机译：提出了一种通用的溶液相策略来合成天然矿物硅藻土上的纳米结构铌酸盐，例如MnNb _（2）O _（6），SnNb _（2）O _（6）和ZnNb _（2）O _（6）用于水环境修复。 （NH _（4））_（2）C _（2）O _（4）水溶液是实现可伸缩且可控制的铌酸盐/硅藻土杂化体系合成的关键，该体系可生成NH _（3）·H _ （2）O用于硅藻土的表面蚀刻活化，H _（2）C _（2）O _（4）用于Nb _（2）O _（5）的络合溶解，使得异质结晶过程能够继续进行可控的生长动力学。第一性原理计算表明，铌原子和铌氧物种在SiO _（2）表面上的吸附能最低，然后诱发Nb-O-Mn（或Zn，Sn）网络的成核过程。以Cr（VI），Fe（III）和Pb（II）离子为目标污染物，以评估铌酸盐改性的硅藻土的水净化能力。在实验研究的基础上，提出了Cr（VI）的光还原，Fe（OH）_（3）胶体的物理吸附以及Pb（II）离子的化学吸附的可能机理。结合天然矿物硅藻土和纳米结构铌酸盐的优点的可能性提供了一种具有强大功能的潜在材料系统，具有重金属离子去除的多种功能，这为广泛的水净化展示了广阔的前景。

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