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Enthalpy of Uranium Adsorption onto Hematite

机译：铀吸附在赤铁矿上的焓

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摘要

The influence of temperature on the adsorption of metal ions at the solid-water interface is often overlooked, despite the important role that adsorption plays in metal-ion fate and transport in the natural environment where temperatures vary widely. Herein, we examine the temperature-dependent adsorption of uranium, a widespread radioactive contaminant, onto the ubiquitous iron oxide, hematite. The multitemperature batch adsorption data and surface complexation models indicate that the adsorption of uranium, as the hexavalent uranyl (UO_2~(2+)) ion, increases significantly with increasing temperature, with an adsorption enthalpy (ΔH_(ads)) of +71 kJ mol~(-1). We suggest that this endothermic, entropically driven adsorption behavior is linked to reorganization of the uranyl-ion hydration and interfacial water structures upon U~(Ⅵ) adsorption at the hematite surface. Overall, this work provides fundamental insight into the thermodynamics driving metal-ion adsorption reactions and provides the specific enthalpy value necessary for improved predictive geochemical modeling of U~(VI) adsorption in the environment.
机译：尽管吸附在金属离子命运和运输在温度范围内的自然环境中的吸附起作用的重要作用，但是，温度对固体水界面的吸附在固体界面上的金属离子吸附的影响通常被忽略。在此，我们研究铀，广泛的放射性污染物，甲基氧化物，赤铁矿上的温度依赖性吸附。多高温吸附数据和表面络合模型表明铀的吸附，作为六价铀酰（UO_2〜（2+）离子，随着温度的增加而显着增加，吸附焓（ΔH_（ADS））为+71 kJ mol〜（-1）。我们建议，这种吸热，熵驱动的吸附行为与亚氨酸表面上的铀酰离子水合和界面水结构的重组相关联。总的来说，这项工作为热力学的热力学提供了基本的洞察力，驾驶金属离子吸附反应，并为改善环境中的U〜（VI）吸附的预测地球化学建模提供必要的特异性焓值。

著录项

  • 来源
    《Environmental Science & Technology》 |2020年第23期|15004-15012|共9页
  • 作者

    Shanna L. Estes; Brian A. Powell;

  • 作者单位

    Department of Environmental Engineering and Earth Sciences Clemson University Anderson South Carolina 29625 United States;

    Department of Environmental Engineering and Earth Sciences and Department of Chemistry Clemson University Anderson South Carolina 29625 United States;

  • 收录信息 美国《科学引文索引》(SCI);美国《工程索引》(EI);美国《生物学医学文摘》(MEDLINE);美国《化学文摘》(CA);
  • 原文格式 PDF
  • 正文语种 eng
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