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Variability of Zinc Oxide Dissolution Rates

机译：氧化锌溶解速率的变化

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摘要

Zinc oxide (ZnO) is of widespread use for numerous applications, including many in the cosmetic industry. Thus, ZnO particles are quite likely to enter the environment. ZnO may be harmful because of the release of cytotoxic Zn~(2+) ions during dissolution reactions. Here, we analyze the dissolution kinetics of the polar zinc-terminated (000— l) and nonpolar (10—10) crystal surfaces in ultrapure water to examine the impact of the crystal defects on dissolution. By using a complementary approach of atomic force microscopy and vertical scanning interferometry, we quantify the difference in reaction rate between the crystal faces, the overall range of rate variability, and the rate components that combine to an overall rate. The mean dissolution rate of the (000— l) crystal surface is more than 4 times that of the (10—10) surface. By using the rate spectrum analysis, we observed an overall dissolution rate variability of more than 1 order of magnitude. The rate components and the range of dissolution rate are important input parameters in reactive transport models for the prediction of potential release of Zn~(2+) into the environment.
机译：氧化锌（ZnO）被广泛用于许多应用，包括化妆品行业中的许多应用。因此，ZnO颗粒很可能进入环境。 ZnO可能是有害的，因为在溶解反应过程中会释放出细胞毒性的Zn〜（2+）离子。在这里，我们分析了超纯净水中极性锌末端（000-1）和非极性（10-10）晶体表面的溶解动力学，以研究晶体缺陷对溶解的影响。通过使用原子力显微镜和垂直扫描干涉法的补充方法，我们可以量化晶面之间的反应速率，速率变化的整体范围以及组合为总速率的速率成分之间的差异。 （000-1）晶体表面的平均溶解速率是（10-10）表面的平均溶解速率的四倍以上。通过使用速率谱分析，我们观察到总体溶出速率变异性超过1个数量级。速率成分和溶出速率范围是反应性传输模型中重要的输入参数，用于预测Zn〜（2+）可能释放到环境中。

著录项

  • 来源
    《Environmental Science & Technology》 |2017年第8期|4297-4305|共9页
  • 作者

    Monika Michaelis; Cornelius Fischer; Lucio Colombi Ciacchi; Andreas Luttge;

  • 作者单位

    Hybrid Materials Interfaces Group, Faculty of Production Engineering, Bremen Center for Computational Materials Science (BCCMS), and Center for Environmental Research and Sustainable Technology (UFT), University of Bremen, Am Fallturm 1, 28359 Bremen, Germany;

    Marum & Fachbereich Geowissenschaften, Universitaet Bremen, Klagenfurter Straße, 28359 Bremen, Germany;

    Hybrid Materials Interfaces Group, Faculty of Production Engineering, Bremen Center for Computational Materials Science (BCCMS), and Center for Environmental Research and Sustainable Technology (UFT), University of Bremen, Am Fallturm 1, 28359 Bremen, Germany,MAPEX Center for Materials and Processes, University of Bremen, 28359 Bremen, Germany;

    Marum & Fachbereich Geowissenschaften, Universitaet Bremen, Klagenfurter Straße, 28359 Bremen, Germany,MAPEX Center for Materials and Processes, University of Bremen, 28359 Bremen, Germany,Earth Science Department, Rice University, 6100 Main Street, Houston, Texas 77005, 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);
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  • 正文语种 eng
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