Iron Vacancy Accelerates Fe(II)-Induced Anoxic As(III) Oxidation Coupled to Iron Reduction

针铁矿 缺氧水域 化学 氧化还原 鳞片岩 电子转移 空位缺陷 无机化学 铁质 催化作用 电化学 光化学 结晶学 物理化学 环境化学 吸附 电极 生物化学 有机化学
作者
Liping Fang,Zebin Hong,Thomas Borch,Qiantao Shi,Fangbai Li
出处
期刊:Environmental Science & Technology [American Chemical Society]
卷期号:57 (5): 2175-2185 被引量:49
标识
DOI:10.1021/acs.est.2c07833
摘要

Chemical oxidation of As(III) by iron (Fe) oxyhydroxides has been proposed to occur under anoxic conditions and may play an important role in stabilization and detoxification of As in subsurface environments. However, this reaction remains controversial due to lack of direct evidence and poorly understood mechanisms. In this study, we show that As(III) oxidation can be facilitated by Fe oxyhydroxides (i.e., goethite) under anoxic conditions coupled with the reduction of structural Fe(III). An excellent electron balance between As(V) production and Fe(III) reduction is obtained. The formation of an active metastable Fe(III) phase at the defective surface of goethite due to atom exchange is responsible for the oxidation of As(III). Furthermore, the presence of defects (i.e., Fe vacancies) in goethite can noticeably enhance the electron transfer (ET) and atom exchange between the surface-bound Fe(II) and the structural Fe(III) resulting in a two time increase in As(III) oxidation. Atom exchange-induced regeneration of active goethite sites is likely to facilitate As(III) coordination and ET with structural Fe(III) based on electrochemical analysis and theoretical calculations showing that this reaction pathway is thermodynamically and kinetically favorable. Our findings highlight the synergetic effects of defects in the Fe crystal structure and Fe(II)-induced catalytic processes on anoxic As(III) oxidation, shedding a new light on As risk management in soils and subsurface environments.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
动听从寒发布了新的文献求助10
刚刚
洛言lj发布了新的文献求助10
刚刚
1秒前
路过你的夏完成签到,获得积分20
1秒前
1秒前
18835402686完成签到,获得积分20
2秒前
jing发布了新的文献求助10
2秒前
Liang发布了新的文献求助10
3秒前
zhuaini发布了新的文献求助10
3秒前
3秒前
如不二发布了新的文献求助10
3秒前
4秒前
YUAN发布了新的文献求助50
5秒前
形成完成签到,获得积分10
6秒前
6秒前
6秒前
18835402686发布了新的文献求助10
6秒前
英姑应助LXdjlx采纳,获得10
6秒前
科研小白发布了新的文献求助10
7秒前
上官若男应助当归采纳,获得10
7秒前
KKK应助哭哭12345采纳,获得10
8秒前
酷波er应助LJS采纳,获得10
8秒前
赘婿应助xu采纳,获得10
8秒前
思源应助eryuepiaoling采纳,获得10
9秒前
小C发布了新的文献求助10
10秒前
02的秋天完成签到,获得积分10
11秒前
12秒前
zz52678完成签到,获得积分10
12秒前
12秒前
顾矜应助YUAN采纳,获得10
12秒前
johnsonj应助老迟到的惜灵采纳,获得10
13秒前
科研通AI6.4应助茉云采纳,获得10
13秒前
六道发布了新的文献求助10
13秒前
如不二完成签到,获得积分10
13秒前
14秒前
han完成签到,获得积分10
15秒前
如意若冰发布了新的文献求助10
15秒前
周周完成签到,获得积分10
15秒前
搜集达人应助潮湿小兰花采纳,获得10
15秒前
Lucas应助鱼憨儿采纳,获得10
16秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Navigating Normative Orders. Interdisciplinary Perspectives 800
Organizational Behavior 510
Management and the Arts 510
Matrix Methods in Data Mining and Pattern Recognition Second Edition 510
CLSI VET01S-2024 Performance Standards for Antimicrobial Disk and Dilution Susceptibility Tests for Bacteria Isolated From Animals (7th Ed) 500
A Case Study on Hotels as Noncongregate Emergency Living Accommodations for Returning Citizens 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 内科学 物理 复合材料 催化作用 细胞生物学 无机化学 光电子学 物理化学 电极 基因
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7757784
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9304178
关于积分的说明 20278620
捐赠科研通 7341583
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3312062
关于科研通互助平台的介绍 2462735
邀请新用户注册赠送积分活动 2325860