Interfacial interactions of nanoscale zero-valent iron particles with clay minerals in the aquatic environments: Experimental and theoretical calculation study

DLVO理论 范德瓦尔斯力 零价铁 高岭石 蒙脱石 化学 粘土矿物 化学工程 羧甲基纤维素 相互作用能 化学物理 无机化学 纳米技术 材料科学 胶体 矿物学 吸附 物理化学 有机化学 分子 工程类
作者
Yanlong Wang,Qinghui Zhao,Yuanfeng Guo,Shugang Hu,Guoqing Tian,Mengcheng Zhang,Xiaoqiang Cao,Huaqing Liu,Jian Zhang
出处
期刊:Water Research [Elsevier BV]
卷期号:264: 122220-122220 被引量:8
标识
DOI:10.1016/j.watres.2024.122220
摘要

The environmental transport and fate of nanoscale zero-valent iron particles (nZVI) in soil and groundwater can be altered by their hetero-aggregation with clay mineral particles (CMP). This study examines the interactions between bare or carboxymethyl cellulose (CMC)-coated nZVI with typical CMP, specifically kaolinite and montmorillonite. Methods include co-settling experiments, aggregation kinetic studies, electron microscopy, Derjaguin–Landau–Verwey–Overbeek (DLVO) and extended DLVO (EDLVO) energy analysis, and density functional theory calculations, focusing on the pH dependency of these interactions. The EDLVO theory effectively described the interactions between nZVI and CMP in aquatic environments. Under acidic conditions (pH 3.5), the interfacial interaction between bare nZVI and kaolinite is regulated by van der Waals forces, while complexation, van der Waals forces, and electrostatic attraction govern the interaction of bare nZVI with montmorillonite, primarily depositing on the SiO face. In contrast, the positively charged AlO face and edge of CMP are the main deposition sites for CMC-coated nZVI through hydrogen bonding, van der Waals forces, and electrostatic attraction. At neutral (pH 6.5) and alkaline (pH 9.5) conditions, both bare and CMC-coated nZVI predominantly attach to the AlO face and edge, facilitated by complexation or hydrogen bonding, alongside van der Waals forces. The attachment of CMC-coated nZVI to CMP surfaces shows reversible aggregation or deposition due to the steric repulsion from the CMC coating. These findings hold significant implications for the environmental applications and risk of nZVI.
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
w253完成签到,获得积分10
刚刚
1秒前
jl发布了新的文献求助30
1秒前
1秒前
GFFino完成签到 ,获得积分10
1秒前
2秒前
2秒前
大模型应助嘿嘿嘿采纳,获得10
2秒前
悦耳凤凰完成签到 ,获得积分10
3秒前
3秒前
4秒前
4秒前
桐桐应助粗心的新之采纳,获得10
4秒前
JamesPei应助drtianyunhong采纳,获得10
5秒前
思源应助Tact采纳,获得10
6秒前
Lion发布了新的文献求助10
6秒前
巴卡巴卡发布了新的文献求助10
6秒前
酷波er应助zr采纳,获得10
7秒前
百发百中发布了新的文献求助10
7秒前
8秒前
喜悦冬易完成签到,获得积分10
8秒前
迷路芝麻完成签到,获得积分10
8秒前
小丹小丹完成签到 ,获得积分10
9秒前
111哩发布了新的文献求助10
9秒前
万能图书馆应助GPTea采纳,获得10
10秒前
惊鸿发布了新的文献求助10
10秒前
科研通AI6.4应助蓝天采纳,获得10
10秒前
飘逸的秀发完成签到,获得积分10
12秒前
12秒前
酷波er应助像风一样自由采纳,获得10
12秒前
13秒前
wobuxin完成签到,获得积分10
13秒前
15秒前
优秀笑柳完成签到,获得积分10
15秒前
Tact完成签到,获得积分10
16秒前
科研通AI6.4应助姜圆采纳,获得10
17秒前
cling发布了新的文献求助20
17秒前
llllll发布了新的文献求助10
17秒前
动听千风发布了新的文献求助10
18秒前
我就是KKKK发布了新的文献求助10
18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
Geist der Kunst und Kultur 1000
Resistance Spot Welding Dataset for Automobile Body-in-White Quality Analysis 748
悉尼大学博士学位论文,题目:Modelling and testing of one-sided stitched laminated composites. 作者:Kristopher P. Plain 700
Matrix Methods in Data Mining and Pattern Recognition Second Edition 510
丝光沸石活性位点定向调控及其二甲醚羰基化性能研究 500
Elgar Concise Encyclopedia of Research Methods in the Social Sciences 400
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 7415023
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9018495
关于积分的说明 19212180
捐赠科研通 7046355
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3234089
关于科研通互助平台的介绍 2396450
邀请新用户注册赠送积分活动 2216290