red-ox.ru

Роль гуминовых веществ в формировании наноразмерных частиц продуктов коррозии металлического железа

Изменение во времени оптических спектров поглощения водных растворов ГВ в процессе взаимодействия с металлическим железомРоль гуминовых веществ в формировании наноразмерных частиц продуктов коррозии металлического железа. Панкратов Д.А., Анучина М.М. //Журнал физической химии. 2017. Т.91. №2. С.234-240.Search the full text below. Ищи полный текст ниже.

Изучены процессы, сопровождающие коррозию металлического железа в водных растворах гуминовых веществ в условиях ограниченного доступа воздуха. Показано, что гуминовые вещества в подобных условиях выступают в роли многофункционального кислотно-основного, окислительно-восстановительного, хелаторного и поверхностно-активного реагента. При этом сами гуминовые вещества претерпевают превращения, в частности, частично восстанавливаются, и в конечном итоге адсорбируются на поверхности основного продукта коррозии железа – наночастицах Fe3O4.

Гуминовые вещества (ГВ), являясь естественными полиэлектролитами, играют огромную роль в природе, в том числе в формировании железосодержащих наноразмерных частиц различного состава, их геологической и биохимической миграции, формировании минералов и руд. Представляя собой органическую матрицу почвенных и водных экосистем, гуминовые вещества в частности активно участвуют в круговороте железа в природе. Соединения железа с гуминовые веществами отвечают за миграцию переходного элемента в почвах, в поверхностных водах, участвуют в образовании железосодержащих минералов, являются носителями биологически доступного железа для растений, перспективны для биомедицинского применения. При этом до сих пор природа соединений железа и гуминовых веществ до конца не ясна. С одной стороны, гуминовые вещества могут выступать в качестве возможных хелатообразующих лигандов, образуя координационные связи с ионами железа в различных степенях окисления. С другой стороны, гуминовые вещества могут играть роль поверхностно-активных веществ (ПАВ), стабилизирующих в водных растворах наноразмерные железосодержащие частицы [15]. Вероятнее всего могут реализовываться оба механизма связывания железа, и приоритетность того или иного во многом должна зависеть от метода и предыстории получения железо-органических соединений. Наиболее распространенные методы синтеза соединений железа и гуминовых веществ основываются на взаимодействии неорганических солей железа(II) или (III) с растворами гуминовых веществ [16]. При этом фактически исследователем навязывается содержание, состав и форма существования производных железа в конечном продукте. Мы предлагаем изменить подход к синтезу подобных соединений, максимально приблизив его к естественным условиям, позволив сложной многокомпонентной системе самостоятельно найти термодинамически устойчивые и выгодные формы существования железо-органических соединений, их состав и содержание.

Удобным способом реализации такого подхода нам кажется использование коррозии металлического железа в присутствии гуминовых веществ. Подобного рода системы сами по себе представляют практический интерес в качестве перспективных реакционных барьеров для загрязнителей различной природы в грунтовых водах. Считается, что основным реакционным агентом в подобного рода барьерах должно выступать так называемое “наноразмерное нольвалентное железо” (nZVI). Оно применяется в качестве барьеров для очистки воды от неорганических загрязнителей, органических хлорсодержащих углеводородов и болезнетворных бактерий, например, сальмонеллы. Благодаря тому, что гуминовые вещества содержатся в почвах, они рассматриваются в качестве перспективных и экологичных поверхностно-активных веществ для стабилизации nZVI в воде. С другой стороны, в другой работе указывается на невозможность стабилизации наноразмерного металлического железа с помощью гуминовых веществ вследствие их активного взаимодействия. В работе других авторов методами РФА и сканирующей электронной микроскопии изучены продукты длительного (90 суток) взаимодействия растворов гуминовых веществ с металлическим железом и показано, что они содержат мелкодисперсные частицы магнетита.

В настоящей работе изучали процессы, сопровождающие коррозию металлического железа в присутствии водных растворов гуминовых веществ угольного происхождения, а также конечные продукты превращений. Целью настоящей работы было показать участие гуминовых веществ в коррозионных процессах металлического железа, определить степень этого участия, возможные модели механизмов, а также формы образующихся продуктов коррозии.

В работе, получены данные о проявлении гуминовыми веществами окислительных свойств по отношению к металлическому железу и определены условия подобного рода взаимодействий. Показано, что взаимодействие металлического железа с водными растворами гуминовых веществ – многостадийный процесс, протекающий по нескольким путям одновременно, и приводит к образованию стабилизированных гуминовыми веществами суспензий наноразмерного смешанного оксида железа (II, III). Гуминовые вещества при этом выступают в роли многофункционального реагента, участвуя в коррозионном процессе как кислотный и окислительный реагент, способствующий переводу железа в раствор, как лиганд для ионного железа в растворе, как поверхностно-активное вещество, стабилизирующее наноразмерные частицы в растворе, как адсорбат, влияющий на морфологические свойства железосодержащих продуктов реакции. Очевидно, что приведенные предположения о моделях механизмов реакций, протекающих в исследованных системах, не могут быть исчерпывающими, и требуют дальнейшего подтверждения и изучения.

link on elibrary.ru link to DOI - 10.7868/S0044453717020224 Ссылка в Интеллектуальной системе тематического исследования научно-технической информации МГУ
Associated translations: Role of humic substances in the formation of nanosized particles of iron corrosion products. Pankratov D.A., Anuchina M.M. //Russian Journal of Physical Chemistry A. 2017. V.91. №2. P.233-239.

Text of the article for reference only. Текст статьи только для ознакомления.

Роль гуминовых веществ в формировании наноразмерных частиц продуктов коррозии металлического железа. Панкратов Д.А., Анучина М.М. //Журнал физической химии. 2017. Т.91. №2. С.234-240.

Печать E-mail



Рейтинг@Mail.ru

http://www.youtube.com/RuRedOx

Мессбауэровская диагностика функциональных материалов

Мессбауэровская диагностика функциональных материалов