我院李伟教授课题组成功实现从原子尺度对矿物表面位点进行表征

发布者:陆昀乔发布时间:2022-03-07浏览次数:10

矿物的表面位点是理解矿物反应活性的基础,也是预测地质条件下矿物-流体的地球化学化学行为的关键。然而,目前对矿物表面的位点的认识和理解主要基于晶体化学结构和理论化学计算来间接获取,传统实验技术还无法准确表征其表面位点。李伟教授团队选择层状的镁铝水滑石(MgAl LDH)为研究对象,利用F离子作为原子探针,通过19F固体核磁共振波谱学和量子化学计算相结合成功地从原子尺度表征镁铝水滑石的{001}表面所有可能基团的表面位点分布,并确定了表面位点在不同pH条件下对氟离子吸附的响应,发现19F固体核磁信号在高pH条件选择性探测>MgOH位点。这些结果为当前对矿物-水溶液界面反应机制研究提供了新方法,为认识镁铝水滑石的表界面反应性提供了微观层次的新认识,也为纳米除氟材料设计提供了新思路。


研究成果受到国家高层次青年人才项目、国家自然科学基金委优秀青年基金 、江苏省杰出青年基金的资助,近期发表于国际环境地球化学一流期刊Environmental Science & TechnologyNature index刊物,影响因子9.7),南京大学地球科学与工程学院博士研究生任超为第一作者,南京大学为第一发表单位。我院李伟教授为通讯作者,中国科学院大连化学物理研究所候广进研究员为共同通讯作者,我院陆现彩教授、季峻峰教授与王洪涛副教授对本研究给予指导。

文章信息:Chao Ren, Zhengmao Liu, Mengzhi Zhou, Xiancai Lu, Junfeng Ji, Guangjin Hou*, Wei Li*, 2021.  Enhanced Fluoride uptake by layered double hydroxides under alkaline conditions: Solid-state NMR evidence of the role of surface >MgOH sites. Environmental Science & Technology 55, 15082-15089.