清晨好,您是今天最早来到科研通的研友!由于当前在线用户较少,发布求助请尽量完整地填写文献信息,科研通机器人24小时在线,伴您科研之路漫漫前行!

Molecular-level understanding of metal ion retention in clay-rich materials

粘土矿物 吸附 化学 环境修复 离子交换 降水 氧化还原 成核 金属 水溶液中的金属离子 无机化学 离子 化学工程 矿物学 有机化学 物理 工程类 污染 气象学 生物 生态学
作者
Xiandong Liu,Christophe Tournassat,Sylvain Grangeon,Andrey G. Kalinichev,Yoshio Takahashi,Maria Marques Fernandes
出处
期刊:Nature Reviews Earth & Environment [Nature Portfolio]
卷期号:3 (7): 461-476 被引量:181
标识
DOI:10.1038/s43017-022-00301-z
摘要

Clay minerals retain or adsorb metal ions in the Earth’s critical zone. Rocks, sediments and soils rich in clay minerals can concentrate rare earth elements (REEs) in ion adsorption-type deposits (IADs) and are similarly effective at metallic contaminant remediation. However, the molecular-scale chemical and physical mechanisms of metal ion retention remain only partly understood. In this Review, we describe the nature, location and energy requirements of metal retention at clay mineral surfaces. Retention originates mainly from electrostatic interactions during cation exchange at low pH and chemical bonding in surface complexation and precipitation at neutral and high pH. Surface complexation can induce surface redox reactions and precipitation mechanisms including neoformation of clay mineral layered structures. In IADs, outer-sphere adsorption is the major retention mechanism of REE ions. By contrast, the use of clay minerals in pollution control relies on various mechanisms that can coexist, including cation exchange, surface complexation and nucleation growth. To more effectively leverage clay mineral–metal interactions in resource recovery and contaminant remediation, complex mechanisms such as surface precipitation and redox reactions must be better understood; for instance, by utilizing advances in quantum mechanical calculations, close combination between synchrotron and simulation techniques, and upscaling of molecular-level information in macroscopic thermokinetic predictive models. Clay minerals can retain metal ions, concentrate rare earth elements and be exploited for industrial waste disposal. This Review discusses the molecular-level mechanisms of metal ion retention in clay minerals and their importance for environmental and industrial applications.
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
ramsey33完成签到 ,获得积分10
8秒前
elisa828发布了新的文献求助10
8秒前
ninini完成签到 ,获得积分10
10秒前
13秒前
wuju完成签到,获得积分10
16秒前
英姑应助Wang采纳,获得10
18秒前
Virginkiller1984完成签到 ,获得积分10
20秒前
千島雪穂发布了新的文献求助10
28秒前
tfonda完成签到 ,获得积分10
42秒前
千島雪穂发布了新的文献求助10
1分钟前
耕牛热完成签到,获得积分10
1分钟前
孤独剑完成签到 ,获得积分10
1分钟前
1分钟前
1分钟前
1分钟前
1分钟前
科研通AI2S应助科研通管家采纳,获得10
1分钟前
1分钟前
jlwang完成签到,获得积分10
1分钟前
逆流的鱼完成签到,获得积分10
1分钟前
yx完成签到 ,获得积分10
1分钟前
简单的冬瓜完成签到,获得积分10
2分钟前
wrl2023完成签到,获得积分10
2分钟前
2分钟前
你才是小哭包完成签到 ,获得积分10
2分钟前
apckkk完成签到 ,获得积分10
2分钟前
852应助飲啖茶采纳,获得50
2分钟前
小呀嘛小郎中完成签到 ,获得积分10
3分钟前
3分钟前
一个小胖子完成签到,获得积分10
3分钟前
3分钟前
3分钟前
3分钟前
3分钟前
小天小天完成签到 ,获得积分10
3分钟前
Wang发布了新的文献求助10
3分钟前
3分钟前
wanyj完成签到,获得积分10
3分钟前
mingjie发布了新的文献求助10
3分钟前
mingjie完成签到,获得积分10
4分钟前
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
Developing Genetic Editing Tools for Lysobacter 2000
卤化钙钛矿人工突触的研究 2000
Моделирование процессов самоорганизации в кристаллообразующих системах 1000
History of U.S. Space Surveillance and Satellite Cataloging 1000
Signals, Systems, and Signal Processing 610
Fundamentals of Pharmaceutical and Biologics Regulations: A Global Perspective, Second Edition 600
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 物理 内科学 复合材料 催化作用 物理化学 光电子学 电极 细胞生物学 基因 无机化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 6518930
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8311588
关于积分的说明 17769910
捐赠科研通 5620951
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2926594
邀请新用户注册赠送积分活动 1903400
关于科研通互助平台的介绍 1764125