Nanoscale Insights into the Interaction Mechanism Underlying the Adsorption and Retention of Heavy Metal Ions by Humic Acid

化学 腐植酸 吸附 纳米尺度 金属 重金属 机制(生物学) 环境化学 水溶液中的金属离子 化学工程 无机化学 材料科学 物理化学 纳米技术 工程类 物理 有机化学 量子力学 肥料
作者
Zhoujie Wang,Qiuyi Lu,Chaopeng Liu,Huadong Tian,Jingyi Wang,Lei Xie,Qi Liu,Hongbo Zeng
出处
期刊:Environmental Science & Technology [American Chemical Society]
被引量:33
标识
DOI:10.1021/acs.est.3c08309
摘要

The mobility and distribution of heavy metal ions (HMs) in aquatic environments are significantly influenced by humic acid (HA), which is ubiquitous. A quantitative understanding of the interaction mechanism underlying the adsorption and retention of HMs by HA is of vital significance but remains elusive. Herein, the interaction mechanism between HA and different types of HMs (i.e., Cd(II), Pb(II), arsenate, and chromate) was quantitatively investigated at the nanoscale. Based on quartz crystal microbalance with dissipation tests, the adsorption capacities of Pb(II), Cd(II), As(V), and Cr(VI) ionic species on the HA surface were measured as ∼0.40, ∼0.25, ∼0.12, and ∼0.02 nmol cm–2, respectively. Atomic force microscopy force results showed that the presence of Pb(II)/Cd(II) cations suppressed the electrostatic double-layer repulsion during the approach of two HA surfaces and the adhesion energy during separation was considerably enhanced from ∼2.18 to ∼5.05/∼4.18 mJ m–2. Such strong adhesion stems from the synergistic metal–HA complexation and cation−π interaction, as evidenced by spectroscopic analysis and theoretical simulation. In contrast, As(V)/Cr(VI) oxo-anions could form only weak hydrogen bonds with HA, resulting in similar adhesion energies for HA–HA (∼2.18 mJ m–2) and HA–As(V)/Cr(VI)–HA systems (∼2.26/∼1.96 mJ m–2). This work provides nanoscale insights into quantitative HM–HA interactions, improving the understanding of HMs biogeochemical cycling.
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
更新
PDF的下载单位、IP信息已删除 (2025-6-4)

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
上官若男应助yjh729采纳,获得10
1秒前
lily336699完成签到,获得积分10
2秒前
zph14204发布了新的文献求助10
2秒前
wanci应助fyn采纳,获得10
2秒前
思源应助godblessyou采纳,获得10
2秒前
2秒前
3秒前
3秒前
3秒前
呆萌如容完成签到 ,获得积分10
4秒前
4秒前
4秒前
4秒前
量子星尘发布了新的文献求助10
5秒前
英俊的铭应助科研通管家采纳,获得10
5秒前
852应助科研通管家采纳,获得10
5秒前
浮游应助科研通管家采纳,获得10
5秒前
浮游应助科研通管家采纳,获得10
5秒前
冷艳招牌应助科研通管家采纳,获得10
6秒前
浮游应助科研通管家采纳,获得10
6秒前
研友_VZG7GZ应助科研通管家采纳,获得80
6秒前
Hello应助科研通管家采纳,获得10
6秒前
6秒前
6秒前
6秒前
6秒前
6秒前
lily336699发布了新的文献求助30
8秒前
hute完成签到 ,获得积分10
8秒前
8秒前
稳重一寡发布了新的文献求助10
8秒前
Scrow完成签到 ,获得积分10
9秒前
9秒前
帅气鹭洋发布了新的文献求助10
10秒前
11秒前
汉堡包应助john163采纳,获得10
11秒前
ww发布了新的文献求助10
12秒前
12秒前
13秒前
傲娇的觅翠完成签到,获得积分10
14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
SOFT MATTER SERIES Volume 22 Soft Matter in Foods 1000
Zur lokalen Geoidbestimmung aus terrestrischen Messungen vertikaler Schweregradienten 1000
Storie e culture della televisione 500
Selected research on camelid physiology and nutrition 500
《2023南京市住宿行业发展报告》 500
Food Microbiology - An Introduction (5th Edition) 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 医学 生物 材料科学 工程类 有机化学 内科学 生物化学 物理 计算机科学 纳米技术 遗传学 基因 复合材料 化学工程 物理化学 病理 催化作用 免疫学 量子力学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 4883732
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 4169161
关于积分的说明 12936110
捐赠科研通 3929503
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2156155
邀请新用户注册赠送积分活动 1174556
关于科研通互助平台的介绍 1079303