망간(II) 산화물의 미네랄 표면에서의 산화: 미세 및 분광학적 연구

헤마타이트, 고타이트 및 알바이트 표면에서의 Mn(II)aq의 이종 산화 생성물을 연구하였으며, 주사력 현미경(SFM), X선 광전자 분광법(XPS), 주사 전자 현미경(SEM), 오제 전자 분광법(AES), 주사 오제 현미경(SAM) 및 X선 회절(XRD)을 사용하였다. 산화 실험은 pH가 7.8에서 8.7인 공기가 포함된 용액에서 4.0–26.7ppm Mn(II)aq를 포함하여 실온에서 수행되었다. 노출 시간은 몇 분에서 최대 6개월까지 다양했다. 이 연구를 통해 단계가 미네랄 표면에 사용된 것과 관계없이 흡착-산화 반응을 시작하는 가장 반응성이 높은 사이트라는 것이 발견되었다. 이러한 사이트에서 또는 근처에서 Mn(II)의 초기 산화가 발생한 후, 지속적인 흡착-산화 과정은 미네랄 표면에 따라 달라지며, 기질 및 침전물 제어 성장의 두 가지 유형의 성장 경로를 초래한다. 기질 제어 성장(헤마타이트 및 고타이트)은 초기 흡착-산화 사이트에서 먼 미네랄 표면을 가로질러 성장하는 얇은 프로토 결정체 코팅의 형성으로 특징지어진다. 반면, 침전물 제어 성장(알바이트)은 단계 가장자리를 따라 침전물 능선이 발달하는 것으로 특징지어진다. 이 두 가지 표면 제어 성장 과정은 SEM 및 손 샘플에서 발견된 침전물의 분포에 영향을 준다. 그러나 실험에서 사용된 미네랄 표면과 관계없이, resulting 침전물은 주로 β-MnOOH인 Mn(III) 함유 산화수산화물로 구성되었다.