Sorptions- und Redoxreaktionen von SN II und Sn IV an der Magnetite/Wasser-Grenzfläche in An- und Abwesenheit organischer Liganden

• Antragsteller: Dr. Andreas Clemens Scheinost
• Fachliche Zuordnung: Physikalische Chemie von Festkörpern und Oberflächen, Materialcharakterisierung ; Physikalische Chemie von Molekülen, Flüssigkeiten und Grenzflächen, Biophysikalische Chemie
• Förderung: Förderung von 2009 bis 2013
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 98467517

In diesem Projekt werden die Reaktionsprozesse zwischen Magnetitpartikeln und adsorbierten Zinnionen, in An- und Abwesenheit von organischen Liganden, untersucht. Ziel des Projektes ist die Charakterisierung von SnII und SnIV-Oberflächenkomplexen an der Oberfläche von Magnetit als Funktion von pH, Oberflächenbeladung und Liganden, sowie der dadurch induzierten Elektronentransferprozesse zwischen adsorbierten Zinnionen und den Eisenatomen der Magnetitoberfläche. Synchrotron-basierte EXAFS-Spektroskopie sowie weitere spektroskopische und mikroskopische Methoden werden verwendet, um das Adsorptionsverhalten von Sn, die Sn-Fe-Redoxreaktionen und andere Oberflächenprozesse wie Ausfällungen und Desorption an der Magnetitoberfläche unter in situ-Bedingungen zu charakterisieren. Zusätzlich werden die binären Systeme Sn / organische Liganden und Magnetit / organische Liganden in ähnlicher Weise charakterisiert. Im Anschluss an die Untersuchung der drei binären Systeme werden wir das ternäre System Magnetit / Sn / organische Liganden untersuchen. Die spektroskopischen Daten werden mit modernen statistischen und quantenchemischen Modelliermethoden ausgewertet und mit Oberflächenkomplexierungsmodellierung kombiniert, um chemische Reaktionsmodelle und deren Gleichgewichts- und Ratenkonstanten zu ermitteln. Die Ergebnisse dieser Untersuchung sollten das Verständnis von Oberflächen-Redoxprozessen erheblich verbessern, die für die Vorhersage des Verhaltens von (radio-) toxischen Abfällen in der ungesättigten und gesättigten Grundwasserzone von grundlegender Bedeutung sind.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen