Sorption and redox reactions on Sn II and Sn IV at the magnetite/water interface in presence and absence of organic ligands

• Applicant: Dr. Andreas Clemens Scheinost
• Subject Area: Physical Chemistry of Solids and Surfaces, Material Characterisation ; Physical Chemistry of Molecules, Liquids and Interfaces, Biophysical Chemistry
• Term: from 2009 to 2013
• Project identifier: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Project number 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 Programme: Research Grants