Todorokite is a manganese oxide mineral containing Mg2+ in a tunnel structure in which MnO6 octahedra share corners. In order to investigate the suitability and efficiency of high temperature-treated todorokite as a material for adsorption and fixation of Cs, Cs was ion exchanged and the amount of leached Cs from todorokite was measured. The todorokite used in this study was synthesized by transforming Na-birnessite to Mg-buserite and used as a precursor. After high temperature treatment, Cs exchanged todorokite changed to birnessite and hausmannite as the temperature increased. The amount of leached Cs was investigated for Cs exchanged todorokite which was reacted with distilled water and 1 M NaCl solution at different reaction times. In general, for the samples reacted with 1 M NaCl solution, the fixation of Cs was quite effective, although the amount of leached Cs was greater due to the ion exchange reaction with Na. As the treatment temperature increased, the amount of leached Cs increased and then decreased again, which was related to the mineral phases formed at each temperature. As birnessite was formed, the amount of leached Cs increased, but as birnessite decreased, that decreased again. As the mineral phase changed to hausemanite, the amount of Cs decreased rapidly. The results of our study show that Cs exchanged todorokite can be used as a material that effectively fixes Cs and prevents its diffusion by high temperature treatment.
Todorokite, a tunnel-structured manganese oxide, can contain cations within the relatively large nanopores created by the $3{\times}3$ Mn octahedra. Because todorokite is poorly crystalline and found as aggregates mixed with other phases of Mn oxides in nature, the coordination structure of cations in the nanopores is challenging to fully characterize in experiment. In the current article, we report the atomistic coordination structures of $Mg^{2+}$ ions in todorokite tunnel nanopores using the classical molecular dynamics (MD) simulations. In experiment, $Mg^{2+}$ is known to occupy the center of the nanopores. In our MD simulations, 60 % of $Mg^{2+}$ ions were located at the center of the nanopores; 40 % of the ions were found at the corners. All $Mg^{2+}$ located at the center formed the six-fold coordination with water molecules, just as the ion in bulk aqueous solution. $Mg^{2+}$ ions at the corners also formed the six-fold coordination with not only water molecules but also Mn octahedral surface oxygens. The mean squared displacements were calculated to examine the dynamic features of $Mg^{2+}$ ions in the one-dimensional (1D) nanopores. Our MD simulations indicate that the dynamic features of water molecules and the cations observed in bulk aqueous solution are lost in the 1D nanopores of todorokite.
Diverse structures of Mn oxides in natural and engineered systems occur from the transformation of δ-MnO2, the most common crystalline phase of nucleated Mn oxides, to other structures via redox reactions, adsorption of metals, etc. Recently, together with emerging interests of Zn-based rechargeable battery systems, which use Mn oxides as a cathode, the transformation and recrystallization of Mn oxides have garnered interests. Here, using hydrothermal reaction of Zn-doped δ-MnO2, the formation of todorokite and chalcophanite is observed. When the concentration of doped Zn increases, the formation of chalcophanite is dominant, but occurs slower than that of the lower concentration of doped Zn. This study will provide a new understanding of the effect of Zn on the recrystallization process of Mn oxides during redox cycles in energy storage systems and environmental systems.
The birnessite (7Å manganate, δ-MnO2) which is a manganese oxide and comprises manganese nodules, is a major manganese mineral on the earth surface and a precursor in the synthesis of todorokite. In this study birnessite was synthesized by three different methods: Feng et al. (2004) and Luo et al. (1998) based on redox reaction and Ma et al. (1999) based on reduction reaction. 12 birnessite samples were synthesized by different combinations of Na+ and K+ cations based on the base (OH-) and permanganate (MnO4-) reagents in the synthesis. The mineral compositions of synthesized birnessite were identified by XRD, and the two cation ratio in the mineral was measured by ICP. The products obtained after hydrothermal treatment of Mg-buserite, by the precursor of birnessite, was examined by XRD, and then phase transition to todorokite and their characteristics were compared. Our results show that the byproducts and the characteristics of phase transition by each synthetic method have different trends. Hausmannite (γ-Mn3O4) and feitknechtite (β-MnOOH) were formed by both methods in the redox reaction mechanism. By Feng et al. (2004)'s method, manganite (γ-MnOOH) phase only appeared when cation was predominantly Na+. Two birnessite samples synthesized by redox reaction mechanism showed phase transition to todorokite (10Å manganate, OMS-1) when both NaOH and KMnO4 were used together. However, single-phase birnessite was formed by Ma et al. (1999)'s method, and phase transition was confirmed only for the sample when the cation was only composed of Na+.
Manganese nodules, which are evaluated as potential metal resources, have been found in the Arctic Ocean as well as in the abyssal plains of the Pacific and Indian Oceans. Manganese nodules exhibit strong variations in the morphology, internal texture, chemical composition and mineralogy as they grow. The relationship between the texture and chemical elemental composition during the growth process is well documented, but the mineral composition variation during the growth process is not. Because the manganese oxide minerals in nodules are fine-grained and poorly crystalline, quantitative analysis for the mineral composition is challenging for the bulk nodule sample. This study investigated the internal texture and Mn-oxide mineral composition of manganese nodules obtained from the East Siberian Sea. Semi-quantitative analysis was attempted for three main Mn-oxide minerals constituting the manganese nodules (i.e., todorokite, buserite and birnessite) using the peak area ratio of X-ray diffraction analysis graphs. In the East Siberian Sea manganese nodules, birnessite is more abundant than buserite or todorokite, and no correlation is found between the mineral composition and the internal texture. Instead a correlation is found between the relative content of todorokite and the lamellae depth. The todorokite content tends to increase from the surface to the core of the nodules, which can be attributed to a recrystallization process or difference in the growth rate within the nodule. This study shows that semi-quantitative analysis of manganese oxide minerals using the peak area ratio is useful in the mineralogical study of manganese nodules.
Manganese deposits ar the Dongnam mine occur as vein in the Pungchon limestone of Ordovician age. Manganese ore veins consist of the hydrothermal manganese carbonate ores in the deeper part and the supergene manganese oxide ores in the shallow part. Manganese carbonate ores consist mainly of rhodochrosite, with minor amount of proxmangite, garnet, calcite, quartz, pyrite, galena and sphalerite. Manganese oxide ores consist of rancieite, buserite, birnessite, vernadite, todorokite, pydrolusite, nsutite, hydrohetaerosite and goethite. Manganese oxide minerals were formed in the following sequences; 1) rhodochrosite ${\rightarrow}$ vernadite ${\rightarrow}$ birnessite ${\rightarrow}$ nsutite ${\rightarrow}$ pyrolusite, 2) pyroxmangite ${\rightarrow}$ birnessite, 3) Buserite ${\rightarrow}$ ransieite. Todorokite, buserite and hydrohetaerolite were precipitated from solution in the later stage. The natural analogue of synthetic buserite has been discovered from the mine. It has been disclosed that buserite transforms to rancicite by dehydration, and that distinction between buserite and todorokite is possible by X-ray diffraction studies combined with dehydration experiment. Minerals identified from the mine have been characterized using various methods including polarizing microscopy, X-ray diffraction, thermal analysis, infrared spectroscopy, X-ray diffraction, thermal analysis, infrared spectroscopy, elecrton microscopy and dehydration experiment.
The Buncheon manganese ore deposits occur in vein along the fault of $N20^{\circ}E$, cutting the foliation of Yulri Series. The deposits consist of primary manganese silicate ores in the deeper part and superficial manganese oxide ores near the surface. The spatial distribution of manganese oxide ores with respect to the manganese silicate ores suggests that the manganese oxide ores are the supergene oxidation product of the manganese silicate ores. Manganese silicate ores consist mainly of fine-to coarse-grained pyroxmangite with minor rhodochrosite, quartz, sulfides and chlorite. Manganese oxide ores are composed of supergene manganese oxides such as nsutite, birnessite, manganite and todorokite, and other associated minerals. Paragenetic sequence of formation of the manganese minerals are as follows: $\array{{rhodochrosite{_{\rightarrow}^o}todorokite{_{\searro}^o}}\\pyroxmangite{_{\line(10){90}}^o}{\nearro}}birnessite{_{\rightarrow}^o}nsutite{_{\rightarrow}^s}manganite$ In order to elucidate the mineralogy of the manganese minerals, microscopic, X-ray, IR spectroscopic, and thermal studies were made for manganese and associated minerals.
Texture and mineralogy of different microlayers of deep-sea manganese nodules are investigted to reveal the environmental changes of nodules during a nodule formation. Basically a nodule can have three types (A, B and C) of microlayer. Some nodules show only one or two types of microlayer. The classification is based primarily on the texture. The surface torture of type A is coarsely porous globular microstructure whereas type B and C are intermediate to finely porous textures. The type A is characterized by its highest Mn content $(30.6\%)$ and relatively well-crystallized todorokite as veil as the rapid growth rate. Smectite and biogenic silica (radiolaria) are also easily observed in the type A layer. It appears that the hydrothermal activity is one of the favorable mechanism of formation for the type A layer. The hydrothermal solution is possibly supplied from nearby fracture zone and spreading center.
The Eosangcheon manganese ore deposits occur as supergene weathering deposits along quartz porphyry dikes developed in the Ordovician Heungweolri dolomite and Samtaesan limestone formations. The manganese ores are composed of manganese oxide minerals and associated other minerals. Rancieite and todorokite are abundantly found, and birnessite, nsutite, pyrolusite and chalcophanite are found in minor quantities. Associated other minerals are calcite, gypsum, goethite, lepidocrosite, quartz, and sericite. Microscopic, chemical, X-ray powder diffraction, infrared absorption spectroscopic and differential thermal analyses have been made for manganese oxide minerals and associated other minerals. The relationship of birnessite and rancieite was studied by means of X-ray powder diffraction and infrared absorption spectroscopic analyses. It is assumed that these minerals are closely related to each other in crystal structure, but separate species. The manganese oxide minerals were formed mainly by replacement, precipitation from solution, and recrystallization in the supergene weathering environment. The trend of formation of manganese oxide minerals is: (Rhodochrosite)-(todorokite)-(birnessite, rancieite)-(nsutite, pyrolusite, chalcophanite).
Proceedings of the Petrological Society of Korea Conference
/
1999.06a
/
pp.25-29
/
1999
Manganese (Mn) oxides in soils and sediments differ in structure and composition. The influence of that diversity on the chromium (Cr) oxidation is the subject of this report. Oxidation of Cr(III) to Cr(VI) by coarse clay size Mn oxides (synthetic pyrolusite and natural lithiophorite, todorokite, and bimessite) was studied. Chromium oxidation by Mn oxides was initially fast and followed by a slow reaction. More Cr was oxidized by the Mn oxides at lower pH and higher initial Cr(III) concentration in solution. Birnessite had the highest chromium oxidation capacity per unit external surface area (COCUESA) and lithiophorite had the lowest COCUESA. The kinetics of Cr oxidation and COCUESA of Mn oixdes were apparently controlled by reactivity of surface Mn, mineralogy, and solution properties (pH and Cr(III) concentration).
본 웹사이트에 게시된 이메일 주소가 전자우편 수집 프로그램이나
그 밖의 기술적 장치를 이용하여 무단으로 수집되는 것을 거부하며,
이를 위반시 정보통신망법에 의해 형사 처벌됨을 유념하시기 바랍니다.
[게시일 2004년 10월 1일]
이용약관
제 1 장 총칙
제 1 조 (목적)
이 이용약관은 KoreaScience 홈페이지(이하 “당 사이트”)에서 제공하는 인터넷 서비스(이하 '서비스')의 가입조건 및 이용에 관한 제반 사항과 기타 필요한 사항을 구체적으로 규정함을 목적으로 합니다.
제 2 조 (용어의 정의)
① "이용자"라 함은 당 사이트에 접속하여 이 약관에 따라 당 사이트가 제공하는 서비스를 받는 회원 및 비회원을
말합니다.
② "회원"이라 함은 서비스를 이용하기 위하여 당 사이트에 개인정보를 제공하여 아이디(ID)와 비밀번호를 부여
받은 자를 말합니다.
③ "회원 아이디(ID)"라 함은 회원의 식별 및 서비스 이용을 위하여 자신이 선정한 문자 및 숫자의 조합을
말합니다.
④ "비밀번호(패스워드)"라 함은 회원이 자신의 비밀보호를 위하여 선정한 문자 및 숫자의 조합을 말합니다.
제 3 조 (이용약관의 효력 및 변경)
① 이 약관은 당 사이트에 게시하거나 기타의 방법으로 회원에게 공지함으로써 효력이 발생합니다.
② 당 사이트는 이 약관을 개정할 경우에 적용일자 및 개정사유를 명시하여 현행 약관과 함께 당 사이트의
초기화면에 그 적용일자 7일 이전부터 적용일자 전일까지 공지합니다. 다만, 회원에게 불리하게 약관내용을
변경하는 경우에는 최소한 30일 이상의 사전 유예기간을 두고 공지합니다. 이 경우 당 사이트는 개정 전
내용과 개정 후 내용을 명확하게 비교하여 이용자가 알기 쉽도록 표시합니다.
제 4 조(약관 외 준칙)
① 이 약관은 당 사이트가 제공하는 서비스에 관한 이용안내와 함께 적용됩니다.
② 이 약관에 명시되지 아니한 사항은 관계법령의 규정이 적용됩니다.
제 2 장 이용계약의 체결
제 5 조 (이용계약의 성립 등)
① 이용계약은 이용고객이 당 사이트가 정한 약관에 「동의합니다」를 선택하고, 당 사이트가 정한
온라인신청양식을 작성하여 서비스 이용을 신청한 후, 당 사이트가 이를 승낙함으로써 성립합니다.
② 제1항의 승낙은 당 사이트가 제공하는 과학기술정보검색, 맞춤정보, 서지정보 등 다른 서비스의 이용승낙을
포함합니다.
제 6 조 (회원가입)
서비스를 이용하고자 하는 고객은 당 사이트에서 정한 회원가입양식에 개인정보를 기재하여 가입을 하여야 합니다.
제 7 조 (개인정보의 보호 및 사용)
당 사이트는 관계법령이 정하는 바에 따라 회원 등록정보를 포함한 회원의 개인정보를 보호하기 위해 노력합니다. 회원 개인정보의 보호 및 사용에 대해서는 관련법령 및 당 사이트의 개인정보 보호정책이 적용됩니다.
제 8 조 (이용 신청의 승낙과 제한)
① 당 사이트는 제6조의 규정에 의한 이용신청고객에 대하여 서비스 이용을 승낙합니다.
② 당 사이트는 아래사항에 해당하는 경우에 대해서 승낙하지 아니 합니다.
- 이용계약 신청서의 내용을 허위로 기재한 경우
- 기타 규정한 제반사항을 위반하며 신청하는 경우
제 9 조 (회원 ID 부여 및 변경 등)
① 당 사이트는 이용고객에 대하여 약관에 정하는 바에 따라 자신이 선정한 회원 ID를 부여합니다.
② 회원 ID는 원칙적으로 변경이 불가하며 부득이한 사유로 인하여 변경 하고자 하는 경우에는 해당 ID를
해지하고 재가입해야 합니다.
③ 기타 회원 개인정보 관리 및 변경 등에 관한 사항은 서비스별 안내에 정하는 바에 의합니다.
제 3 장 계약 당사자의 의무
제 10 조 (KISTI의 의무)
① 당 사이트는 이용고객이 희망한 서비스 제공 개시일에 특별한 사정이 없는 한 서비스를 이용할 수 있도록
하여야 합니다.
② 당 사이트는 개인정보 보호를 위해 보안시스템을 구축하며 개인정보 보호정책을 공시하고 준수합니다.
③ 당 사이트는 회원으로부터 제기되는 의견이나 불만이 정당하다고 객관적으로 인정될 경우에는 적절한 절차를
거쳐 즉시 처리하여야 합니다. 다만, 즉시 처리가 곤란한 경우는 회원에게 그 사유와 처리일정을 통보하여야
합니다.
제 11 조 (회원의 의무)
① 이용자는 회원가입 신청 또는 회원정보 변경 시 실명으로 모든 사항을 사실에 근거하여 작성하여야 하며,
허위 또는 타인의 정보를 등록할 경우 일체의 권리를 주장할 수 없습니다.
② 당 사이트가 관계법령 및 개인정보 보호정책에 의거하여 그 책임을 지는 경우를 제외하고 회원에게 부여된
ID의 비밀번호 관리소홀, 부정사용에 의하여 발생하는 모든 결과에 대한 책임은 회원에게 있습니다.
③ 회원은 당 사이트 및 제 3자의 지적 재산권을 침해해서는 안 됩니다.
제 4 장 서비스의 이용
제 12 조 (서비스 이용 시간)
① 서비스 이용은 당 사이트의 업무상 또는 기술상 특별한 지장이 없는 한 연중무휴, 1일 24시간 운영을
원칙으로 합니다. 단, 당 사이트는 시스템 정기점검, 증설 및 교체를 위해 당 사이트가 정한 날이나 시간에
서비스를 일시 중단할 수 있으며, 예정되어 있는 작업으로 인한 서비스 일시중단은 당 사이트 홈페이지를
통해 사전에 공지합니다.
② 당 사이트는 서비스를 특정범위로 분할하여 각 범위별로 이용가능시간을 별도로 지정할 수 있습니다. 다만
이 경우 그 내용을 공지합니다.
제 13 조 (홈페이지 저작권)
① NDSL에서 제공하는 모든 저작물의 저작권은 원저작자에게 있으며, KISTI는 복제/배포/전송권을 확보하고
있습니다.
② NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 상업적 및 기타 영리목적으로 복제/배포/전송할 경우 사전에 KISTI의 허락을
받아야 합니다.
③ NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 보도, 비평, 교육, 연구 등을 위하여 정당한 범위 안에서 공정한 관행에
합치되게 인용할 수 있습니다.
④ NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 무단 복제, 전송, 배포 기타 저작권법에 위반되는 방법으로 이용할 경우
저작권법 제136조에 따라 5년 이하의 징역 또는 5천만 원 이하의 벌금에 처해질 수 있습니다.
제 14 조 (유료서비스)
① 당 사이트 및 협력기관이 정한 유료서비스(원문복사 등)는 별도로 정해진 바에 따르며, 변경사항은 시행 전에
당 사이트 홈페이지를 통하여 회원에게 공지합니다.
② 유료서비스를 이용하려는 회원은 정해진 요금체계에 따라 요금을 납부해야 합니다.
제 5 장 계약 해지 및 이용 제한
제 15 조 (계약 해지)
회원이 이용계약을 해지하고자 하는 때에는 [가입해지] 메뉴를 이용해 직접 해지해야 합니다.
제 16 조 (서비스 이용제한)
① 당 사이트는 회원이 서비스 이용내용에 있어서 본 약관 제 11조 내용을 위반하거나, 다음 각 호에 해당하는
경우 서비스 이용을 제한할 수 있습니다.
- 2년 이상 서비스를 이용한 적이 없는 경우
- 기타 정상적인 서비스 운영에 방해가 될 경우
② 상기 이용제한 규정에 따라 서비스를 이용하는 회원에게 서비스 이용에 대하여 별도 공지 없이 서비스 이용의
일시정지, 이용계약 해지 할 수 있습니다.
제 17 조 (전자우편주소 수집 금지)
회원은 전자우편주소 추출기 등을 이용하여 전자우편주소를 수집 또는 제3자에게 제공할 수 없습니다.
제 6 장 손해배상 및 기타사항
제 18 조 (손해배상)
당 사이트는 무료로 제공되는 서비스와 관련하여 회원에게 어떠한 손해가 발생하더라도 당 사이트가 고의 또는 과실로 인한 손해발생을 제외하고는 이에 대하여 책임을 부담하지 아니합니다.
제 19 조 (관할 법원)
서비스 이용으로 발생한 분쟁에 대해 소송이 제기되는 경우 민사 소송법상의 관할 법원에 제기합니다.
[부 칙]
1. (시행일) 이 약관은 2016년 9월 5일부터 적용되며, 종전 약관은 본 약관으로 대체되며, 개정된 약관의 적용일 이전 가입자도 개정된 약관의 적용을 받습니다.