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铬污染是环境中最主要的重金属污染之一,铬在环境中的行为和归趋一直备受人们关注。氧化锰矿物是自然界已知的唯一可氧化Cr(Ⅲ)的天然无机氧化剂,其氧化Cr(Ⅲ)的动力学过程是影响和决定铬环境行为的重要因素,也是揭示Cr(Ⅲ)在土壤表面反应机制的重要依据。本实验在批量法的基础上拟运用stirred-flow方法,模拟土壤溶液流动条件,研究实验室合成的水羟锰矿和水钠锰矿氧化Cr(Ⅲ)动力学过程和机制,构建描述该氧化还原体系反应机制的动力学模型,获得锰矿物氧化Cr(Ⅲ)的近似化学动力学方程、速率常数和反应机制。实验中取得的主要结果有：1.水羟锰矿和酸性水钠锰矿的合成与表征。X-射线衍射(XRD)图谱分析表明合成的两种氧化锰矿物有明显特征衍射峰,为单相δ-Mn02；锰平均氧化度均接近4.00；表面积两者分别为230.8m2/g和11.46m2/g。2.在批量法实验中,水羟锰矿和水钠锰矿氧化Cr(Ⅲ)的初始阶段反应均符合一级动力学,表观反应速率常数k随着Cr(Ⅲ)初始浓度增大而显著减小,k随着水羟锰矿初始浓度增大而增大,k随着反应pH增大而减小,k随着背景电介质的离子强度增大而增大。其中水羟锰矿的k值为0.080～0.425min-1,水钠锰矿的k值为0.008～0.072min-1。3.在搅拌-流动法的研究中,通过流动动力学模型的建立以及与实验数据的拟合,得出水羟锰矿氧化Cr(Ⅲ)的表观反应速率常数K的变化规律与批量法类似,即水羟锰矿氧化Cr(Ⅲ)的表观反应速率常数K随着Cr(Ⅲ)初始浓度增大而减小,随着体系pH增大而减小,随着流速增大而增大,K值为0.477～1.654min-1。但水钠锰矿未能用氧化动力学模型拟合。4.Cr(Ⅲ)和锰矿物的初始浓度以及反应pH是直接影响Cr(Ⅲ)氧化速率的因素,而离子强度和流速间接影响了锰氧化物对Cr(Ⅲ)的氧化,Cr(Ⅲ)与锰矿物浓度的比值对锰矿物氧化Cr(Ⅲ)的过程中的速率常数影响尤其大。5.对比两种矿物,水钠锰矿的氧化容量大,化学热力学上有更低的Gibbs自由能；而水羟锰矿反应数率快,化学动力学有更大的反应速率常数。6.氧化锰矿物氧化Cr(Ⅲ)的机制是：Cr(Ⅲ)先被吸附在氧化锰外表面,再进入了Mn06八面体空穴,与Mn(Ⅳ)之间形成络合物并发生电子转移,部分Mn(Ⅱ)吸附固定在矿物表面,Cr(Ⅵ)和Mn(Ⅱ)扩散到溶液中。其中Cr(Ⅲ)的吸附和Mn(Ⅱ)的扩散共同组成反应的速率控制步骤。