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土壤锰矿物是土壤的重要组成部分,影响着土壤的物理、化学和生物化学性质。土壤锰胶膜作为土壤锰矿物在土壤界面中的主要存在形态,广泛存在于我国亚热带地区。与铁相比,锰在土壤中具有更高的活性,对土壤化学性质的影响作用更为强烈,因此土壤锰胶膜方面的研究受到相关学者的广泛关注。本文利用二价锰盐还原KMnO4的方式合成锰矿物,并通过对合成产物的各种表征方式,研究了不同锰摩尔比R (Mn2+/Mn7+)、合成温度(30℃、50℃、70℃、90℃、110℃)、阴离子类型(SO42-、Cl-、NO3-)等影响因素对合成的影响,并对反应机理进行了探讨；进而在实验室模拟条件下,利用在石英砂载体表面包被氧化锰矿物的方法,合成锰胶膜,探讨了不同锰摩尔比R (Mn2+/Mn7+)、合成温度、老化时间、搅拌时间及石英砂添加量对胶膜包被形成的影响；分析新合成的锰胶膜得表面化学性质,对其吸附效果和影响因素进行了简单的探讨。实验得到结论如下：1.锰摩尔比R是影响合成生成矿物的主要影响因素,合成温度的升高可增快反应速率。当R为1：1时,各温度条件下合成的锰矿物均为单一矿相的锰钾矿,SEM图像显示合成产物为针状晶体形貌,且产物的结晶度和锰氧化度(AOSMn)均随温度升高而增大；R为1：2时,各温度条件下合成的矿物为锰钾矿和水钠锰矿的混合物,且随着合成温度的升高,混合矿物中水钠锰矿所占的比重越来越大,SEM下产物的晶体形貌为针状和颗粒状混合物,AOSMn也随温度升高而升高；R为1：3和1：4时,各温度下合成的锰矿物均为单一矿相的水钠锰矿,SEM图像显示产物为颗粒状的晶体形貌,且随着合成温度的升高,晶体颗粒逐渐增大,结晶度和AOSMn均逐渐升高。2.高锰摩尔比下,阴离子种类的不同也会影响矿物的种类。当R为1：1时,以MnCl2和MnSO4为还原剂所合成产物为单相的锰钾矿,且后者的结晶度高于前者,SEM下的矿物晶体主要为针状；以Mn(NO3)2为还原剂时,合成产物锰钾矿和拉锰矿的混合矿物,SEM下的矿物晶体为细针状和梭状。当R为1：2时,XRD下均只出现水钠锰矿的特征衍射峰,且以MnCl2为还原剂时产物的结晶度最高,SEM下MnSO4体系的锰矿物晶体呈颗粒状掺杂少量针状,MnCl2体系的为颗粒状；Mn(NO3)2体系下的矿物晶体则以颗粒状为主掺杂着少许针状的或梭状。当R为1：3时,三种还原剂所合成产物也均是颗粒状的水钠锰矿,且结晶度由高到低依次为Mn(NO3)2体系、MnCl2体系和MnSO4体系。3.为锰钾矿和拉锰矿的混合矿物,SEM下的矿物晶体为细针状和梭状。当R为1：2时,XRD下均只出现水钠锰矿的特征衍射峰,且以MnCl2为还原剂时产物的结晶度最高,SEM下MnSO4体系的锰矿物晶体呈颗粒状掺杂少量针状,MnCl2体系的为颗粒状：Mn(NO3)2体系下的矿物晶体则以颗粒状为主掺杂着少许针状的或梭状。当R为1：3时,三种还原剂所合成产物也均是颗粒状的水钠锰矿,且结晶度由高到低依次为Mn(NO3)2体系、MnCl2体系和MnSO4体系。4.合成温度为30℃的条件下,当R为1：1时,锰胶膜矿物为颗粒状的水钠锰矿和针状锰钾矿的混合矿物；R为1：2、1：3和1：4时,锰胶膜矿物均为颗粒状的水钠锰矿,但随着摩尔比R的减小,锰胶膜矿物结晶度升高,胶膜表面矿物含量减小。5.R为1：3时,合成温度对胶膜矿物类型无影响,但随合成温度的升高(由30℃升到110℃),胶膜表面矿物的结晶度逐渐升高,颗粒状结构增大,胶膜表面矿物含量略有降低。6.老化时间对胶膜矿物类型几乎没有影响,且对胶膜表面锰矿物含量的影响较小；搅拌不会影响胶膜矿物类型,但搅拌时间越长,胶膜表面矿物含量越高。7.石英砂会降低锰矿物的结晶度,但不影响矿物类型；随石英砂添加量的增大,胶膜锰矿物的结晶度降低,且胶膜表面锰矿物含量随合成温度的升高出现先降低后升高的趋势。8.在合成温度为30℃,R为1：3,石英砂添加量为40g,老化时间为48h的条件下所合成锰胶膜的电荷零点(PZC)为2.17,处在水钠锰矿(1.21)和空白石英砂(2.62)的PZC之间。且在此条件下合成的锰胶膜对Pb2+具有着良好的吸附作用,并在离子强度为0.01mol/L、pH为4-6范围内出现最大吸附量。