X射线光电子能谱在环境催化研究中的应用

X射线光电子能谱(XPS)是常用的材料表面分析技术之一,在材料、化学、环境、催化等众多领域的研究中都有广泛用途.本文首先简要介绍XPS的工作原理、分析特点及其一般应用,再主要以本课题组在环境催化领域的研究工作为例,阐述XPS在催化剂的元素组成、化学态分析及关键组分定量分析中的应用,从而表明其在环境催化材料表面性质分析及催化机理研究中的重要性.     

高分辨双晶X射线荧光光谱测定某些环境样品中硫的化学状态

本文用高分辨双晶X射线荧光光谱仪分析了煤、植物叶、土壤等环境样品中硫的化学状态。同时参照有关方法,设计了较为适用的非线性最小二乘法谱线分离程序。部分样品测定结果与其它方法做了对照比较,其结果基本相近。证明本法是一种样品预处理简便、测定快速而又可靠的化学状态分析方法。     

X－射线荧光光谱法测定道路扬尘中21种元素

本文用Ｘ－射线荧光光谱法，一次测定道路扬尘中Ｎａ等２１种元素。人工配制标样，回归法求取校准曲线常数，用散射线内标法和经验系数法校正基体效应。方法的准确度、精密度较好，分析结果令人满意。     

X—射线荧光光谱法测定道路扬尘中21种元素

本文用Ｘ－射线荧光光谱法、一次测定道路扬尘中Ｎａ等２１种元素，人工配制标样，回归法求取校准曲线常数，用散射线内标法和经验系数法校正基体效应，方法的准确度，精密度较好，分析结果令人满意。     

环境样品的X射线荧光分析

本文主要介绍大气、水体、土壤和生物样品的X射线荧光分析,并讨论气溶胶样品的采集、薄膜标准的制备、水样的预富集方法,如共沉淀、离子交换、萃取和蒸发,土壤及沉积物的粉末压片、熔融、化学处理等制样方法,以及生物样品中痕量元素的分析。     

基于同步辐射的硬X射线荧光技术分析污染土壤中重金属分布

基于同步辐射技术的微束X射线荧光(μ-XRF)分析具备原位分析样品的元素组分,化学特性,物质结构及其二维分布等的能力,可更加直观地揭示目标元素在复杂体系中的分布状态.利用传统的化学消解与原位μ-XRF技术相结合的方法,探测锡矿山土壤中多种元素的含量和空间分布,采用线性回归方法分析各元素的相关性.结果表明,供试土壤Sb和As含量较高,分别为6 681和878 mg·kg-1,μ-XRF分析表明土壤中Fe、Mn分别与As的空间分布相关性较好,决定系数(R2)分别达0.225 8和0.181 1,更直观地揭示了As在土壤中以铁锰结合态为主.μ-XRF技术的应用原位直观地揭示了土壤中多种元素的分布关系,为综合评价和预测土壤中重金属的环境行为以及发展污染土壤修复技术等提供理论支持.     

同步辐射X射线荧光和吸收谱技术在环境汞污染研究中的应用进展

汞作为一种重要的全球性重金属污染物,被许多国际组织列为优先控制污染物。常规的汞分析手段,例如电感耦合等离子体质谱(ICP-MS)、原子荧光光谱(AFS)等,对汞的分析精度较高,方法比较成熟,但对样品前处理要求也较高。同步辐射技术由于其高、精、准的优势,且对样品前处理要求比较简单、可实现原位无损分析,因此被广泛应用于环境样品的分析中。随着研究的发展,同步辐射X射线荧光光谱(SRXRF)和同步辐射X射线吸收光谱(SRXAS)技术在环境汞污染分析领域得到了越来越多的应用。主要介绍了我国环境汞污染现状及污染特征,同步辐射技术对于汞分布蓄积、含量和化学形态分析方面的独特优势,重点回顾了本项目组和其他一些研究组近几年关于SRXRF和SRXAS技术在环境介质如土壤、植物体内汞的分布蓄积、相对含量和化学形态转化研究领域的应用进展,对进一步发展并提高同步辐射技术在环境及生物体汞污染水平、毒性机理和生态毒理评价方面的应用进行了展望。     

高级氧化技术去除水中碘代X射线造影剂研究进展

碘代X射线造影剂在医学上的大量使用导致其在水环境中普遍存在,对生态系统和人体健康构成巨大威胁.传统的污水处理技术对碘代X射线造影剂去除效果不佳,应用高级氧化技术去除水中碘代X射线造影剂成为研究热点.本文系统分析了水环境中碘代X射线造影剂的理化性质、来源、危害及污染现状.综述了声化学氧化、光催化、过硫酸盐活化、芬顿和电化...     

X射线荧光光谱测定土壤和水系沉积物中的主元素和痕量元素

采用X射线荧光法分析土壤和沉积物中22种元素含量,以水系沉积物标样(GSD)做为标准样品,回归方法求取各元素的工作曲线常数,元素间效应的影响系数和谱线重叠校正系数,散射内标法和经验系数法共同校正基体效应。用本方法分析了西藏土壤标准参考物(83401)和水系沉积物标准(81101)中的多种元素,结果与标准值或参考值一致。方法简便、快速、有较好的检出下限和准确度。     

双晶X光荧光在环境分析中的应用

由于X线谱的自然宽度大,并且高分辨光谱仪难以解决,所以多年来在X线领域中很难实现高分辨率的测定。一般,固有X线光谱的能量和轮廓随原子序数发生单纯的变化,每个元素均有固定值。然而,化学键合虽能发生若干变化,但其变化甚微,所报导的数     

喀斯特深水湖泊富硒沉积物中Se的赋存特征

采用硒的循环提取技术,改进后对湖区沉积物中重金属元素硒进行地球化学形态分析.分析结果表明,红枫湖沉积物中Se的硫化物结合态平均含量最高,占总量的45.7%,其含量顺序为硫化物结合态>残渣态>有机结合态>可交换态>酸溶态>水溶态.并采用次生相富集系数法(SPEF)评价红枫湖沉积物中的Se,结果得KSPEF=2.58,即重金属元素Se可能存在某种人为污染.利用配备X射线能谱的电子显微镜进行微形貌的观察,结果表明,沉积物中除去土壤中常见的元素含量外,S的含量较高,约为0.61%(重量比),但并未发现自然Se的存在.应用X射线多晶衍射仪对沉积物中Se的晶型进行分析,红枫湖沉积物中MSe、MSeO4、MSeO3、MSe2O5和含Se的有机化合物是Se元素存在的主要晶型(其中M为金属离子).加之沉积物中有机质及Se的可利用态含量较高,故红枫湖沉积物经植物修复后,可用于富硒农作物的种植.     

北京大气悬浮颗粒物中硫的化学状态

用X射线光电子能谱技术测定了北京大气悬浮颗粒物中硫的化学状态,在北京几个典型地区采集的样品中,鉴别出六种不同化学状态的硫化合物,它们是SO_3、SO_4~(2-)、SO_2、SO_3~(2-)、S(?)和S~(2-),大多数情况下主要的硫污染物是SO_4~(2-),但是,也有不少数量的其它化学状态的硫化合物,讨论了季节变化和地区差异。     

佝偻病小儿发中微量元素能量色散X射线荧光光谱分析

人体中元素的组成和变化,直接影响着人们的健康。人发中元素浓度高,又取样方便,对人体无损伤,易于保存和处理,便于分析。本文采用能量色散X射线荧光光谱分析,建立分析方法,对北京市健康小儿和佝偻病小儿发中Ca、Fe、Cu、Zn四种元素进行了测定分析。     

扫描电镜-聚类分析研究广州地区气溶胶颗粒特征

本文主要针对广州地区冬夏两季气溶胶样品,应用扫描电镜/X射线能谱分析技术,对单个颗粒物进行形貌观察和组份分析;对于大量单颗粒的组份采用动态聚类法处理,广州气溶胶粗颗粒中的主要污染元素是Cu,Zn,Pb和Ag,Pb和Ag的存在是广州气溶胶的一个特征。     

有机废物好氧发酵腐殖质形成机理及农学效应研究进展

腐殖质是有机废物好氧发酵的重要产物,也是发酵产品品质的重要评价标准。腐殖质含有大量官能团,农学效应显著,可以为作物提供营养,改善土壤理化性质。综述近年来国内外有机废物合成的腐殖质结构特点,探讨了有机废物好氧发酵过程中腐殖质形成机理和演化规律,分析了好氧发酵条件(物料类型、温度、水分、碳氮比、氧含量、p H值、物料粒径、发酵工艺)对腐殖质形成和腐殖化程度的影响,以及腐殖质特征性官能团与保肥性、保水性、抗病性等农学效应的关系。从探明好氧发酵腐殖质形成路径,利用同步辐射显微CT技术(SR-μCT)和软X射线谱学显微光束线分别获得腐殖质团聚体的三维结构域信息和腐殖质元素及化学态信息方面进行展望,将好氧发酵产物腐殖质与农业生产直接关联起来,以期为有机废物好氧资源化技术提供科学依据。     

同步辐射技术在环境纳米金属组学研究中的应用

随着我国工业的发展,在工业产值不断提升的同时,向环境中释放出的各类污染物也逐渐增加,其中包括多种金属纳米颗粒物。这些金属纳米颗粒物进入大气、水源及土壤中,累积到一定程度引起环境安全问题;进一步可被动植物所吸收,经过食物链富集和传递,造成直接或间接人体暴露,危害人体健康。环境纳米金属组学,研究的范畴主要涉及自然或人为因素产生的金属纳米颗粒在环境介质和生物有机体中的生物/化学行为、转化归趋,并且据此评价金属纳米颗粒物的环境安全性及其生物健康效应。随着对金属纳米颗粒环境效应研究的不断深入,对传统的研究方法提出了更多的挑战。同步辐射具有高亮度、高准直和宽频谱等特性,在金属元素分析方面具有无可比拟的优势。本文主要介绍了同步辐射技术,如同步辐射X射线荧光分析技术(SR-XRF)和同步辐射X射线吸收光谱技术(SR-XAS)等,在金属纳米颗粒物的环境行为及其生物健康效应研究中的应用;结合本实验室及国内外的一些研究工作,阐述了同步辐射技术应用于环境纳米金属组学研究领域所取得的一些新进展,以期为拓展同步辐射技术在环境金属纳米颗粒物分析的应用研究提供参考价值。     

化学老化后稻壳生物炭理化性质的改变及微观结构表征

为研究化学老化对生物炭理化性质与微观结构的影响,本研究采用H_2O_2、HNO_3老化不同温度(350℃和550℃)下制备的稻壳生物炭,并利用元素分析、扫描电镜、漫反射红外光谱、X射线光电子能谱等测定比较生物炭老化前后表面理化性质及微观结构的变化.结果表明,经两种氧化剂老化后两种生物炭中O元素含量及O/C原子比均增加.与老化前生物炭相比,老化后两种生物炭中羟基、羧基、酮羰基、脂肪醚、酯基等含氧官能团的含量均发生不同程度的变化.通过漫反射红外与X射线光电子能谱分析相结合,发现两种稻壳生物炭经H_2O_2、HNO_3老化后均生成了羟基、羧基等含氧官能团,从而使得生物炭极性增加.此外,经HNO_3老化后稻壳炭表面生成硝基、硝酸盐等含氮基团,N元素含量亦显著增加.但氧化剂对两种温度下制备的生物炭中炭元素含量影响存在差异:经H_2O_2、HNO_3氧化后550℃制备的生物炭(R550)中C元素含量与芳香性降低;而经H_2O_2氧化后,350℃制备的生物炭(R350)中C元素含量与芳香性均上升.     

改性加拿大一枝黄花去除水中Cr(Ⅵ)的特性分析

以生物入侵植物加拿大一枝黄花为原料,利用环氧氯丙烷、氢氧化钠和三乙胺对其进行化学改性,制备出含季铵基的吸附剂.采用元素分析、扫描电镜、X射线衍射、红外光谱、氮气吸附和X射线光电子能谱等手段对改性前后加拿大一枝黄花物理化学性质进行表征,并通过批实验的方法探讨了改性前后加拿大一枝黄花对Cr(Ⅵ)的吸附行为及热力学性质.结果表明,加拿大一枝黄花改性后纤维素内部产生了爆裂式膨胀,含氮量增加,引入了季铵基,吸附Cr(Ⅵ)离子能力显著提高.吸附实验结果表明,改性加拿大一枝黄花吸附去除Cr(Ⅵ)的平衡时间约为3 h,p H值为1—7范围内吸附效果较好.吸附过程符合准二级动力学模型,并均能较好地符合Langmuir和Freundlich等温吸附模型(R20.95),298 K时最大吸附量为29.62 mg·g-1.应用van't Hoff方程对吸附热力学参数进行了计算,结果表明Cr(Ⅵ)在改性加拿大一枝黄花上的吸附为熵加的自发物理吸热过程.     

氢化物发生电感耦合等离子体原子发射光谱同时测定土壤中十四种微量元素

近年来,已经有人用分光光度法,原子荧光光谱法,原子吸收法,X射线荧光光谱法,电感耦合等离子体质谱(ICP-MS)以及电感耦合等离子体原子发射光谱(ICP-AES)等方法测定土壤中某些重金属的含量,但这些方法各有一定局限性.本文利用自制新型雾化器与高盐雾室和PRODIGY型全谱直读电感耦合等离子体发射光谱仪相联,改制成氢化物发生器,操作灵活、方便,在一定优化条件下使Hg、Bi、As、Pb检出限降低了2—125倍,可以同时对氢化物和非氢化物进行检测,测定土壤标准样品可以获得满意的结果.     

腐殖质氧化还原官能团测定新方法

腐殖质是一种主要由碳、氢、氧、氮等元素构成的具有氧化还原活性的有机质,存在丰富的官能团,其中以酚基和羧基含量最为丰富.腐殖质的氧化还原能力与氧化还原官能团的数目和种类有关.一直以来醌基被认为是腐殖质最重要的氧化还原官能团,对于醌基的测定是研究氧化还原官能团的重点.对于腐殖质氧化还原官能团的研究以化学、电化学和微生物等基本方法为主.本文尝试将这些方法与光谱法(如三维荧光光谱法、红外光谱法、核磁共振光谱法和电子自旋共振波谱法)相结合,不仅可以量化腐殖质氧化还原能力,还能对腐殖质氧化还原官能团具体组成有完整的解释,以便全面了解腐殖质的氧化还原官能团和氧化还原活性.