国外新矿物

钒铁铅矿Heyite Pb_5Fe_2(VO_4)_2O_4 钒铁铅矿发现于美国内华达白枞郡(White Pine County)东南。产于硅质灰岩中,与方铅矿、黄铁矿、黄铜矿等的氧化带矿物——磷氯铅矿、白铅矿、硅孔雀石伴生。本矿物为单斜晶系,具有较简单的晶形{001}、{100}、{110}、{101},双晶常见,接合面{110}。呈橙黄色,条痕为黄色,硬度=4,比重     

F-对弱吸附间苯二酚光催化降解效率的提升:游离·OH的作用

传统的光催化降解机制认为是光激发产生的氧化活性物质优先对吸附在催化剂表面的污染物分子进行降解,因此,弱吸附性有机物难以接触到光催化剂并发生降解.为探究提升弱吸附有机物光催化降解的机理,本文构建了一个高暴露{001}晶面TiO_2({001}-TiO_2)降解弱吸附间苯二酚(RE)的光催化体系.实验结果表明,所制备的{001}-TiO_2具有强亲水性,并能提供大量的F~-吸附位点.RE在{001}-TiO_2表面的吸附能力很弱,并且光催化降解效果很差.F~-的加入可使RE的光催化降解速率提升近3倍.通过自由基猝灭实验发现,RE的降解主要取决于溶液中游离羟基自由基(·OH)的作用,由于F~-能与{001}-TiO_2亲水表面的羟基及·OH形成强烈的竞争吸附,从而使·OH游离到溶液中氧化降解RE.EPR测试进一步证实了F~-不仅可以促使TiO_2产生更多的游离·OH,同时也能激发产生更多超氧自由基(·O~-_2),推测·O~-_2主要由有效分离的光生电子与O_2或·OH反应生成.综上,本研究明确了游离·OH对弱吸附RE的光催化降解效率起决定作用,F~-促使游离自由基产生的机制可为弱吸附有机污染物的降解提供新思路.     

纳米级方解石结构参数的表征

从晶体化学、晶体结构的角度．根据方解石的晶胞参数、晶体内原子排列的特点等,提出了方解石最小颗粒的假设。通过对纳米级方解石颗粒晶胞数、原子数、表面晶胞数和表面原子数的计算,讨论了它们与纳米级方解石颗粒尺寸大小的相关规律．并结合纳米微粒的特性对其进行了简要分析。     

活性污泥絮体的分形结构分析

通过小角光散射(small-angle light scattering,SALS)实验确定出活性污泥絮体的分形区域,对絮体粒径分布进行了拟合分析,采用原子力显微镜(AFM)和激光共聚焦扫描显微镜(CLSM)对絮体在不同尺度下的形貌进行了观测.结果显示,污泥絮体是由一系列的絮团结合而成,絮体表面凹凸不平,有各种"孔洞","缝隙",絮体内部存在一系列的孔隙.较大尺度的絮体同时存在多种孔道结构,构成絮体中营养物和水流的运输通道;污泥絮体在0.5～50μm之间具有明显的分形结构,表明活性污泥絮体在较小的粒径时已经具有一定的分形特征,活性污泥的粒度分布属于Gamma分布方式,证明污泥絮体的成长过程是一种絮团-絮团的凝聚过程.     

蓝铁矿氧化过程的穆斯鲍尔谱研究

<正> 如所周知,蓝铁矿很容易在空气中氧化,在这个过程中它由实际上的无色变为深蓝(α)-淡绿(β,γ)多色性。虽然蓝铁矿是许多结晶化学与谱学研究的焦点,但是该矿物结构中Fe~(2+)氧化的机理仍然是不清楚的。 铁原子在蓝铁矿的晶体结构中占有两种不同的八面体位置。一种是孤立的Fe_A八面体,其中Fe~(2+)的六个配位体是处于菱形平面上的四个H_2O和两个顺排的氧(trans-O),后者属于PO_4~(-3)四面体;另一种是Fe_B八面体,其中有两个配位体是反排的H_2O(Cis-H_2O),     

不同{021}/{110}晶面暴露比针铁矿对As(Ⅴ)吸附特性的研究

为探究针铁矿不同晶面对As(Ⅴ)的吸附能力,该研究制备两种具有不同比例{021}/{110}晶面的针铁矿,利用XRD、FTIR、N₂吸附脱附等温线、SEM、TEM等技术表征材料的晶体结构、比表面积和表面形貌等情况. 通过等温吸附和吸附动力学试验,研究不同初始As(Ⅴ)浓度、pH和竞争阴离子影响下,两种针铁矿吸附As(Ⅴ)的差异性. 结果表明:①制备的针铁矿Goe-A和Goe-B均为高纯针铁矿,Goe-A和Goe-B的比表面积分别为92.76和46.78 m2/g. ②As(Ⅴ)在针铁矿表面的吸附更符合Freundlich等温吸附模型和准二级动力学模型,表明吸附是以多层吸附和化学吸附为主;经比表面积归一化后,发现含有更高比例{021}/{110}晶面的Goe-B表面拥有更好的吸附性能,在pH=4时吸附量达到0.304 mg/m2,是Goe-A的1.57倍. ③pH会影响针铁矿的吸附,吸附量随着pH的增加而降低,而在碱性条件下Goe-B表现出更强的吸附能力. 随As(Ⅴ)浓度的增加,大量配体吸附引起的点位竞争效应大于pH变化引起的静电力作用. ④吸附前后XRD的变化表明,As(Ⅴ)主要吸附在针铁矿表面,而不是结合到针铁矿的晶体结构中;而FTIR和XPS分析发现,As(Ⅴ)通过与Fe—OH配体交换形成了新的络合物(Fe—O—As)吸附在针铁矿表面. 研究显示,含有更高比例{021}/{110}晶面的针铁矿表现出更强的吸附性能,是修复环境砷污染的理想吸附剂.      

农药西维因及敌草隆在草木灰上的吸附行为研究

测定分析了草木灰的孔隙结构、表面性质及化学组成,选择理化参数接近,空间构型不同的2种农药西维因和敌草隆作为吸附质,研究其在草木灰上吸附行为,结果表明两者在草木灰上吸附模式理截然不同,线性吸附方程及准一级动力学方程能够拟合平面型分子西维因的吸附等温线及动力学曲线,Freundlich吸附等温式及二级动力学方程吸附对非平面型分子敌草隆的等温线及动力学曲线拟合程度最高,说明平面型分子的吸附可能以简单的线性分配为主,而非平面型分子可能以多过程非线性吸附为主;等温线及动力学拟合参数显示,草木灰对平面型分子西维因的吸附量远大于非平面型分子敌草隆,说明吸附质分子的空间位阻效应是影响吸附的重要因素.     

主要的过渡金属氧化物矿物:它们的电子结构及矿物性质的解释

<正> 引言电子结构(或“化学键”)模式是了解矿物性质、稳定性和产状的基础,同时,它还预示了在不同的温度、压力状态下矿物的性能。虽然可以提出许多不同复杂程度的模式,但我们相信,以分子轨道(MO)理论     

钒掺杂磁铁矿对亚甲基蓝的吸附性能研究

采用共沉淀硝酸盐氧化法合成了不同掺杂量的钒掺杂磁铁矿(Fe3-xVxO4, x<0.4),并运用化学分析、X射线衍射(XRD)、BET比表面积测试、傅立叶变换红外光谱(FTIR)以及N2和空气气氛下的热重-差示扫描量热分析(TG-DSC)等手段对合成的Fe3-xVxO4进行了结构表征. 结果显示,合成的Fe3-xVxO4为立方晶系尖晶石结构,钒离子主要类质同像替换八面体位上的Fe3+. 合成的Fe3-xVxO4是纳米级的磁性材料,晶粒尺寸为28～35 nm. 钒掺杂作用增加了磁铁矿的表面羟基量. 吸附实验结果表明,在中性pH下,Fe3-xVxO4对亚甲基蓝的饱和吸附量随钒掺杂量的增加明显增大,其吸附等温线符合Langmuir方程. Fe3-xVxO4对亚甲基蓝的吸附反应主要在前25 min内完成,动力学曲线符合准二级动力学方程. 此外,提高溶液的pH有利于Fe3-xVxO4对亚甲基蓝的吸附.     

黄铁矿光化学氧化降解微囊藻毒素-LR的机制

在可见光(λ420 nm)照射和中性条件(p H=6.8)下,采用天然黄铁矿降解微囊藻毒素MC-LR,XRD和SEM检测表明黄铁矿为层状结构,反应前后黄铁矿表面XPS的表征说明矿物表面存在着S缺陷和缺陷位点Fe(Ⅱ)到Fe(Ⅲ)的转化过程.ESR检测显示黄铁矿光化学反应体系涉及·OH机制.HPLC和LC-MS结果显示可见光照射能有效活化黄铁矿降解MC-LR,反应10 h时能完全降解MC-LR,20 h时对MC-LR矿化率达到约60%,据实验结果推测出黄铁矿光化学氧化MC-LR的两条反应途径.     

云南宣威地区燃煤排放颗粒物中石英矿物的特征

云南宣威地区是我国人群肺癌死亡率最高的地区之一,过往研究表明,该区的高肺癌死亡率可能与居民室内燃煤排放颗粒物中的多环芳烃(PAHs)有关,而最近研究发现,其中的nm级石英可能是导致肺癌发生的原因, 但鲜见该区燃煤排放颗粒物中细粒石英矿物的研究. 为探究燃煤排放细粒矿物的分布特征,采集了肺癌高发区宣威市来宾镇及周边5个乡镇煤矿中的15个煤样,使用光学显微镜、X射线衍射仪(XRD)、带能谱的扫描电镜(SEM/EDS)分析了煤样的煤岩组分及矿物组成. 结果表明:宣威煤以中挥发分、较高镜质组烟煤为主,煤中主要矿物为石英、鲕绿泥石、高岭石和方解石;不同煤样中,矿物质的结晶程度有所差异;单颗粒统计结果显示,在所统计的775个矿物颗粒中,石英颗粒占37.9%,并且粒径多分布在1~2μm之间; 石英矿物颗粒的形状不规则且以微粒的形式填充在煤缝隙中. 石英与鲕绿泥石共存的现象显示,宣威煤中石英来源于富含Fe和Al的硅质热液流,而非岩石碎屑沉积;此外,在肺癌高发区(来宾镇),其煤中Si+Fe质矿物颗粒含量较Si质矿物高. 今后将重点研究石英颗粒在Fe参与下的生物活性.      

丁吡橡胶改性的丁苯橡胶/白炭黑复合材料结构及性能的研究

采用丁吡橡胶(VP)改性白炭黑,研究了VP变量对丁苯橡胶/白炭黑(SBR/silica)复合材料结构及性能的影响。结果表明:VP改性削弱了白炭黑表面自身的氢键作用,有利于填料在橡胶基体中的分散;硫化性能测试显示,适量VP的添加有明显的促硫作用;差示扫描量热分析(DSC)和动态热机械性能分析(DMA)显示,VP改性后复合材料的受限橡胶分子层数量减少,表现为弱化的橡胶-填料界面作用,进而导致材料的拉伸强度减小。     

多溴联苯醚定量结构-性质关系的分子表面静电势应用研究

对持久性有机污染物多溴联苯醚(PBDEs)209个分子进行HF/6-31G*水平上的结构优化,并在优化结构基础上进行了分子静电势及其导出参数的计算.应用多元线性回归方法对PBDEs的色谱保留时间(RRT)、正辛醇/空气分配系数(lgKOA)和298K超冷流体蒸气压(lgpL)3种理化性质与分子结构参数进行了关联.结果表明,分子表面静电势参数结合苯环上溴原子取代个数比结合分子体积,可以更好地表达PBDEs的理化性质与其分子结构间的定量关系,所建立的3个QSPR模型的交叉验证相关系数(Rc)分别为0.981 9、0.991 1和0.996 3,标准偏差(SD)分别为0.042 4、0.138 4和0.102 0,说明3个模型均具有较强的稳健性和预测能力,同时也证明了分子静电势参数在PBDE类化合物的QSPR研究中的适用性.     

重金属生物吸附研究中蜡状芽孢杆菌菌体微观形貌的原子力显微镜观察与表征

对蜡状芽孢杆菌在重金属生物吸附条件下细胞的界面形态及其变化情况进行了原子力显微镜成像观察与表征 .结果表明 ,在严格实验对照条件下未加入Pb(II)的空白菌体细胞呈杆状 ,单个细胞长约 3 3μm ,横截面分析结果为宽 1 9μm左右 ,高为 0 3～ 0 4 μm ,细胞壁表面比较光滑 ,细胞之间以竹节结构首尾相连排列成长杆状 ;吸附Pb(II)后细胞的体积则发生膨胀 ,单个细胞长约 3 9μm ,横截面分析结果为宽 3 1 μm左右 ,高约为 1 1 5 μm ,细胞壁表面变得比较粗糙 ,细胞之间较容易发生粘结 ,与对照空白菌体相比 ,细胞之间呈长杆状的竹节结构排列则变得很少 .采用截面分析曲线中形貌特征的高宽度比R对细菌细胞在云母基底表面的横向铺展变形作用进行了定量表征 (吸附铅离子后R值由 0 1 6 5变为 0 4 1 6 ) ,同时探讨了细胞在基底表面的横向铺展变形作用可能与细胞表面电荷影响细胞在基底表面的粘附性能密切相关 ,并受溶液pH、离子强度以及金属离子的暴露与吸附等外界因素影响而发生改变 .有关其详细机理 ,还有待在以后的研究工作中作进一步探讨     

用电子探针作矿物元素图

<正> 引言电子探针能在显微尺度上就地鉴定出矿物的成份及其分布,从而提供光片表面元素浓度的定量 X 射线资料。电子束在样品面上扫描,有三种方式:点、线、方格区。虽然点和线扫描能提供元素的定量浓度,但记录技术却往往使元素的区域分布在图像上显示为亮点.亮点图像由于不能将重叠的点子区分出来,所以不能鉴别出浓度高的小区域。低密度点即使在这个区域,也被分光晶体掩盖了,结果使得点子图像统计不准确。放慢帧扫速率或增强电子束流来增加点子数目     

好氧颗粒污泥藻酸盐提取物的聚集形态研究

为探寻细菌藻酸盐对好氧污泥颗粒化的作用,借鉴海藻酸盐的提取方法,将好氧颗粒污泥中的细菌藻酸盐提取和鉴定后,对10～500mg·L-1,范围内不同浓度的藻酸盐提取物在50mg·L-1CaCl2溶液中的聚集形态进行了原子力显微镜观察.结果表明,细菌藻酸盐占好氧颗粒污泥干重的35.1%±1.9%.在CaCl2作用下,藻酸盐提取物具有从无序聚集成有序状态的超分子自组装特性,随着浓度的增加,藻酸盐提取物自发聚集,由纳米级的胶束微球聚集为微米级的花状,进而连接成网状成层堆积.好氧颗粒污泥中细菌藻酸盐通过形成具有三维空间结构的细菌藻酸盐-金属凝胶而对颗粒污泥的形成起骨架作用.其中,细菌藻酸盐-Ca2 凝胶在颗粒污泥的形成和维持其稳定结构中起主要作用.     

垃圾填埋场空气真菌群落结构和时空分布特征

为了解垃圾填埋场空气真菌的群落结构和浓度、粒径的时空分布,在北京市某垃圾卫生填埋场填埋区、渗滤液处理区、生活区分别选定监测点,利用安德森六级微生物采样器,对填埋场空气真菌进行了系统的定点取样和分析.结果表明,除无孢菌外,共出现了15属空气真菌.优势菌属依次为枝孢属(Cladosporium)、曲霉属(Aspergillus)、青霉属(Penicillium)、无孢菌群(Non-sporing).填埋区和渗滤液处理区空气真菌浓度约为1 750 CFU.m-3,明显高于生活区(p0.05).2006年4月~2007年1月空气真菌浓度变化曲线呈双峰型,2个高峰分别出现在5月和9~10月,浓度可达5 000 CFU.m-3以上.填埋区4~7月空气真菌09:00~11:00的浓度低于15:00~16:00,在8月~次年1月趋势相反.空气真菌粒子在Ⅲ~Ⅴ级约占总数的75%.填埋区和渗滤液处理区的空气真菌中值直径均为2.9μm,生活区为2.8μm,3个功能区空气真菌的中值直径没有差异(p0.05).     

煤中微尺度重金属赋存特征

煤矿开采导致的重金属环境污染是全球面临的重要生态环境难题。煤作为重金属的源,由表面性质和微观结构各异的微域构成,控制了重金属的分布、形态转化和生物有效性。但在环境意义尺度上探究微尺度重金属在非均相煤微域中的赋存形态仍有很多不明之处。因此,本文以贵州省兴仁县交乐高砷煤为研究对象,综合运用电子微探针分析仪（EPMA）、扫描电子显微镜-X射线能谱（SEM-EDS）、X射线荧光光谱（XRF）和X射线衍射（XRD）等高精度、微纳米级空间分辨率技术,阐明重金属在非均相煤微域中的浓度分布规律及形态赋存特征。结果表明：煤的矿物成分复杂,主要矿物为石英、绿泥石、高岭石、锐钛矿和黄铁矿。结合XRF的结果（Si,Al,S,Fe,K和Ti为主量元素）,煤中的Si主要来源于石英和伊利石;Al和K主要赋存于伊利石;S和Fe来源于黄铁矿;Ti来源于锐钛矿。有趣的是,假设全部的Fe来源于黄铁矿,那么煤的S/Fe摩尔比为4,大于2（黄铁矿的化学计量比,FeS₂）。这表明煤中约一半的S来源于其他矿物质或有机物质。为了阐明煤中S的其他来源,通过SEM-EDS分析发现含S的有机质赋存于煤中,支持了上述XRF和XRD的分析结果。EPMA结果表明煤中的另一个关键元素As,主要赋存于黄铁矿中。     

城市污水处理厂活性污泥的表面形态和微观结构研究

使用光学显微镜、电子显微镜和激光粒度分析仪考察了某城市污水处理厂中活性污泥的表面形态和微观结构。结果显示:该活性污泥中菌胶团结构致密,数量多,形状不规则,部分丝状细菌从絮状污泥结构中伸出,连接着不同的污泥絮体;污泥中原生动物数量较多,种类丰富,并生长有少量微型后生动物;电子显微镜观察显示出活性污泥主要由数量众多的细菌和有机质等组成,其中球状细菌在微生物类群中占据主导地位;粒径为100μm的活性污泥絮体所占比例最大,达到7.6%。     

γ-Fe2O3抗As2O3中毒能力的分子模拟

采用密度泛函理论研究了γ-Fe₂O₃表面As₂O₃的吸附以及掺杂改性提高抗As₂O₃中毒性能的作用机理.计算了As₂O₃在完整以及O缺陷γ-Fe₂O₃（001）表面的吸附性能,包括吸附位点、吸附结构、吸附能、PDOS等.同时建立了Mo、Ti、Mg掺杂的γ-Fe₂O₃模型,探讨了助剂掺杂对抗砷中毒能力的作用机制,并考虑了掺杂量的影响.结果表明：As₂O₃倾向于以O端化学吸附在γ-Fe₂O₃（001）表面Fe_oct位,吸附过程发生强烈的相互作用和电荷转移.当表面存在O缺陷时,As₂O₃的吸附能得到提高.Mo、Ti、Mg倾向于掺杂在Fe_oct位,增强了对As₂O₃的吸附能力,并且增大Mo的掺杂量可以强化As₂O₃的吸附.As₂O₃倾向于与活性较强的Mo、Ti、Mg发生反应,从而保护活性Fe位不受砷中毒,Ti和Mg的掺杂还抑制了相邻Fe位对As₂O₃的吸附.Mo、Ti、Mg的掺杂还促进了催化剂表面对NH₃的吸附,增强了表面酸性强度,有利于SCR反应.Mo、Ti、Mg原子的掺杂有利于提高γ-Fe₂O₃催化剂的抗砷中毒性能.