水镁石-水体系氢同位素分馏系数的低温实验研究

分别以氯化镁和氮化镁作为起始物料，在低温（25～90℃）溶液中采用化学方法合成水镁石．然后分别测定水镁石和水的氢同位素组成，得到水镁石-水体系的氢同位素分馏方程为：103lna=－4．88×106／T2－22．54。由于矿物-水体系氢同位素分馏的压力效应，本研究通过大气压力下的实验得到的分馏系数值，系统地低于根据高温（510～100℃）高压（100～103MPa）热液交换实验结果向低温方向外推获得的分馏系数值。与已知的其它含羟基矿物-水体系低温氢同位素分馏曲线比较的结果表明，在热力学平衡条件下，水镁石相对于高岭石和伊利石／蒙脱石亏损D，但相对于外铁矿富集D。因此，合羟基矿物存在如下D富集顺序：Al－OH＞Mg－OH＞Fe－OH。     

钛酸四丁酯水解制备TiO2半导体光催化剂研究

研究了钛酸四丁酯水解制备TiO2粉末的两大影响因素R值（R是水和钛酸四丁酯的摩尔比）和烧结温度。通过光催化氧化五氯苯酚钠实验，结合对催化剂晶型结构、比表面积的表征分析，综合评价所制备的催化剂。实验结果表明，当R＝100、烧结温度为650℃、烧结时间为1h，钛酸四丁酯水解所制备的T iO2半导体光催化剂催化活性和使用寿命均比较理想。从晶型结构分析，当催化剂中锐钛矿和金红石胺一定比例共存时，其催化活性较单－金红石或锐钛矿高，实难认为锐钛矿与金红石的最佳比约为2：1。     

钛酸四丁酯水解制备TiO_2半导体光催化剂研究

研究了钛酸四丁酯水解制备TiO2 粉末的两大影响因素R值 (R是水和钛酸四丁酯的摩尔比 )和烧结温度 .通过光催化氧化五氯苯酚钠实验 ,结合对催化剂晶型结构、比表面积的表征分析 ,综合评价所制备的催化剂 .实验结果表明 ,当R =10 0、烧结温度为 6 5 0℃、烧结时间为 1h ,钛酸四丁酯水解所制备的TiO2 半导体光催化剂催化活性和使用寿命均比较理想 .从晶型结构分析 ,当催化剂中锐钛矿和金红石按一定比例共存时 ,其催化活性较单一金红石或锐钛矿高 .实验认为锐钛矿与金红石的最佳比约为 2∶1     

水岩交换作用对矿物Rb-Sr体系的影响:北疆祖鲁洪花岗岩质杂岩体的研究

海西期祖鲁洪花岗岩质杂岩体的氧同位素分析及矿物Rb－Sr等时线年龄测定结果表明，该岩体在220～230Ma以前曾在高温下与大气降水发生过相互作用。由花岗岩和闪长岩的单矿物氧同位素分析得知，其石英与长石之间的氧同位素比值之差分别达0．83‰～2．63‰和11．34‰；理论计算得出花岗岩和闪长岩在热液蚀变时的水岩比分别为0．07～0．15和1．04。该岩体任位于渗透性良好的围岩（断层、节理和裂隙在其中都十分发育）中，因而有利于大气水热液循环系统的形成。在这种大气水热液的对流循环过程中，岩体不断地与大气降水发生同位素交换，从而导致了该岩体的矿物Rb－Sr和氧同位素体系发生变化。这种热液活动可能是形成该岩体南侧的W、Cu矿床的原因。     

三氧化二铁的氧同位素:矿物-水的分馏系数

在本实验室中获得的实验数据表明,平衡时针铁矿和赤铁矿在同位素特征上是相似的。根据25—120℃范围内5个温度条件下的合成实验得出赤铁矿(针铁矿)-水的氧同位素分馏的表达式为:1000ln~(18)α_(矿物-水)=1.63×10~6T~(-2)-12.3这个方程预示了在91℃处通过“转换点”。本次工作的赤铁矿(针铁矿)-水曲线与Blattner等≤200℃温度下的磁铁矿-水曲线大致平行。而且,赤铁矿(针铁矿)-水的曲线表明,按Blattner等的曲线,赤铁矿比共沉淀的磁铁矿多富集约2.5‰—3.0‰的~(18)O。这预示着赤铁矿-磁铁矿间的氧同位素分馏对温度不灵敏,而且赤铁矿相对富集~(18)O一般来说与以前Clayton和Epstein从天然样品中观察到的赤铁矿-磁铁矿氧同位素分馏特征是一致的。     

伊利石矿物中不同部位氧的同位素分馏:一种潜在的单矿物温度计

Hamza和Epstein的实验结果表明,含水硅酸盐内部的氧同位素分馏可作为一种潜在的单矿物温度计。本文介绍了测定硅酸盐矿物中羟基组分氧同位素比例的方法研究。用真空提取法和改进的、Hamza和Epstein首次介绍的氟化技术对参考物质商品高岭石进行了检验,结果的一致性证明,在脱羟基过程中不存在氧同位素分馏。因此真空析出法可用于测量不含亚铁矿物的内部分馏。为了标定内部同位素分馏,对加拿大隆格尔(Lone Gull)铀矿床和瑞士洛伊格尔恩(Leuggern)勘探钴孔中热液成因的伊利石进行了研究。热液矿化的形成温度可由矿物共生组合、伊利石的结晶程度及共生矿物相中氧同位素分馏来确定。对从这两个地区挑选出的几个伊利石样品中不同部位氧的同位素分馏进行了分析,结果表明,伊利石-OH间的氧同位素分馏与温度存在线性关系,并可用下述方程来表示: 1000lnα(伊利石-OH)=-0.076t+30.42(t为温度,℃)。 利用这个第一次标定的伊利石-OH分馏,可确定热液矿物集合体的形成温度。为了检验该标定曲线,测量了纳米比亚纳马(Nama)统伊利石样品的内部分馏。据测定出的分馏计算出的温度与根据矿物共生顺序和伊利石结晶度估计的温度是一致的。用Schütze的增长法也计算出了相似的伊利石-OH分馏。     

浙西南金矿床矿物包裹体地球化学和矿床成因

浙西南金矿床矿物包裹体研究结果表明，治岭头金矿的成矿温度为200°～400℃，成矿压力为（5～G）×108Pa。八宝山和庄山金矿的成矿温度分别为200°～350℃和200°～300℃，成矿压力为3×108Pa。合矿溶液中含有K+、Na+、Ca2+”、Mg2+和F-、Cl-、HCO3-、SO42-等离子，气相成分有H2O、CO2、CO、H2、CH4和N2。成矿溶液的氢、氧同位素显示，治岭头矿区（δ18OH2o=＋1。81‰～4.33‰，δD＝－57．8‰～－61‰）在变质水的范围及其附近；八宝山和在山矿区（δ18OH2o=-1‰～－7‰，δD=-63‰～－91‰）属于火山一次火山热液与地表水的混合溶液。矿床地质和包裹体地球化学研究结果表明，治岭头金矿属于变质一超变质高中温热液矿床，八宝山金矿为浅成中低温热浪矿床，庄山金矿为超浅成中低温热液矿床。     

热液成矿流体中的有机物质

热液流体中的主要有机质包括腐殖物质（t＜50℃）、有机羧酸（t＝80～140℃）、原油（120～180℃）和水溶性甲烷气（180～300℃）。腐殖物质在初始矿源层形成中起重要作用，在腐殖酸缩合成干酪根过程中通过去氧而导致还原的成岩环境，从而有效地防止金属元素在初始矿源石化过程中的分散。有机羧酸是干酪很早期演化的必然产物，富含有机羧酸的油田卤水可以成为MVT铅锌矿的成矿流体。在一定成熟度范围内原油可能成为汞金热液流体的重要有机组分。水溶性甲烷气是铜、铀、金等中低温热液流体的重要有机组分。有机质演化的阶段性决定了相应热液流体中有机质的类型；此外沉积建造的类型、金属元素在油／卤之间分配系数差异和构造条件差异导致了金属矿化分异。     

别列戈夫金—多金属矿床(外喀尔巴阡)成矿系统中热液的演化(摘要)

通过对别列戈夫金一多金属矿床（外喀尔巴叶）矿物中流体包裹体的同位素研究和热力学研究，得以描述了主要成矿流体类型的特征。第一种类型——高一中温（200～250℃）氯化物一钢一钾型流体（咐0＝－55％一88％；才’0。O一8·3％～十三1％），第二种类型一中温（约200t）高盐（达14．swt％NaCI氯化物一纳一镁一钾型孔隙流体（其水的犯值偏高，达一39％），第三种类型——低温（160～200℃）低硫酸盐一重碳酸盐型重碳酸盐型汽凝流体（SD＝－110％—－66％，如勺一一78％～l·9％）。矿物中包裹体的低8‘’C。。值证明，围岩中分散的有机…     

黑钨矿的氧扩散动力学

在水压100 MPa,温度500~800℃和富18O水的热液条件下,开展了黑钨矿氧扩散动力学的实验研究。并由离子探针质谱测定平行于c轴和垂直于c轴的黑钨矿氧同位素扩散剖面。经实验研究获得了黑钨矿氧扩散的Arren ius关系。黑钨矿平行于c轴氧扩散的指数前因子D0为1.15×10-6cm2/s,扩散活化能Q为171.4±7.4 kJ/mol;垂直于c轴的氧扩散的指数前因子D0为8.51×10-7cm2/s,扩散活化能Q为170.8±7.8 kJ/mol。黑钨矿的氧扩散无明显方向性。黑钨矿的氧扩散交换封闭温度低于透辉石、角闪石和金红石,高于钙长石,与磁铁矿十分接近。     

混晶纳米TiO_2薄膜光催化降解亚甲基蓝

以钛酸四丁酯为原料采用浸渍提拉法在普通瓷片表面制备TiO2混晶薄膜,用XRD对薄膜进行表征,选用亚甲基蓝催化降解考察TiO2混晶薄膜的催化能力,探讨了紫外光光照强度、亚甲基蓝初始浓度和pH对光催化降解的影响。结果表明:600℃煅烧4h可制备金红石为13.2%的混晶薄膜,平均粒径为22nm;初始浓度在0.313～0.937mg/L,催化反应符合一级动力学方程,半衰期随初始浓度的增加而减小;在光照强度为40W和pH为13时降解率为45.6%,并可多次重复使用。     

^15N isotope fractionation in an aquatic food chain： Bellamya aeruginosa （Reeve） as an algal control agent

15N isotope tracer techniques and ecological modeling were adopted to investigate the fractionation of nitrogen,its uptake and transformation in algae and snail(Bellamya aeruginosa Reeve).Different algal species were found to differ in their uptake of nitrogen isotopes.Microcystis aeruginisa Ktz.demonstrated the greatest 15N accumulation capacity,with the natural variation in isotopic ratio(δ 15N) and the isotope fractionation factor(ε,‰) being the highest among the species investigated.The transformation and utilization of 15N by snails differed depending on the specific algae consumed(highest for Chlorella pyrenoidosa Chick.,lowest for M.aeruginisa).When snails was seeded in the experimental pond,the algae population structure changed significantly,and total algal biomass as well as the concentration of all nitrogen species decreased,causing an increase in water transparency.A model,incorporating several chemical and biological parameters,was developed to predict algal biomass in an aquatic system when snails was present.The data collected during this investigation indicated that the gastropods such as snails could significantly impact biological community and water quality of small water bodies,suggesting a role for biological control of noxious algal blooms associated with eutrophication.     

Visible light induced photodegradation of organic pollutants on nitrogen and fluorine co-doped TiO2 photocatalyst

The nitrogen and fluorine co-doped TiO2 polycrystalline powder was synthesized by calcinations of the hydrolysis product of tetrabutyl titanate with ammonium fluoride. Nitrogen and fluorine co-doping causes the absorption edge of TiO2 to shift to a lower energy region.The photocatalytic activity of co-doped TiO2 with anatase phases was found to be 2.4 times higher than that of the commercial TiO2 photocatalyst Degussa P‘25 for phenol decomposition under visible light irradiation. The co-doped TiO2 powders only contain anatase phases even at 1000%. Apparently, ammonium fluoride added retarded phase transformation of the TiO2 powders from anatase to futile.The substitutional fluorine and interstitial nitrogen atoms in co-doped TiO2 polycrystalline powder were responsible for the vis light response and caused the absorption edge of TiO2 to shift to a lower energy region.     

反应温度对水热法α-半水脱硫石膏的影响

采用常压水热法制备α-半水脱硫石膏,研究在不加转晶剂时反应温度对脱硫石膏脱水生成α-半水石膏的晶体形貌、转化率和转化速率的影响规律。用偏光显微镜测定晶体形貌,通过脱水反应前后结晶水含量变化计算转化率,用转化率随反应时间的变化表示转化速率。结果表明:90℃以下二水石膏脱水反应几乎不反应;随着反应温度的升高,反应速率加快;但97℃以上时,温度对反应速率和转化率的影响甚微。在脱水反应可以顺利进行的情况下,温度越低,晶体越短,长径比越小。适当反应温度为95~100℃,并且在90 min内脱水反应均能完成。     

不同煅烧温度制备TiO_2及光解2-氯苯甲酸

为了考察煅烧温度对TiO2结构和光催化活性的影响,以酞酸丁酯作为前驱体,利用溶胶-凝胶法在不同煅烧温度下制备TiO2,并用亚甲基蓝测试其光催化活性。TG热重分析表明,450~700℃时TiO2有晶型变化,XRD表征说明,TiO2晶型受煅烧温度影响显著,其中450~600℃煅烧制备的TiO2为锐钛矿型,650℃煅烧时TiO2出现金红石晶型;亚甲基蓝光解实验结果表明,煅烧温度显著影响TiO2的光催化活性,其中,450~600℃煅烧TiO2对亚甲基蓝光解效果较好,光降解2.5h后降解率高达95%~97%;550℃煅烧制备的锐钛矿型TiO2对2-氯苯甲酸有一定光解催化效果,紫外光解4h后降解率高达80%左右,光解过程符合零级动力学模式。     

石英羟基水-分子水的分馏系数与常规混合水δD分析的关系

采集了 4个不同地区花岗岩石英、热液脉石英 ,分析其中包裹体分子水与结构羟基水的含量、包裹体分子水的δDinclusion、结构羟基水的δDOH,计算了结构羟基水 包裹体分子水之间的D/H分馏系数αOH inclusion。考查了混合水 (结构羟基水 +包裹体分子水 )δDwhole water与单独包裹体水δDinclusion之间的差别 ,分析了这种差别与分馏系数αOH inclusion的关系。结果表明 :花岗岩样品中两种水之间的分馏系数小 ,分馏程度大 ,在常规分析中 ,若采用测定混合水δDwhole water值代表实际流体 (包裹体水 )δDinclusion值时 ,二者间有较大的差异。热液石英脉样品总体来说分馏系数接近于 1,分馏程度小 ,常规分析中引起的二者之间差异小。常规的分析方法用于分馏程度小的热液脉石英是可行的 ,但进行花岗岩石英水的氢同位素分析时有必要区分出包裹体水与羟基水。     

邻苯二甲酸二丁酯降解过程的单体同位素分析

研究对比了邻苯二甲酸二丁酯（DBP）在不同降解过程（水解、UV/H₂O₂光解、直接光解、过硫酸钾光氧化）中的碳、氢同位素组成变化、分馏特征及二维同位素（Δδ²H-Δδ¹³C）的相关性.水解反应中DBP分子产生了显著的碳同位素分馏,未发现氢同位素分馏,而且碳同位素富集因子ε_C为（-2.7±0.4）‰,表明DBP水解时发生C-O键断裂,氢原子不参与反应.而UV/H₂O₂光解和直接光解反应（pH值分别为2、7和10）中,DBP分子呈现了相似的二维同位素相关性Λ值[（9±2）~（11±2）],推测经历了相同的反应过程.过硫酸钾光氧化降解时,明显偏大的Λ值（31±3）说明反应可能发生C-H键断裂.结果表明：二维单体同位素分析（2D-CSIA）技术可以有效区分DBP的水解、光解、光氧化3种不同类型的降解过程,有助于分析其降解路径.