近代矿物学第四讲——矿物的吸收光谱研究

<正> 吸收光谱又称为晶体吸收光谱或电子光谱,它是一个较老的测试方法,过去在化学分析中用来进行比色测定。50年代末,由于仪器灵敏度的提高,吸收光谱开始大量用于透明矿物的研究。它是探讨矿物颜色形成机制(包括多色性、变色性等)的主要手段。与其它矿物物理学手段配合,通过矿物物理学的理论     

对里克原理的补充

<正> 里克原理的内容:垂直应力的晶粒表面同与其接触的饱和孔隙溶液失去平衡(压力增大,溶解度增大),这部分矿物晶体就发生溶解,组成矿物的元素在这里的浓度大大增高,从而向应力分布不到的矿物晶体的侧方扩散迁移,并在那里沉淀在晶体表面,结果使矿物品粒沿垂直应力的方向增长而“拉长”。     

近代矿物学第十二讲——矿物晶体的合成和生长

<正> 在近代矿物学的形成和发展过程中,起推动作用的因素除了固体物理理论的引入、新型测试仪器和技术的采用以外。矿物晶体的合成也扮演了重要的角色。而电子、激光、半导体、能源等新兴工业技术所需的各种功能材料,更离不开人工矿物晶体的补给。正是由于生产和科学发展的急需,矿物晶体的合成和生长一变过去那种不那么受人重视的“技艺”技态而发展为介于近代矿物学和材料学之间的一门边缘学科。本文不准备叙述读者们可能已熟知的矿物溶解度、相平衡等热力学资料,也不打算罗列各种矿物的合成和生长     

鄱阳湖-饶河入湖段湿地底泥中微塑料的分离及其表面形貌特征

微塑料(粒径5 mm)作为一种新型污染物近年来被社会广泛关注.本文以江西省饶河-鄱阳湖入湖段(龙口)典型湿地表层中底泥沉积物为研究对象,分离提取底泥沉积物中微塑料,确定底泥沉积物中微塑料丰度值,利用扫描电子显微镜-能谱仪(SEM-EDS)和傅里叶红外光谱仪分析微塑料表面形貌特征及组成特征.结果表明:(1)底泥沉积物中微塑料丰度为938个·kg-1,主要包括碎片、薄膜、纤维和发泡等4种类型微塑料,其中以碎片类微塑料比例最高,达到66.7%;薄膜类次之,约占比例25%;发泡类及纤维类微塑料相对较少些,二者比例之和仅占8.3%.(2)不同类型微塑料的红外光谱分析表明,碎片类微塑料主要成分为聚乙烯,薄膜类主要成分为聚丙烯,纤维类主要成分为低密度聚乙烯,发泡类主要成分则为聚苯乙烯.(3)微塑料粒径分布特征表明,粒径小于1 mm的微塑料比例占总量的61.3%,且随着粒径增大微塑料数目呈减少趋势.(4)微塑料表面形貌特征表现为沉积物中的微塑料有不同程度的老化痕迹,表面出现裂痕、孔隙并带有撕裂物等特征.     

环境化学

X13 9500671水体表面微层的环境化学研究/戴树桂…(南京大学环境科学系)//环境化学/中科院生态环境研究中心一1994,13(4)一287~295 环信x一87 水体表面微层是大气和水体间的界面,其物理、化学和生物特性可影响水体中各种物质的存在形式及最终归宿。本文总结了近几十年的参考文献,对表面微层的采样及各类物质在表面徽层的行为做了系统的论述,提出了研究的难点和今后的发展方向石图1表5参37研究03与不饱和过氧酞基硝酸醋MPAN民H:二e(CH3)C(O)00N02〕的反应。在环境温度为292~297oK和大气压力下得到03一MPAN反应速率常数为(8·2士2.0)xz…     

退火温度对铜基微纳结构层润湿性的影响研究

采用电火花技术在铜基表面制备了微纳结构层,分别在空气和H2+Ar混合气环境下,温度为100、200和300℃时进行退火处理30 min,研究退火温度对铜基微纳结构层润湿性的影响。退火处理前后的试样采用扫描电镜和能谱仪分别进行形貌和成分分析,结果显示微纳结构层具有典型电火花加工形貌特征,表面润湿性受尺度效应和钝化膜的共同作用。空气环境下,低温区处理(室温至200℃)的试样表面钝化膜不连续,尺度效应明显而呈疏水性;高温区处理(约300℃)的试样则因为钝化膜连续而呈现亲水状态。H2+Ar混合气环境下处理的试样表面由于还原反应而无钝化膜作用,仅有尺度效应而保持疏水性。     

矿物的微波电导及其在地学中的可能应用

<正> 矿物晶体,由于结构、成分、杂质、结晶程度。成矿温度以及压力等因素的影响,在结晶过程中形成了不同的晶格缺陷,构成了矿物晶体电导的复杂状况。通过对一些天然矿物晶体微波电导率的研究,发现电导大致可以分为两类:一类是与正常掺杂情况下的半导体行为相类似,电导与温度的关系为可逆的过程,即在升温或降温的过程中,同一温度下电导率总是相     

土壤环境微界面过程与污染控制

土壤环境微界面是土壤组分(矿物和有机质)、植物根系、微生物等微界面的集合体和动态变化的连续体.土壤胶体微界面可理解为土壤固/液界面的双电层结构.这些动态变化的异质微界面,按其表面结构特点可分为硅氧烷型表面、水合氧化物型表面和有机物表面.环境污染物在土壤胶体微界面的迁移转化是污染物在土壤固-液界面反应的动态平衡过程,包括吸附/解吸、沉淀/溶解、络合/螯合、氧化/还原等反应.植物根际是植物与土壤组分和微生物相互作用的活跃区域,根际微界面决定着污染物向植物根系的运输、植物吸收及转运,为污染物经土壤向食物链传递的主要通道.根际微生物在重金属离子的吸附和氧化、还原、转化,以及有机污染物的降解和转化中起重要作用.这些异质微界面相互关联、相互作用,在土壤环境中构成微界面的连续体,决定着污染物在土壤环境中的赋存形态、生物有效性和向其它环境介质(如水体和植物)的迁移,因而在土壤污染控制和污染土壤修复中具有特别重要的意义.土壤环境微界面过程的研究已成为环境科学的研究前沿,值得引起土壤环境科学工作者的重视,并进行系统而深入的研究.     

污泥处理对微塑料特性及吸附溶出行为的影响

近年来,微塑料对生态环境和人类健康的潜在危害日益引起社会的关注。微塑料随污泥的土地利用进入到土壤环境后会危害人类健康以及生态系统。文章系统综述了污泥中微塑料的表面形貌、官能团、Zeta电位等理化特征变化及其与环境中有机污染物以及重金属的相互作用,详细介绍了国内外关于污泥中微塑料种类、表面形貌和表面官能团特征等典型特征的研究;重点分析了污泥预处理、干化、好氧堆肥以及厌氧消化等污泥处理过程中的微塑料特性变化规律,微塑料与持久性有机物、抗生素和重金属等的吸附作用以及微塑料中塑化剂等有毒物质的释放规律。作者也探讨了微塑料的典型特征与其环境行为之间的作用关系,以期为污泥土地利用中微塑料污染的生态风险评估提供参考。     

微生物膜下Q235钢腐蚀行为的表面分析

应用现代表面分析技术研究了Q235钢在硫酸盐还原菌(SRB)环境中的腐蚀行为.包括应用原子力显微镜(AFM)和扫描电子显微镜(SEM)观察Q235钢表面的微生物膜形貌和腐蚀形貌,应用X射线衍射仪(XRD)和X光电子扫描仪(XPS)对Q235钢表面进行成分分析.结果表明微生物膜和硫化物膜在金属表面分布不均匀,进而形成浓差电池引起腐蚀,Q235钢的微生物腐蚀主要以点蚀形式发生.     

单塔双循环烟气脱硫系统结晶过程的模拟研究

单塔双循环湿法烟气脱硫系统中,二水硫酸钙结晶是影响该工艺运行的关键技术之一。在单因素条件下分别研究晶种浓度、晶种粒径、相对过饱和度(RS)和p H值对硫酸钙结晶速率、晶体粒径、形貌以及结垢特性的影响。结果表明:晶种浓度和粒径对二水硫酸钙结晶影响显著,当晶种过100目筛,适当增加晶种浓度(C≤2 g/L),有利于晶体快速生长,且晶体生长得更为粗壮和均匀,结垢量也不断减少;相对过饱和度增大会大大提高结晶速率,但适中的相对过饱和度(RS=6)更利于形成以片状和棒状为主且粒径分布均匀的晶体,结垢量相对较少;反应溶液p H在5~6之间时,结垢量少,对晶体形貌有利且与脱硫塔中实际酸碱度相符。以上结论对单塔双循环脱硫工艺具有一定的参考价值。     

间歇-阶段性酸雨入侵对填埋稳定化飞灰中重金属浸出行为影响

以间歇-分阶段进水方式进行了模拟酸雨柱式动态淋溶实验.结果表明,间歇-阶段性酸雨入侵会影响填埋飞灰中Pb、Zn、Cu、Cr和Ni的浸出行为;尤其间歇停滞期后的初期酸雨入侵会增加多数重金属的再浸出水平,且该部分重金属的释放主要源于前阶段酸雨侵蚀过程中所形成的非稳定性(弱酸态)重金属.各酸雨侵蚀阶段,部分重金属(如Pb-Zn)的浸出行为具有相关性,这与各重金属在飞灰基质内的赋存形态、矿物相稳定性及酸性侵蚀程度等有关.各阶段酸雨入侵会相继溶出飞灰中的可溶性(NaCl、KCl等)、难溶性氯盐(CaClOH)以及微溶性钙盐(CaSO₄),并增加CaCO₃和Ca-Al-Si-O等矿物的峰强.各阶段酸雨入侵会使初始飞灰表面的团簇状结构逐渐被酸性(H⁺)侵蚀作用破坏,并暴露出大量棒状或条形状CaCO₃晶体,且随着酸雨入侵次数的增加,CaCO₃也将逐渐被侵蚀破坏.本研究为非连续酸性降雨条件下填埋稳定化飞灰的重金属浸出行为评价及风险管控提供了科学依据.     

氚在黏土矿物等多孔介质中的滞留机制

通过电感耦合等离子体光谱(ICP)、热重(TG)等分析方法对黏土矿物的结构成分、加热特性等进行了检测;通过蒸馏冷凝等实验,实现了对吸附后黏土矿物的吸附水、层间水、结构水的分离,检测了氚在黏土矿物结构内外各类型水中的分布;通过红外吸收光谱(IR)等分析方法对氚在黏土矿物结构中的吸附位置及形态进行了检测研究;通过同位素效应...     

矿物中的电子-空穴中心及其应用

<正> 矿物的颜色一直是矿物学家、物理学家和化学家极为关注的研究课题之一。上世纪就曾注意列,加热可以使矿物退色,用辐照、放电等方法可以使颜色恢复或使无色样品染色。因而,探讨颜色的起因,弄清使其染色和退色的机制,激励着人们对天然和人造晶体中的色心进行了系统的研究。本世纪二十年代,开始了对碱卤化物的大量研究,并引进了色心(F心和V心)的概念,同时建立了假想的模型,这时的主要研究方法是测量这些矿物的吸收光谱以及它们在辐照、光照和加热过程中的变化。五十年代后半期,由于电子顺磁共振(EPR)、偏振光吸收光谱和发光的应用,     

亲水聚合物改性微滤膜在膜生物反应器中的膜污染研究

采用经过聚合多巴胺和氨基聚乙二醇(mPEG-NH_2)表面改性的PVDF微滤膜,通过浸没在膜生物反应器(MBR)中验证改性微滤膜的抗污染性能.同时,采用多种分析手段对改性膜进行表征,包括膜表面微观形貌、润湿性、粗糙度和表面官能团等.实验同时考察了改性膜在MBR中运行的水通量衰减、污染膜的阻力分布,以及对膜面污染物的胞外多聚物组分的影响.结果发现,所采用的膜改性方法明显改善了膜表面的亲水性.短期过滤实验结果表明,多巴胺涂覆膜的稳定通量比原膜高47%,PEG改性膜则在水通量方面有进一步提高;在长期恒通量过滤阶段,多巴胺涂覆膜和PEG接枝膜的比膜通量分别比原膜高37%和88%.实验还发现,改性膜表面滤饼层中蛋白质和多糖含量均低于原膜.     

色散油浸法测定岩石薄片的折射率

<正> 岩石学者要获得薄片中特殊晶体的折射率(n)就需从薄片中取出矿物颗粒或将矿物从岩石标本中分离出来。前者十分麻烦,后者又很难使分离出的矿物与薄片中要测的特定颗粒相同。本文描述和评价的色散法提供了在岩石薄片中快速测定选定矿物折射率的技术。     

Cr(Ⅵ)对两种黏土矿物在单一及复合溶液中Cu(Ⅱ)吸附的影响

采用批量吸附实验研究了高岭石和蒙脱石两种黏土矿物对Cu(Ⅱ)的吸附,利用各种吸附模型分析了两种黏土矿物对单一Cu(Ⅱ)溶液及Cu(Ⅱ)-Cr(Ⅵ)复合溶液中Cu(Ⅱ)的吸附机制,同时探讨了pH对两种黏土矿物Cu(Ⅱ)吸附的影响,旨在搞清土壤中重金属的环境化学行为并为土壤中重金属复合污染的修复提供依据.结果表明,高岭石和蒙脱石对单一及复合溶液中Cu(Ⅱ)的吸附是一个先快后慢的过程,120 min基本达到吸附平衡;二级动力学方程为描述两种黏土矿物Cu(Ⅱ)吸附的最佳动力学模型(R2>0.983),其次是内表面扩散模型和一级动力学模型.内表面扩散模型和Boyd模型拟合结果均说明发生在矿物边缘和表面的膜扩散作用是影响吸附的限速步骤.高岭石对Cu(Ⅱ)的吸附符合Freundlich方程(R2>0.971),说明高岭石表面有多种能量不一致的吸附位点,即为不均匀表面;而蒙脱石对Cu(Ⅱ)的吸附符合Langmuir方程(R2>0.983),说明其为单层分子吸附,即化学吸附.两种黏土矿物对Cu(Ⅱ)的吸附均随pH的升高呈先升高后下降的趋势,在pH=5.0时达到最大吸附量;且以Q蒙脱石>Q高岭石,Q单一Cu>Q Cu-Cr复合.Cr(Ⅵ)存在会降低Cu(Ⅱ)的吸附,以pH=6.0时Cr(Ⅵ)对Cu(Ⅱ)的吸附影响最小.     

有机污染物在水体表面微层的富集行为

研究邻苯二甲酸二丁酯（ＤＢＰ）,邻苯二甲酸二异辛酯（ＤＥＨＰ）和阴离子表面活性剂在水体表面微层的富集行为．现场分析结果表明邻苯二甲酸酯在小型封闭湖泊表面微层中存在富集现象,富集倍数在１～１１之间,湖水的理化性质及采样方式均影响富集倍数的大小．室内微宇宙研究表明ＤＢＰ和ＤＥＨＰ在微宇宙水体表面微层中均存在富集现象,富集倍数分别为２．８１和１．９８,藻类、颗粒物和腐殖酸也同时在微宇宙水体表面微层中富集．当水体中加入表面活性物质和腐殖酸时,邻苯二甲酸酯（ＤＢＰ、ＤＥＨＰ）在表面微层的富集倍数随加入的２种物质浓度的增大而降低．对阴离子表面活性剂的富集动力学研究表明,当表面微层遭到破坏后,其在表面微层达富集平衡需较长时间,水体浓度也影响富集倍数     

表面纳米化对锆合金微动腐蚀行为的影响

目的 研究N36锆合金表面纳米化层的形貌和微观结构,分析表面纳米化层的微动腐蚀机理。方法 采用超声表面滚压技术(USRP)对锆合金进行表面纳米化处理,研究不同滚压速度对表面纳米化层形貌、相组成、粗糙度、显微硬度、电化学腐蚀和微动腐蚀行为的影响。结果 USRP处理后,锆合金表面有明显的塑性变形痕迹,致使锆合金表面发生加工硬化,提高了表面的硬度。锆合金的腐蚀电流密度相较于基体更低,最大磨损深度和磨损率均低于基体。结论 USRP处理后的锆合金晶粒细化、晶界增多,提高了锆合金的表面活性,有利于钝化膜的形成。锆合金的磨损机理为氧化磨损和磨粒磨损的共同作用。     

纳米酸性水钠锰矿去除亚甲基蓝的研究

酸性水钠锰矿是普遍存在于土壤与海洋、湖泊及河流沉积物中的一种氧化锰矿物,因其颗粒细小、比表面积大、负电荷量高、表面活性强,影响和决定着污染物的行为和归趋。采用回流法制备纳米酸性水钠锰矿,运用X射线衍射(XRD)与Rietveld粉末衍射峰形全谱拟合技术表征其晶体结构,并通过扫描电镜(SEM)和透射电镜表征(TEM)观察其晶体形貌。研究纳米酸性水钠锰矿对亚甲基蓝(Methylene Blue,MB)的去除作用,并讨论影响因素(p H值、矿物浓度、染料浓度和温度)对MB去除的影响。研究结果表明,降低反应p H值、升高锰氧化物浓度、降低染料浓度及升高反应温度都可以促进MB的去除。