海水中无机离子交换的互不相干作用 Ⅰ.海水中U(Ⅵ)、Cr(Ⅱ)、Ca、Mg与水合氧化钛的离子交换反应

一、引言 世界上的事物无不具有二重性,海水中无机离子交换作用也不例外。一般说来,因海水组份的复杂性,比较普遍地存在着离子竞争交换作用。但在一定条件下,离子间的相互作用比较弱,以至尚不能显现出它们之间的离子竞争交换作用,而表现为互不相干涉地进行离子交换作用,简称为无机离子交换的互不相干作用。本文中,我们以海水中铀(Ⅵ)、铬(Ⅲ)、钙、镁在水含氧化钛上的离子交换作用的实验结果为具体例子,确证了无机离子交换的互不相干作用的存在。     

海水中镉在针铁矿、赤铁矿、无定形水合氧化铁上分配的分级离子交换等温线

本实验主要做了海水中镉与水合氧化铁(三种形式)相互作用的pH曲线和等温线,实验结果主要为:(1)发现一类有一个“拐点”或两个“平台”的海水中的新型等温线;(2)用分级离子交换理论解释了这类等温线;(3)并进而导出了相应的等温方程式;(4)提出用作图法求得了相应的平衡常数K₁和K₂;(5)由离子交换率(%)-pH曲线得知,镉以CdCl+形式在水合氧化铁上进行阳离子交换,并详细研究了实验条件的变化对曲线的影响.     

海水中无机离子交换的互不相干作用——Ⅰ．海水中U（Ⅵ）、Cr（Ⅱ）、Ca、Mg与水合氧化钛的离子交换反应

世界上的事物无不具有二重性，海水中无机离子交换作用也不例外．一般说来，因。海水组份的复杂性，比较普遍地存在着离子竞争交换作用．但在一定条件下，离子，间的相互作用比较弱，以至尚不能显现出它们之间的离子竞争交换作用，而表现为互不．相干涉地进行离子交换作用，简称为无机离子交换的互不相干作用。     

海水中锌在针铁矿、赤铁矿和无定形水合氧化铁上液-固分配的一种新的化学模型

本文在海水中锌与三种形式的水合氧化铁相互作用之pH曲线和等温线两方面取得如下主要结果:(1)实验发现了一类有一个“拐点”或两个“平台”的海洋化学上的新型等温线;(2)用分级离子交换理论解释了这类等温线;(3)基于上述理论导出了与实验结果吻合的等温线方程式;(4)用作图法求出了相应的平衡常数H_1和H_2;(5)由离子交换率(％)-PH曲线知,镉以CdCl~ 的形式在水合氧化铁上进行阳离子交换。并详细研究了实验条件的变化对曲线的影响。     

海水中无机离子交换的互不相干作用 Ⅱ、海水中无机离子交换互不相干作用的理论解释和新的实验验证

在本论题的研究Ⅰ中,我们直接用实验验证了海水中铀、铬、镁和钙在水合氧化钛上离子交换的互不相干作用。但是,既然铬(Ⅲ)的K_1此铀(Ⅵ)要大10倍左右,铬(Ⅲ)的浓度又比天然海水条件下的大6000倍(也远比海水中铀(Ⅵ)的浓度要大),不发生离子竞争交换而表现为“互不相干作用”似乎是使人费解的,这就急需对离子交换的互不相干作用建立定量理论,对研究工作进一步作理论解释。此外,本文还报导若干新的实验验证结果。     

海水中液-固界面的台阶型动力学曲线 Ⅱ.液膜扩散-递进扩散-界面分级交换反应联合控制的复合模型理论

为定量解释海水中液-固界面的台阶型动力学曲线及其台阶的消长变化规律,在我们已提出的“液膜扩散和递进液膜扩散控制的复合模型”和“海水中液-固界面分级离子/配位子交换理论”基础上,吸取Crank的若干数学处理方法,进而提出适合于非稳态体系的“液膜扩散-递进扩散-界面分级交换反应联合控制的复合模型”。     

海水中液－固界面上负离子分级交换吸附研究──Ⅰ.E(%)－pH关系曲线和新的N－型曲线

本文研究了海水中钼(Ⅵ)与粘土矿物(高岭石、蒙脱石)、水合氧化铁(赤铁矿、无定形氧化铁)和水合氧化锰(水锰矿、δ-MnO₂)相互作用的交换百分率E(%)-pH曲线.钼在这三类固体粒子上的E(%)-pH曲线分别为新发现的N-型曲线,以及峰型和反S型曲线.其中N-型曲线在负离子交换吸附文献中尚未见报道,本文提出用“静电交换和分级离子/配位子交换共同作用”的观点作理论解释.峰型和反S型E(%)-pH曲线可用固-液界面上负离子交换吸附作用解释.钼(Ⅵ)在这三类粒子上的交换能力顺序为:水合氧化锰>水合氧化铁>粘土矿物.     

海水中铜、锌、镉在粘土矿物上的分级离子交换等温线

本文研究海水中铜、锌、镉在粘土矿物上液-固分配的离子交换作用等温线,发现了分级离子交换-沉淀型等温线。实验结果是:对高岭石,分级离子交换-沉淀等温线有两个“台阶”,蒙脱石和伊利石则有三个“台阶”。铜、锌、镉与粘土的反应机理可用公式RA+ML(?)RML+A表达。放射性~(24)Na的示踪研究表明,对伊利石和蒙脱石,水中CuL,ZnL和CdL首先置换H~+,随后置换Ha~+。对三种粘土,Na~+都始终参与各级的离子交换。     

海水中铜在δ-MnO2,r-MnOOH和水锰矿上液-固分配的一类新型等温线

本实验主要作了铜-水合氧化锰作用的pH曲线和等温线,其主要实验结果是(1)得到了一种有两个“拐点”或三个“平台”的新型等温线,这类等温线文献上未见报道;(2)据分级离子交换理论导出了与新型等温线相应的等温式,应用作图法求出了平衡常数K₁、K₂、K₃;(3)由离子交换率-pH曲线得知,铜以CuOH+形式在水合氧化锰上进行阳离子交换.     

海水中液—固界面的台阶型动力学曲线：Ⅱ.液膜扩散—递进扩散—界…

为定量解释海水中液－固界面的台阶型动力学曲线及其台阶的消长变化规律，在我们已提出的“液膜扩散和递进液膜扩散控制的复合模型”和“海水中液－固界面分级离子／配位子交换理论”基础上，吸取Ｃｒａｎｋ的若干数学处理方法，进而提出适合于非稳态体系的“液膜扩散－递进扩散－界面分级交换反应联合控制的复合模型”。     

海水中镉在δ-MnO2,γ-MnOOH和水锰矿上液-固分配的一种新型等温线

本文研究海水中镉与δ-MnO_2,γ-MnOOH和水锰矿的相互作用,反应机理为:主要成果是发现了一类文献上尚未报道过的新型等温线,目前尚无等温式可表达它们。为在理论上解释这种新型等温线,本文提出应用界面分级离子交换理论,并进而导出了等温方程式:θ=sum from i=1 to N (iH_ia_M~i)/1 sum from i=1 to N (H_ia_M~i)由此式计算出的理论曲线与实验数据相吻合。为求式中的H_i(i=1,2,3),本文提出通过“θ/(1-θ)~aM-(2-θ)~aM/(1-θ)图”和““θ-H_1(1-θ)~aM/(2-θ)a~2M-(3-θ)~aM/(2-θ)图”,用作图法求之。     

海水中混合交换剂对Zn(Ⅱ)交换加和性研究——Ⅲ.分级交换等温线研究

本文报道了海水中Zn(Ⅱ)在各种粘土矿物、金属氧化物组成的混合交换剂上的交换等温线实验结果,研究了混合交换剂的交换等温线与混合交换剂组成的关系.实验证明,Zn(Ⅱ)在混合交换剂上的交换等温线符合分级离子交换规律,并求得了Zn(Ⅱ)在混合交换剂上的分级交换平衡常数.高岭石/蒙脱石、无定形氧化铁/蒙脱石、γ-AlOOH/蒙脱石混合物对Zn(Ⅱ)的饱和交换量及分级交换平衡常数等于单一交换剂的饱和交换量及分级交换平衡常数的简单线性加和.氢氧化铁胶体与δ-MnO₂表面间的相互作用使δ-MnO₂的饱和交换量减小,但不改变δ-MnO₂对Zn(Ⅱ)的分级交换平衡常数.     

海水中无机离子交换的互不相干作用——Ⅱ、海水中无机离子交换互不相干作用的理论解释和新的实验验证

在本论题的研究Ⅰ中，我们直接用实验验证了海水中铀、铬、镁和钙在水合氧化钛上离子交换的互不相干作用。但是，既然铬(Ⅲ)的K1此铀(Ⅵ)要大10倍左右，铬(Ⅲ)的浓度又比天然海水条件下的大6000倍(也远比海水中铀(Ⅵ)的浓度要大)，不发生离子竞争交换而表现为“互不相干作用”似乎是使人费解的，     

海水中微量元素无机离子交换动力学研究——液膜递进模型理论 Ⅰ.天然海水条件下

最近十几年来,海水物理化学中关于海水的化学热力学研究已较广泛地开展,并已有一些重要的研究结果报导。但是,关于海水中化学动力学的研究,至今却基本上仍属空白。然而这正是海洋中许多化学过程(特别像海水化学资源开发、海洋污染和防治等实践性比较强的领域中)要解决的关键问题。本文是我们从事这一方面研究工作的第一篇报导,讨论的内容是海洋中最重要的过程之一——无机离子交换过程。     

海水中铀与锌型吸附剂离子交换的液膜扩散机理

我们根据Boya等人的扩散理论,由试验结果证实:当海水中的铀浓度为10μg U/ml及20μg U/ml时,海水中的铀与碱式碳酸锌吸附剂的离子交换速率主要为液膜扩散所控制[1],本文用天然海水直接进行实验,也获得了与上述相同的结果.由此可见,在含10-20μg U/ml的加浓铀海水中及天然海水中,铀与锌型离子交换速率主要为液膜扩散所控制.     

胶州湾海水中二氧化碳的研究

二氧化碳-碳酸盐体系是海水中最复杂的体系,其平衡主要包括如下过程:它直接影响海水pH的变化,对于海气界面交换及海水化学和海洋沉积过程等起着重要作用.     

钛胶海水提铀动力学研究Ⅲ——交换过程的扩散机理

水合氧化钛是一种无机离子交换剂.它对海水中铀的吸附是一种较为复杂的离子交换过程.除了一般的离子交换外,可能还伴随有络合[螯合][1]过程.在一般的情况下,离子交换的决定步骤是离子扩散.根据体系的性质不同,可以是离子在交换剂粒子内部的扩散(粒子扩散),或是在围绕粒子周围的液膜内部的扩散(液膜扩散).     

差分非色散红外法测量不同盐度海水样品的总溶解无机碳研究

海洋碳循环是全球碳循环的重要组成部分,是影响全球变化的关键控制环节。海洋是地球最大的碳库,是地球吸纳CO2的重要缓冲器。海水中溶解无机碳是海洋CO2系统的重要参数,利用AS-C3型溶解性无机碳分析仪进行不同盐度海水溶解无机碳的测量,利用t检验法检验使用仪器的测量精度,探寻盐度与海水总溶解无机碳的关系。实验结果表明:AS-C3型溶解性无机碳分析仪的测量精度在±0.3μmol/L左右,测量过程中无系统差异;海水盐度与总溶解无机碳呈正相关关系,即盐度增大,海水总溶解无机碳增加。最后总结了海水总溶解无机碳测量时的影响因素,如N2纯度、气流状况、实验过程中的温度控制等。     

海水中铀(Ⅵ)和水合氧化钛作用机理的红外光谱研究

关于海水中铀(Ⅵ)与水合氧化钛作用机理的研究,一般是根据一些实验现象作“间接”的推测,所以众说纷纭,例如有“络合—缩水”,阳离子交换和阴离子交换机理等等。因此,近年来人们都致力于较“直接”方法的探索。例如pH法即是其中之一种,据此并结合化学动力学的研究,我们推断:(1)海水中铀(Ⅵ)与水合氧化钛作用的整个过程是比     

海水中镉(Ⅱ)与水合氧化钛无机离子交换反应的研究

一、引言 海洋化学研究的一个主要内容是海水中元素的迁移和变化规律的探索。已经发现,这是与海水中的水合氧化物、粘土矿物和若干有机物之间的离子交换作用密切相关的。在本文中无机离子交换剂是水合氧化钛,金属元素为镉,作为这一方面系统研究工作