溶胶凝胶法制备（Eu^2＋，Dy^3＋）SrAl2O4

采用无机盐溶胶-凝胶法制备了颗粒均匀的形态为针状的(Eu2+,Dy3+)SrAl2O4纳米粉体.通过TG-DTA分析和X射线衍射和扫描电镜分析方法,对样品进行了微观结构和表面形态的表征.研究了纳米(Eu2+,Dy3+)SrAl2O4粉体在不同烧结温度下固相反应过程和成相规律.实验结果表明,当样品的烧结温度为500 ℃时是单一的Sr(NO3)2晶相;750 ℃左右生成了Sr3Al2O6,并伴有少量SrAl2O4晶体;1 100 ℃是生成了结晶度良好的针状纳米(Eu2+,Dy3+)SrAl2O4粉体.通过计算,样品粉体晶粒平均为80～100 nm.该晶体粒度随烧结温度升高而逐渐变大.     

油页岩灰渣提取氧化铝制备铝酸盐发光材料

利用干馏后的油页岩灰渣,湿法提取氧化铝作为发光材料基质,经采用高温固相法合成 CaAl2O4 : Eu3 + ,R + ( R = Li,Na,K,Rb) 荧光粉。最佳合成条件为: 烧结温度1 200 ℃,烧结时间3 h,助熔剂加入量3 wt%,激活离子配比3 mol%; 实验发现辅助激活离子为Li + 时,CaAl2O4 : Eu3 + , Li + 的发光强度最强。样品荧光光谱分析结果表明,发射光谱在615 nm 处出现强谱峰,归属为Eu3 + 的5D0→7F2 跃迁辐射。     

溶胶-凝胶法制备纳米荧光粉Y4Al2O9:Eu3+的初步研究

用溶胶-凝胶法(sol-gel)制备了纳米荧光粉Y4Al2O9: Eu3+,用X射线粉晶衍射对其进行了物相鉴定,表明在900℃已经得到纯相的Y4Al2O9产物,并用透射电镜对其进行形貌和衍射分析,分析结果证明得到的产物为纳米粉末态晶体,产物Y4Al2O9:Eu3+粒径均匀,大致在20～50nm之间,平均粒径为30nm.并用荧光光度计对其荧光光谱进行了研究,光谱表明Eu3+在Y4Al2O9晶格中占据两种不同的位置.用λ =254nm的紫外光激发Y4Al2O9:Eu3+时,产生两条发光谱带,即由于5 D 0→7 F 1的跃迁产生在峰值λ =590nm处的橙色发光带,和5 D 0→7 F 2跃迁在峰值λ =610nm处的红色发光带.     

电感耦合等离子体质谱法测定地质样品中铜锌铕钆铽的干扰及校正

由于电感耦合等离子体质谱(ICP-MS)分析不是在封闭的真空系统中进行,在测定过程中,气体、水和酸产生的一些离子都可能进入检测系统,产生干扰,严重影响痕量元素的准确分析。文章采用氢氟酸-硝酸封闭压力酸溶分解样品,ICP-MS法同时测定地质样品中Cu、Zn、Eu、Gd、Tb,研究了Ti、Ba、Ce、Pr、Nd对Cu、Zn、Eu、Gd、Tb的干扰情况。实验选择质量数65Cu、66Zn、153Eu、157Gd、159Tb作为测定同位素,用干扰系数脱机校正法校正分别来自Ti、Ba、Ce、Pr、Nd的氧化物重叠干扰,有效地解决了被干扰元素在测定时数值准确度低的问题。方法检出限(稀释因子1000)为:Cu 0.47μg/g、Zn 0.82μg/g、Eu 0.002μg/g、Gd 0.004μg/g、Tb 0.002μg/g,方法精密度(RSD,n=12)<5%,准确度(RE)<5%。方法用岩石、土壤、水系沉积物国家一级标准物质进行验证,测定值与标准值相符,适用于地质样品中Cu、Zn、Eu、Gd、Tb的测定。     

富锂尖晶石锂锰氧化物的电化学性能

以LiOH.H2O和Mn(CH3COO)2.2H2O为原料,通过微波烧结和固相烧结的两段烧结法合成了锂离子电池正极材料Li3.22Na0.569Mn5.78O12尖晶石。研究表明,在380℃的固相烧结温度下,微波处理有利于生成纯尖晶石相。在2.5~4.5V电压区间,样品的初始放电容量高于132 mAh/g。在充放电过程中,40循环的放电容量几乎不衰减。微波烧结使该样品的Mn-O键被加强,晶格结构在充放电过程中保持稳定。     

内蒙古大石寨地区稀土元素的区域分布特征

总结了内蒙古大石寨地区1∶25万区域地球化学调查获得的1点/4km2的水系沉积物组合样品中的La、Ce、Pr、Nd、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb、Lu、Y等15种稀土元素的区域地球化学分布特征。稀土元素分布与研究区中部的黑云母花岗岩密切相关,轻稀土主要分布在该岩体外围的二叠系地层中,重稀土主要分布在该岩体上方。该岩体上方和外围地层的稀土元素分布、稀土元素总量、轻重稀土比及δCe、δEu、(La/Sm)N、(La/Tb)N、(La/Lu)N、(Ce/Yb)N、(Gd/Lu)N等稀土元素分馏特征的差异明显。利用区域地球化学调查水系沉积物样品中的稀土元素含量,可获得研究区可靠的稀土元素区域地球化学分布特征,也可反映研究区地质特点,并为区域地球化学异常解译提供参考资料。     

干法合成ZnO∶Zn荧光粉体材料试验研究

采用干法合成,利用红锌矿(ZnO)在1150~1300℃温度下,保温4~6 h即可制得结晶好、粒度较为均匀的ZnO∶Zn材料。利用XRD、能谱仪和荧光光谱仪,表征了样品的微观结构和发光性能,结果表明,与进口VFD荧光微粉ZnO∶Zn的光谱指标基本相同,可以作为VFD低压荧光粉体材料。     

利用高铝粉煤灰合成莫来石的实验研究

利用粉煤灰合成莫来石具有良好的工业发展前景,但由于普通粉煤灰中Al2O3含量较低使得合成莫来石时必须添加大量工业氧化铝,从而增加了合成成本.利用高铝粉煤灰直接制备M50莫来石以及高铝粉煤灰与少量工业氧化铝混合合成M60和M70莫来石,其物理性能可以达到我国<烧结莫来石>标准(YB/T5267-2005),这大大降低了合成成本.研究表明,用未处理过的高铝粉煤灰直接制备低牌号莫来石(M50)适宜的烧结温度为1400 ℃,用处理过的高铝粉煤灰或合成高牌号莫来石(M60、M70)适宜的烧结温度为1500 ℃;恒温时间对合成莫来石的影响远小于烧结温度,高温下缩短恒温时间比低温下延长恒温时间有利于莫来石的生成.     

霞石正长岩中温烧结反应过程研究

针对国内铝土矿和钾盐短缺、严重依赖进口的现状,综合开发利用储量巨大的非水溶性钾矿具重要意义.本实验以具有典型代表性的云南个旧白云山霞石正长岩为原料,研究了以碳酸钠为助剂烧结反应过程中可能存在的化学反应;并以热力学计算结果为指导,研究了霞石正长岩-碳酸钠体系的烧结配比、烧结时间和烧结温度对霞石正长岩分解率的影响.实验结果表明:在烧结温度1 103 K、烧结时间1 h、霞石正长岩与助剂碳酸钠质量比为1∶0.75时,霞石正长岩的分解率可达98.0%.对霞石正长岩热分解过程的动力学研究结果表明:该过程符合Crank-Ginstling-Braunshtein方程,其表观活化能为78.75 kJ/mol;根据阿伦尼乌斯公式对反应时间进行了预测,认为离子扩散穿透厚度增加的固膜是造成理论与实际反应时间出现误差的主要原因.     

辽东辽河群大石桥组碳酸盐岩稀土元素地球化学及其对Lomagundi事件的指示

2.33～2.06Ga期间发生了全球性大气圈充氧作用及其相关的占δ~(13)C_(carb)正异常,被称为Lomagundi事件.2.2～2.174Ga的辽河群大石桥菱镁矿及其围岩显示了δ~(13)C_(carb)正异常,是运用REY(REE+Y)指纹技术研究Lomagundi事件的良好对象.本文研究表明,6件白云岩围岩样品∑REE为0.988×10-6～2.744×10-6;Y/Ho比值为37.9～49.4(平均42.5±4.7);(La/La~*)_(SN)为1.075±0.317,(Gd/Gd~*)_(SN)为1.390±0.166,均为正异常;HREE富集(Nd_(SN)/Yb(_SN)=0.38～0.78).所有上述特征与现代海水REY配分模式一致,表明这些样品记录了Lomagundi时期海水的REY特征.6件菱镁矿样品∑REE为4.549±2.239,高于围岩白云岩;HREE弱亏损(Nd_(SN)/Yb_(SN)=1.141±0.265),Y/Ho平均值为40.2±3.2;(La/La~*)_(SN)为0.657～1.149(平均0.919±0.203),(Gd/Gd~*)_(SN)=1.036±0.081,正异常程度弱于白云岩,但仍显示以海水来源为主.矿体顶板滑石白云岩∑REE含量最高(10.758);页岩标准化稀土配分模式为平坦型,(Eu/Eu~*)_(SN)正异常高达1.97,Gd和Y正异常最小,Y/Ho比值最低(31.3),(Nd/Yb)_(SN)为0.89,显示受后期热流体交代影响.菱镁矿(Sm/Yb)_(CN)值(2.61±0.45)高于白云岩(1.19±0.27),指示海水由深变浅,大石桥菱镁矿及其围岩白云岩REY主要来自陆源溶解物,洋底热液贡献微弱,制约REY特征的主导因素为大气圈-水圈的性质,如fO_2,pCO-2等.白云岩和菱镁矿(Ce/Ce~*)_(SN)值平均分别为1.11±0.13和1.04±0.08,表明2.2～2.174Ga期间大陆风化作用加剧,海水呈碱性,pH值＞8.2.2.33Ga前的化学沉积物(Eu/Eu~*)_(SN)＞1.53,2.06Ga后的化学沉积物(Eu/Eu~*)_(SN)＜1.53,大石桥组白云岩和菱镁矿(Eu/Eu~*)_(SN)均值分别为1.44±0.11和1.58±0.20.表明2.2～2.174Ga时海相沉积物(Eu/Eu~*)_(SN)≈1.53,2.33～2.06Ga是地球水圈-气圈系统由还原向氧化转变的关键时期.     

川西江浪穹窿二叠纪大理岩微量元素与碳、氧同位素组成:对古沉积环境的指示

江浪穹窿位于松潘-甘孜造山带南缘,其二叠纪地层主要由一套大理岩组成。为精确恢复大理岩的原岩性质及古沉积环境,对微量元素(包括稀土元素)与C、O同位素进行了研究。元素地球化学分析表明,样品具有明显的Ce负异常(δCe 0.60~0.32)以及La(δLa 1.90~1.45)、Eu(δEu 1.67~1.02)、Gd(δGd 2.52~1.35)和Y(δY 1.98~1.38)正异常,Y/Ho值为54.1~38.9,Sr/Ba值介于81.7~23.0之间,V/Cr值为1.20~0.50。同位素测试结果显示,大理岩δ~(13)CV-PDB值为+4.0‰~-0.1‰,δ~(18)OV-SMOW值介于16.3‰~13.6‰之间,计算获得的δ~(18)OV-PDB值为-14.2‰~-16.8‰。综合分析,认为江浪穹窿二叠纪大理岩的原岩为海相碳酸盐岩,其原始O同位素组成受后期成岩作用影响而显著降低;岩石沉积于富含氧气的古海水,并且沉积过程中有少量(5%)海底高温热液的摄入。结合该套地层还发育顺层变玄武岩和超基性岩的事实,认为松潘-甘孜造山带南缘的二叠纪变质岩石组合可能是古特提斯洋的洋壳残余。     

锶掺杂的正铌酸镧超细粉体的合成与性能

采用溶胶低温燃烧法和高温固相反应法制备了锶掺杂的正铌酸镧（La0.95Sr0.05NbO4）超细陶瓷粉体。应用XRD、SEM和激光粒度分析仪等对陶瓷粉体的物相、粒度和粒度分布进行了表征,同时考察了两种方法制备的粉体的烧结性能。结果表明：采用溶胶低温燃烧法制备的La0.95Sr0.05NbO4（LSNb）为粒径〈100 nm、粒度分布范围窄的超细粉体;高温固相反应法制备的粒径为0.5-1.0μm、呈球形的LSNb超细陶瓷粉体。溶胶低温燃烧法制备的粉体在1 250℃烧结10 h形成致密的陶瓷片;高温固相反应法制备的粉体在1 400℃以上烧结10 h致密。两种LSNb致密膜均具有一定的透氢作用,900℃氢渗速率分别为1.96&#215;10^-3mL&#183;cm^-2&#183;min^-1和1.67&#215;10^-3mL&#183;cm^-2&#183;min^-1。     

富钾正长岩水热碱法沸石化及成矿意义

本文以富钾正长岩粉体为原料,首次通过直接水热碱法处理,成功合成了方沸石和羟钙霞石,合成温度260℃,时间4 h。通过控制正长岩粉体、氢氧化钠和水的配比,可分别将正长岩粉体中的微斜长石、斜长石和石英转化为方沸石或羟钙霞石,同时正长岩中的K2O和过剩的Si O2被溶出进入液相,可用于制取钾盐。不同类型富钾正长岩直接水热碱法沸石化的成功,为解释自然界中的沸石成因、长石与沸石的共生及转化关系、与沸石化有关的金属矿化机制以及油气成因等,提供了实验证据,也为直接利用廉价的长石类硅铝质矿物原料合成沸石提供了新的技术途径,对于利用非水溶性钾资源制取钾盐具有指导意义。     

薄层层析法分离重稀土元素

本文研究了在硅胶H/硝酸铵羧甲基纤维素钠(CMC)/H_2O(重量比为33:4:1:110)的薄层板上以体系Ⅰ:二-2-乙基己基磷酸-异丙醚-乙醚-硝酸和体系Ⅱ:单-2-乙基己基磷酸-异丙醚-乙醚-硝酸为展开剂测定稀土元素La、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb、Lu、Y的Rf值,并研究了改变两体系中各组分比例对各稀土元素色谱行为的影响以及对分离效果的影响。当二-2-乙基己基磷酸-异丙醚-乙醚-硝酸的体积比(1:10:6:1.1)、单-2-乙基己基磷酸-异丙醚-乙醚-硝酸的体积比为(1:8:8:1.1)时,上述各稀土元素间均能表现出较明显的Rf值差异。分离La、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb、Lu、Y稀土标准混合液,各元素的分离情况可达到定量测定要求,结果令人满意。在两种磷酸型萃取剂中,单-2-乙基己基磷酸比P204分离效果更好,稀土元素斑点清晰,不易拖尾,并且单-2-乙基己基磷酸合成简单,试剂价格便宜,因此是分离稀土元素较为理想的试剂。     

加速溶剂萃取-气相色谱法测定谷物中有机氯农药和多氯联苯

针对大米、小麦、玉米和黄豆等谷物样品中有机氯农药(OCPs)和多氯联苯(PCBs)检测的前处理过程较为复杂,消耗溶剂多,易导致部分挥发性化合物损失而影响分析的准确度,本文优化了加速溶剂萃取(ASE)提取大米、小麦、玉米和黄豆等谷物样品中OCPs和PCBs的条件,比较了凝胶渗透色谱(GPC)和固相萃取柱(SPE)两种净化方式净化样品的效果,采用气相色谱-电子捕获检测器实现了样品中17种OCPs和8种PCBs单体的系统分析.结果表明,选择二氯甲烷-丙酮混合溶剂(体积比1∶1),采用ASE萃取,同时加入弗罗里硅土在线净化,可满足样品提取需求;除了黄豆和黑豆等豆制品样品需采用GPC结合SPE的净化方法外,大米、小麦、玉米等大部分谷物样品采用SPE净化即可满足测定需求.采用弗罗里硅土SPE净化,仅用9 mL正己烷-乙酸乙酯淋洗液(体积比1∶1)即可将所有目标物回收,克服了有机试剂用量大、同时使用多种试剂及试剂毒性大的问题.添加低、高两个浓度水平0.69 μg/kg和5.52μg/kg,OCPs和PCBs单体的平均回收率为71.0％ ～ 112.0％,相对标准偏差为3.6％～16.7％(n=7);方法检出限为0.07 ～0.30μg/kg,低于国家标准方法的检出限.该方法净化效率高,操作简单,分析成本较低,适用于大批量谷物样品中多种OCPs和PCBs的快速分析.     

准格尔电厂高铝粉煤灰直接制备M50莫来石的实验研究

利用粉煤灰制备莫来石是粉煤灰高附加值资源化利用研究的一个重要方面,但由于普通粉煤灰中A12O3含量较低,使得制备过程中必须添加大量工业氧化铝,从而增加了合成成本.采用正交实验的方法,利用准格尔电厂高铝粉煤灰直接制备M50莫来石,并用阿基米德法测定莫来石样品的物理性能.经过XRD和SEM对制备的莫来石样品进行物相组成和显微结构研究,结果表明:利用高铝粉煤灰直接制备M50莫来石的物理性能可以满足<烧结莫来石>标准的质量要求.烧结样品其物相组成主要是莫来石和少量的玻璃相.影响烧结合成莫来石的主要因素是烧结温度,其次是恒温时间和试样的成型压力,高温下缩短恒温时间比低温下延长恒温时间有利于莫来石的形成,利用高铝粉煤灰直接制备MS0莫来石适宜的烧结温度为1400℃～1500℃,恒温时间以2h～3h为宜.     

Olgite矿物的合成、发光性能和结构特征

以Na2CO3, BaCO3, SrCO3, NH4H2PO4和Eu2O3为原料,利用高温固相反应法合成了Eu3+离子掺杂的磷锶钡钠石(Ba,Sr)(Na,Sr)2Na(PO4)2粉末样品.用X射线衍射(XRD)、傅里叶变换红外光谱(FTIR)、傅里叶变换拉曼光谱(FT-Raman)和扫描电镜(SEM)等技术对其物相组成、结构和晶体形貌进行了表征.探讨了不同晶体结构中Sr/Ba比对晶体结构和发光性能的影响.实验通过对Eu3+的发光特点的表征和研究,分别测试了Eu3+离子的室温激发光谱和发射光谱.研究结果表明:(Ba,Sr)(Na,Sr)2Na(PO4)2属简单六方晶系,所有的振动均来自PO43-阴离子团,Eu3+占据非反演中心的格位,该材料中阳离子位置具有高度扰动性的特点.     

羌塘盆地角木日地区二叠系碳酸盐岩元素地球化学特征及其对古沉积环境的指示

对采自羌塘盆地角木日地区的二叠系碳酸盐岩,包括下二叠统展金组白云岩和中二叠统龙格组灰岩进行了元素地球 化学分析,并讨论了其对古沉积环境的指示意义。结果表明,样品Y/Ho比值平均为45.14,Gd表现为轻微Gd正异常,符合 海相灰岩特征;SiO2和Al2O3的平均含量较低,反映研究区陆源物质的侵入较为有限。碳酸盐岩中ΣREE含量较低,稀土元 素分异程度整体较弱,轻稀土元素相对重稀土元素呈轻微富集特征,Ce,Eu均具有明显负异常,结合V/Cr,V/(V+Ni),Sr/ Ba及Sr/Ca等微量元素含量及比值特征认为,研究区早-中二叠世沉积期海水总体呈氧化环境。纵向上龙格组顶部表现出氧 化性增强、盐度增大的趋势,推测可能与当时水体变浅有关,与早二叠世晚期研究区构造应力由拉张向挤压的变化有密切 关系。     

五氟化溴法测定硅酸盐及氧化物矿物氧同位素组成的影响因素研究

应用五氟化溴法(BrF5)测定硅酸盐及氧化物矿物的氧同位素组成,试剂纯化、样品预处理、环境湿度、反应器洁净程度以及实验质量控制是影响该法准确度的主要因素。为确定BrF5法最佳实验条件,提高分析精度,本文以国家标准物质为参考,对硅酸盐及氧化物矿物在不同焙烧温度下的氧同位素组成进行分析,并对实验环境湿度和反应器洁净程度对分析数据质量的影响进行了系统研究。实验确定了焙烧温度设置为650～750℃,可去除硅酸盐全岩样品中的炭质成分,避免了温度因素引起的同位素分馏;将实验环境相对湿度降低至50%RH,并在0. 5min内完成样品装填,可解决由于水汽造成δ18O值明显偏低的突出问题;对于新使用的反应器,或反应器在使用中有黄色物质脱落、内壁受到污染,及时进行氟化处理和清洗,可避免因氧气产率降低所引起的氧同位素分馏;反应器交替进行样品和标准物质CO2试样的制备,可对样品同位素数据的可靠性进行监测。对国家标准GBW04409的氧同位素组成进行测试,δ18O测试结果与推荐值一致,分析精度优于0. 1‰。以上途径有效控制了氧同位素分馏,提高了BrF5氧同位素分析方法的适用性。     

纳米粒子的熔点与粒径的关系

推导纳米粒子的熔点与其粒径的定量关系, 并从热力学的角度阐明纳米粒子烧结过程的实质及烧结温度与粒径的关系.利用热力学及表面化学的有关理论, 虚拟固相和液相之间的相变过程, 根据相平衡条件, 将纳米粒子的熔点与粒径联系起来, 并以金属铅(Pb) 为例进行计算.结果表明, 纳米粒子粒径越小, 比表面自由能越高, 其化学势则比相同条件下的块状固体高很多, 导致其熔点和烧结温度大大低于同样材质的块状固体.以金属Pb为例, 通过熔点和粒径之间的定量关系计算的结果与实验结果吻合.因此纳米粒子的熔点和烧结温度与其粒径有关, 即粒子越小, 熔点和烧结温度越低.