黏土矿物界面吸附Fe(Ⅱ)耦合对邻硝基苯酚还原转化的增强机理研究

系统考查了Fe(Ⅱ)分别与高岭石、蒙脱石结合的界面结合系统对邻硝基苯酚(简称2-NP)的还原转化作用。研究表明,矿物表面结合态Fe(Ⅱ)能够有效提高2-NP的还原转化速率,2-NP的还原反应符合伪一级反应动力学方程,而且速率常数(k)随溶液p H值、亚铁离子初始浓度以及反应温度的升高而显著增大。当温度25℃,p H值6. 7,Fe(Ⅱ)和2-NP初始浓度分别为3. 0 mmol/L、0. 022 mmol/L,以及黏土的投加量为4. 0 g/L时,Fe(Ⅱ)/高岭石系统对2-NP的还原转化率在4. 0 h内可达到100%。同样,p H值从6. 0升高至7. 3时,Fe(Ⅱ)/蒙脱石系统对2-NP的还原转化也显著增强;但在较低p H值和较低初始Fe(Ⅱ)浓度时,蒙脱石对Fe(Ⅱ)的还原催化性能不如高岭石,可归因于蒙脱石具有较高的离子交换性能。因此,Fe(Ⅱ)在上述两种矿物上吸附形态的差异是导致该系统对2-NP还原转化出现不同效应的根本原因。     

meso-四(对-三甲铵基苯基)卟啉与铋显色反应的研究

研究了在催化剂苯羟乙酸的存在下,me so-四(对-三甲铵基苯基)卟啉与Bi(Ⅲ)的显色反应。在pH 5.7的HAc-NaAc介质中,于沸水浴中反应5min完成,配合物的最大吸收波长为464mn,表现摩尔吸光系数为3.15×10~5L·mol~(-1)·cm~(-1),Bi(Ⅲ)含量在0～0.48μg/ml范围内呈线性关系,配合物的组成为Bi(Ⅲ):T(4-TAP)P=2:3。方法可用于矿样中痕量Bi的测定。     

25～75℃酸性NaCl溶液中方铅矿的溶解动力学

在25～75℃、pH=0.43～2.45的1mol/LNaCl溶液中进行了方铅矿的溶解动力学实验。发现在远平衡条件下,方铅矿的溶解速率r与氢离子活度犤H+犦呈线性关系,溶解速率方程(速率定律)为:r=k犤H+犦,即对H+而言,溶解反应为一级。其中速率常数k为2.344×10-7mol/m2·s(25℃)、1.380×10-6mol/m2·s(50℃)、7.079×10-6mol/m2·s(75℃)。溶解反应的活化能为43.54kJ/mol,方铅矿的溶解机理为表面化学反应,速率决定步骤为表面配合物的离解。     

紫硫镍矿交代镍黄铁矿的水热反应机理及动力学

本工作首次在实验室条件下对浅生区紫硫镍矿(Ni,Fe)3S4交代镍黄铁矿(Ni,Fe)9S8水热反应的机理及动力学进行了研究。起始反应矿物采用高纯自然镍黄铁矿,合成纯镍黄铁矿或合成镍黄铁矿-磁黄铁矿集合体。反应pH值采用0.2M醋酸-醋酸纳缓冲溶液控制在3～5的范围内。反应进程由X-射线衍射物相定量分析及扫描电镜观察进行跟踪。结果表明,当反应温度恒定在80℃时,交代20(4)%的镍黄铁矿需792h。相同条件下加入少量H2S可将反应速率提高一倍。当反应在125℃饱和蒸汽压水热环境下进行时,完全交代纯镍黄铁矿需约168h。此过程由于磁黄铁矿的存在而被催化,交代集合体中的镍黄铁矿仅需68h,进一步反应磁黄铁矿被交代成白铁矿。磁黄铁矿的催化作用可能源于溶解产生的微裂纹加速了流体的传质过程。当反应温度升高至145℃时,速率反而下降,不遵循Arrhenius经验规律。动力学分析得80℃速率常数介于5.8×10-8～3.0×10-7/s之间,125℃及145℃速率常数分别介于2.8×10-6～2.08×10-5/s及1×10-6～5.1×10-6/s之间,远高于同温度下固相扩散反应的速率常数,表明该反应在地质时标上为一快速反应。此外,用背散射电子显微技术对矿物表面形貌进行了分析,发现交代产物紫硫镍矿具有颗粒细小及存在微裂纹等特征,与自然界浅生矿床中的紫硫镍矿非常相似;电镜实验还表明该交代作用是一个典型的耦合溶解-再沉淀反应。其耦合机制的驱动力可能与反应界面处微空隙对流体饱和度的控制有关。     

固定铝log(Q/K)图解在温泉中的应用

为探讨常规和固定铝log(Q/K)图解法对温泉系统是否有效 ,采用WATCH程序 ,对江西 3个温度较高的温泉 ,即庐山温泉、汤湖温泉和横泾温泉 ,进行了探测性的研究 .采用常规log(Q/K)图解法计算时 ,由于参加计算的 4个水样的铝含量均未检出 ,计算结果显示只有不含铝的矿物玉髓和方解石相交于温度 1 0 0℃附近 ,热储总体上没有达到平衡 .在采用了固定铝log(Q/K)图解法并同时考虑冷水的稀释作用计算后 ,中低温地热系统中常见的蚀变矿物如浊沸石、纤蛇纹石、萤石和玉髓均显示了较好的收敛性 ,收敛的温度大致在 1 0 0～ 1 4 0℃ .并且上述矿物组合可见于某些温泉的深部钻孔中 ,计算结果与实际地质情况相吻合 .结果表明固定铝log(Q/K)图解法可以恢复温泉系统的热平衡状态     

芙蓉锡矿田骑田岭花岗岩黑云母矿物化学组成及其对锡成矿的指示意义

芙蓉锡矿田骑田岭复式岩体主要由早阶段角闪石黑云母花岗岩和晚阶段黑云母花岗岩组成.电子探针分析结果表明角闪石黑云母花岗岩中的黑云母属于铁黑云母,黑云母花岗岩中的黑云母属于铁叶云母.相对于黑云母花岗岩,角闪石黑云母花岗岩中黑云母的MgO、TiO2含量偏高,Al2O3含量偏低.矿物化学研究结果显示,角闪石黑云母花岗岩中黑云母的结晶温度、氧逸度(logfO2)分别为680℃～740℃、-16.00～-15.31,黑云母花岗岩中黑云母的结晶温度、氧逸度分别为530℃～650℃、-19.20～-17.50.从角闪石黑云母花岗岩到黑云母花岗岩,岩浆结晶温度和氧逸度逐渐降低.与花岗岩有关的共存流体性质的研究发现,与角闪石黑云母花岗岩共存的热液流体log(fH2O/fHF)fluid,log(fH2O/fHCl)fluid,log(fHF/fHCl)fiuid值分别为4.22～4.39,2.78～3.24,-1.82～-1.73,而与黑云母花岗岩共存的热液流体log(fH2O/fHF)fluid,log(fH2OfHCl)fluid,log(fHF/fHCl)fluid值分别为3.27～3.53,2.85～3.22,-0.75～-0.22,可见与两种岩石类型共存热液流体的性质存在明显差异,且热液中Cl、Sn含量变化与岩浆结晶分异指数呈正相关关系.骑田岭岩体从角闪石黑云母花岗岩到黑云母花岗岩,随着岩浆的演化.岩浆结晶期后分异出的热液流体向富Cl和Sn方向演化.芙蓉锡矿田的成矿流体应主要来源于黑云母花岗岩岩浆结晶期后分异出的岩浆热液.     

Fe2O3/凹凸棒石Fenton催化剂的制备及性能表征

采用浸渍法制备了用于常温常压下催化Fenton法的负载型Fe2O3/凹凸棒石催化剂,并将其用于处理十二烷基苯磺酸钠废水.采用BET,SEM,FT-IR对其进行了表征,并考察了Fe2O3/凹凸棒石催化剂的催化活性和稳定性.对于初始浓度为40 mg/L的十二烷基苯磺酸钠模拟废水,当Fe2O3/凹凸棒石催化剂和H2O2氧化剂的投加量分别为20 g/L和0.392 mol/L时,pH为5时,反应温度为80℃时,处理1h时染料的十二烷基苯磺酸钠的去除率可达到99.99％.与传统Fenton试剂法相比,以Fe2O3/凹凸棒石为催化剂的Fenton法,具有pH范围广(2～10),降解程度高和催化剂易回收再用的优点.     

微波消解-电感耦合等离子体发射光谱法测定煤中磷

采用硝酸、硫酸、氢氟酸在高压密封微波消解体系中完全消解褐煤、烟煤和无烟煤样品,消解温度为180℃以上,以178.283 nm作为磷的分析谱线,电感耦合等离子体发射光谱法测定煤样中磷的含量。通过扣除背景的方法消除了基体干扰和光谱干扰,Si、Fe、Ca、Al、Mg对磷的检测无显著影响。磷浓度在0～10 mg/L范围内与等离子体发射强度呈良好的线性关系,方法检出限为0.09 mg/L,回收率为94.5%～101.2%,精密度(RSD,n=12)为1.89%～5.21%。方法用于分析标准物质,测定值与标准值一致。     

以苄基三乙基氯化铵为增敏剂催化光度法测定痕量铁

在增敏剂苄基三乙基氯化铵存在下,Fe(Ⅲ)对H2O2氧化溴甲酚绿具有催化作用,据此建立了一种测定痕量Fe(Ⅲ)的新方法。考察该反应的最佳条件,测定反应动力学参数。催化反应的表观活化能Ea为61.14 kJ/mol。方法的检出限为2.8×10-8g/L,线性范围0~600μg/L。用于河水、自来水等样品中铁的测定结果满意,相对标准偏差(RSD,n=6)小于5%。     

加速器质谱14C分析石墨制备技术研究进展

加速器质谱(AMS)是进行~(14)C同位素分析的主要技术手段,而高精度低本底加速器质谱~(14)C分析主要受样品制备技术限制,因此探讨如何提高石墨制备的稳定性和控制碳污染降低本底将有助于产出高质量~(14)C分析数据,突破~(14)C测年上限(约5.0万年),进一步拓宽~(14)C年代学和同位素示踪的应用范畴。本文详细阐述了催化还原法(H_2/Fe法、Zn/Fe法和Zn-TiH_2/Fe法)制备石墨样品的真空装置和主要工作原理,指出了微量样品石墨制备过程中同位素分馏、石墨产率、束流强度以及精密度与样品量之间存在严重的依赖关系及其抑制方法。着重探讨了石墨制备技术实验条件(还原剂、催化剂、温度等)的优化选择及其与石墨产率、同位素分馏、束流性能之间的内在联系,总结分析了碳污染来源并探寻合适的碳污染控制技术。目前的研究表明最佳实验条件为:H_2/Fe法宜采用还原剂H_2/CO_2(体积比2～2.5),催化剂为源自氢还原单质铁粉(-325目球粒,Fe/C=2～5),温度500～550℃;Zn/Fe法宜采用还原剂Zn/C(质量比50～80),催化剂为源自氢还原单质铁粉(-325目球粒,Fe/C=2～5),Zn反应管温度400～450℃,Fe反应管温度500～550℃。碳污染来源于制备过程中的各个方面,除采用高温除碳的方式外还可采用适当的数学模型加以校正,但还需要更多详细的实验工作来加强现有认识,以期更好地消除碳污染对测试结果的影响。对测年目标组分不稳定的样品(如地下水中的溶解无机碳)应避免样品直接暴露于大气,以减少野外采样过程中现代大气CO_2对测量结果的影响。     

天然叶蜡石及其热处理产物的电子顺磁共振（EPR）研究

利用EPR研究了18个天然叶蜡石样及其4个热处理产物。发现天然叶蜡石有三个EPR吸收带：A（g有效≈11．4），B（g有效≈4．3）和C（g有效≈2．0），其中A是叶蜡石的特征谱。A在＞400℃热处理时与B在强度上呈消长关系；＜400℃热处理时A和B均随温度升高而加强；900℃时A消失，B的强度远远大于原样中的A；C附有超精细结构谱（g″=2.04,g┴=1.96,A″≈A┴=19.5×10^-4T），C在热处理时呈现复杂的变化。结果表明，A吸收带属于叶蜡石八面体AI（Fe)-O4(OH)2中的Fe^3 ，B吸收带归于八面体AI（Fe)-O2(OH)4中的Fe^3 ，C吸收带是无机自由基（如AI－O^-Si)和有机自由基的叠加谱；900℃热处理后八面体层中配位发生了变化：AI（Fe)-O4(OH2)→AI（Fe)-O5 H2O↑，AI(Fe)-O2(OH)4→AI(Fe)-O4 H2O↑；类质同象置换AI^3 的不仅有Fe^3 ,而且有Fe^2 离子。     

新疆西准噶尔乌尔禾地区早二叠世A_1型花岗岩成因及其地质意义

新疆西准噶尔南部地区出露的中酸性花岗岩以I型和A_2型花岗岩为主。本文通过对哈拉阿拉特山南麓乌尔禾地区新发现的A_1型碱长花岗斑岩进行详细的岩石学、锆石U-Pb年代学及地球化学研究,旨在准确厘定其形成时代,揭示岩石成因和构造背景。LA-ICP-MS锆石U-Pb定年结果显示碱长花岗斑岩形成于295.0±1.8 Ma,为早二叠世初期岩浆活动产物。地球化学研究表明碱长花岗斑岩具有A型花岗岩特征。岩石显示高硅(SiO_2=73.72%～76.79%)、富碱(K_2O+Na_2O=7.70%～8.60%)、高TFeO/MgO(24.1～244,仅2件样品16)、10~4×Ga/Al(3.73～5.20)、(Zr+Nb+Ce+Y)(1010×10~(-6)～2425×10~(-6))和锆饱和温度(978～1039℃),低镁(MgO=0.01%～0.11%)和铝(Al_2O_3=11.55%～12.01%),强烈亏损Ba、Sr、Eu、P、Ti以及高ε_(Nd)(t)正值(+7.76～+11.9)等特征。与区域晚石炭世晚期—早二叠世早期的A_2型花岗岩相比,乌尔禾碱长花岗斑岩相对富Nb(43.4×10~(-6)～122×10~(-6)),且具有较低的Y/Nb(0.46～2.24)比值,属准铝质A_1型花岗岩。综合以上数据并结合前人大量研究成果,我们认为乌尔禾A_1型碱长花岗斑岩和区域同时期的A_2型花岗岩均形成于由俯冲板片后撤诱发的弧后伸展环境。在弧后伸展体制下,热的软流圈地幔上涌,底侵加热由亏损地幔衍生而来的年轻镁铁质下地壳物质,使其发生低程度部分熔融,最终在地壳浅部形成了相对富Nb的乌尔禾A_1型碱长花岗斑岩。     

Ni/Fe双金属对PCE脱氯影响因素研究

以四氯乙烯(PCE)为目标污染物, 利用批试验研究Ni/Fe双金属对氯代烃脱氯的影响因素.结果表明: (1)当参加反应的Ni/Fe双金属分别为10 g和20 g时, 反应速率常数k_obs分别为0.047 7 h-1和0.097 0 h-1, 说明增加参加反应的Ni/Fe双金属的质量可提高脱氯速率; (2)当粒度分别为20~ 40目、40~ 65目和80~ 100目时, k_obs分别为0.047 7 h-1, 0.059‥ 8 h-1和0.088 6 h-1, 说明选用Ni/Fe双金属颗粒越小脱氯速率越快; (3)当Ni/Fe质量比分别为0.024%, 0.048%和0.072%时, 所得k_obs分别为0.047 7 h-1, 0.066 2 h-1和0.073 4 h-1, 说明Ni/Fe双金属系统中Ni/Fe质量比越高脱氯效果越好, 但最优Ni/Fe质量比还有待于进一步研究.      

冲绳海槽浮岩的高温高压纵波速度

对采自冲绳海槽中部海底的浮岩样品和邻近陆地樱岛火山的安山岩样品进行了温度 (常温 - 15 0 0℃ )与压力 (常压 - 2 .4 GPa)实验 ,测得在较低温度 -压力条件下 (<1GPa,<80 0℃ )浮岩样品的纵波速度小于安山岩样品的纵波速度 ,在较高温度 -压力条件下 (>1GPa,>80 0℃ )二者的纵波速度接近一致 (5 .9km /s)。 1GPa/80 0℃是浮岩样品和安山岩样品的热动力相变点 ,推测该点的深度大于 18km。     

溴酚蓝-过氧化氢催化动力学体系光度法测定痕量铜

在pH=4.5的HAc-NaAc缓冲溶液介质中,以溴化十六烷基吡啶(CPB)为增敏剂,痕量Cu(Ⅱ)能催化过氧化氢氧化溴酚蓝使之褪色,据此用于测定痕量铜。讨论了介质、试剂用量、反应温度、反应时间、表面活性剂及其共存离子的影响,确定测定波长为593 nm及最佳实验条件,测得反应表观活化能为90.3kJ/mol。在优化条件下,方法检出限为0.646 ng/mL,Cu(Ⅱ)的质量浓度在0～0.064μg/mL范围内与lg(A0/A)呈良好的线性关系,大多数常见元素不干扰测定。方法用于煤样中痕量铜的分析,5次测定的相对标准偏差小于3.1%,加标回收率在92.7%～107.0%,测定结果与原子吸收光谱法的结果一致。     

渗透反应格栅修复铬污染地下水的试验研究

试验用零价铁 (Fe0) 和活性炭作为反应介质,设计渗透反应格栅 (PRB),对六价铬[Cr(Ⅵ)]污染地下水进行了实验室修复研究.试验结果表明:活性炭对 Cr 有一定的吸附作用;Fe0 对 Cr(Ⅵ) 有较强的还原作用;Fe0 和活性炭的协同作用有效地增强了Fe0 PRB 的处理能力;可以使 Cr(Ⅵ) 从 20 mg/L 降低到 0.05 mg/L 以下.冲洗试验表明,Fe0 还原 Cr(Ⅵ) 生成 Cr(Ⅲ),Cr(Ⅲ) 生成 Cr(OH)3 沉淀,而没有随着水体流动而流失到"下游"水体中.实验结果说明 PRB 技术治理 Cr(Ⅵ)污染地下水是可行的.     

温度及CO2对方解石、白云石溶解度影响特征分析

借助水文地球化学模拟软件--PHREEQC对不同Pco2(0～100bar)和不同温度条件下(0～100℃)方解石、白云石在纯水中的溶解度进行模拟和分析.结果表明,Pco2和温度对方解石和白云石溶解度的影响均很大:无Pco2时其溶解度随着温度的升高而逐渐增大,这是因为对于方解石、白云石晶格破坏及溶解高温能提供的能量较大所致;当Pco2较大时(Pco2≥10-3.5bar)其溶解度随温度的升高而降低,原因主要是CO2在高温下形成碳酸的能力较差;当Pco2很小(0      

辽宁宽甸地幔矿物三价铁的穆斯堡尔谱测定及意义

摘　要　利用穆斯堡尔谱仪对辽宁宽甸地幔岩包体中的矿物进行了三价铁的测定‚测试结果 与国内外已发表的数据接近。Fe 3＋ ／∑Fe 比值分别为：斜方辉石0∙066～0∙196‚单斜辉石 0∙216～0∙344‚尖晶石0∙283～0∙299‚石榴石0∙057～0∙223。依据电价平衡原理计算的 Fe 3＋ 含量受 Si 4＋ 、Al 3＋ 和 Cr 3＋ 的电子探针分析误差影响很大。根据地幔矿物的电子探针分析结果 计算平衡温度、压力和氧逸度时‚二辉石 En、Ca 转移反应温度计和石榴石 斜方辉石 Al 压力 计的计算结果不超过温压计的一般误差范围‚而石榴石 单斜辉石 Fe 2＋ Mg 交换反应温度计 在忽略 Fe 3＋ 时计算的温度值可偏高100℃以上;采用橄榄石／斜方辉石／尖晶石组合氧压力计 计算的氧逸度值‚误差一般约在±0∙7个对数单位。     

中高阶煤储层吸附孔孔隙结构特征对比分析

为对比分析中国西南主要煤层气产区—黔西-滇东地区不同煤储层孔隙结构特征,基于低温液氮测试(LPN_2GA)和CO_2吸附测试(LPN_2GA)对区域内的19件中高阶样品吸附孔(100nm)孔隙结构特征进行综合分析,同时,利用分形理论对纳米孔(2～100nm)孔隙进行分形研究。结果表明,中煤级煤储层(土城矿区)纳米孔孔隙以半封闭孔为主,孔隙连通性较差。高煤级(老厂矿区)纳米孔趋于复杂,以墨水瓶孔和开放孔为主。纳米孔孔容和孔比表面积分布分别呈多峰态和单峰态,孔容峰位(10～100nm)和比表面积峰位(2～10nm)随煤级升高分别向大孔径和小孔径孔隙转变。微孔范围内(0. 47～1. 50nm)总比表面(CO_2-TSS)与总孔容(CO_2-TPV)表现为线性正相关,且CO_2-SSA提供了煤储层绝大比例的总表面积( 99%)。中煤阶储层以"三峰态"为主(峰1,0. 48～0. 53nm;峰2,0. 60～0. 67nm;峰3,0. 80～0. 84nm)。随煤级增加,微孔优势孔径逐渐减小,0. 62nm孔隙孔容/比表面积百分比逐渐增加,使其高煤阶储层表现为"双峰态"。2～100nm纳米孔范围内,D_(v1)主要与2～10nm阶段孔隙TPV有关,可用以表征该范围孔隙体积非均质性。相较于D_(v1),D_(v2)与孔隙结构参数无明显线性关系,其主要受煤变质程度作用影响。     

固定铝10g（Q／K）图解在温泉中的应用

为探讨常规和固定铝log(Q／K)图解法对温泉系统是否有效，采用WATCH程序，对江西3个温度较高的温泉，即庐山温泉、汤湖温泉和横泾温泉，进行了探测性的研究．采用常规log(Q／K)图解法计算时，由于参加计算的4个水样的铝含量均未检出，计算结果显示只有不含铝的矿物玉髓和方解石相交于温度100℃附近，热储总体上没有达到平衡．在采用了固定铝log(Q／K)图解法并同时考虑冷水的稀释作用计算后，中低温地热系统中常见的蚀变矿物如浊沸石、纤蛇纹石、萤石和玉髓均显示了较好的收敛性．收敛的温度大致在100～140℃．并且上述矿物组合可见于某些温泉的深部钻孔中，计算结果与实际地质情况相吻合．结果表明固定铝log(Q／K)图解法可以恢复温泉系统的热平衡状态。