电气石微粉吸附水体中金属离子及其机理分析

研究了电气石微粉吸附水中Cu2＋、Pb2＋、Zn2＋的过程,讨论了吸附时间、粒度、用量和pH值等因素对吸附效果的影响,分析了电气石对含Cu2＋、Pb2＋、Zn2＋废水的吸附机理。电气石加工成超细粉体时,表面产生大量的不饱和键,在溶液中与水配位,使水发生解离生成羟基化表面,将重金属离子吸附到晶体负极,使局部金属离子浓度增高与电气石表面羟基离解而产生的氢氧根离子发生反应,形成各种沉淀或碱式盐析出,直到溶液中各种离子浓度达到平衡时为止。提出了凡是氢氧化物难溶于水的金属离子,理论上都可以使用电气石微粉进行吸附净化处理的观点。研究结果表明,电气石微粉对Cu2＋、Pb2＋、Zn2＋有较好的吸附效果。     

水悬浮体系中凹凸棒石与Cu2+作用机理

研究矿物吸附重金属性能和机理,对正确认识矿物吸附性质、环境矿物材料应用研究以及重金属环境化学行为具有重要理论和实际意义。凹凸棒石是重要粘土矿物之一,也是重要的环境矿物材料,其吸附净化功能潜在应用受到广泛关注。在制备凹凸棒石纯样基础上,进行了凹凸棒石吸附Cu^2 单因素实验,吸附前后溶液pH值变化观测和吸附Cu^2 后凹凸棒石表面结构高分辨透射电镜调查。结果表明,从表面来看,凹凸棒石对Cu^2 的吸附性能主要受振荡速度、吸附时间、初始溶液pH值、吸附剂用量等因素影响,但实际上,凹凸棒石对Cu^2 的吸附作用主要是凹凸棒石诱导的Cu^2 水解沉淀作用以及凹凸棒石(带负电荷)与氢氧化铜(带正电荷)正负电荷胶体颗粒的互相作用,这有别于严格意义的矿物界面吸附作用。产生这种作用的机制在于凹凸棒石属于天然纳米矿物材料,具有较高的表面化学活性,凹凸棒石一水悬浮体系中凹凸棒石表面水解呈现出碱性,结果导致吸附平衡水溶液pH值较初始水溶液有较大程度的升高,达到Cu^2 水解基本完全的pH条件.     

Mg-Fe电气石的热膨胀与相变

对Mg-Fe系列的两种电气石进行了不同温度下的热膨胀与相变研究，发现电气石在900℃以下保持稳定，900－950℃分解，镁电气石分解为堇青石－α与非晶质，黑电气石分解为赤铁矿与Al5(BO3)O6。加热过程中电气石晶胞大小发生变化，是晶体热膨胀与Fe^2 →Fe^3 替代、OH^-→O^2-替代综合作用的结果。在含Fe的电气石中，晶胞收缩幅度取决于电气石中Fe^2 的含量；800℃时，Fe^2 完全氧化，表面赤铁矿晶出，晶胞收缩显著。电气石的热膨胀率为锂电气石＞镁电气石＞黑电气石；c轴＞a轴。     

电气石矿物吸附铜离子试验研究

本文研究了电气石的单晶、电气石微粉对Cu2＋的吸附作用,试验表明：电气石单晶体表面存在着以C轴为两极的静电场,该静电场对Cu2＋的吸附作用效果明显。制备的电气石微粒越细,吸附效果越好。电气石的电场效应使得它在治理污水中Cu2＋污染具有广阔的前景。     

电气石的电场效应及其在环境领域中的应用背景

电气石具有永久性的自发电极，电气石微粒的周围存在着以c轴轴面为两极的静电场。在电场作用下，水分子发生电解，形成活性分子H3O^ ，吸引水中的杂质、污垢，净化水质；OH^-和水分子结合形成负离子，改善人们的生活环境；电场对带电粒子有吸附作用，可以吸附粉尘，净化空气。电气石还具有高的机械化学稳定性，与沸石、蒙脱石等的吸附作用相比，电气石不具有饱和极限，可持续使用，重复利用率高，在环境领域具有很好的发展前景。     

电气石吸附Cu2+,As(Ⅲ),F-影响因素及机理研究

以新疆电气石为原料,通过原子荧光光谱仪、原子吸收分光光度研究电气石的不同粒度、用量、吸附时间、热处理温度等对水中Cu2 ,As(Ⅲ)吸附的影响;进而探讨分析电气石的吸附机理。研究结果表明:(1)电气石对Cu2 ,As(Ⅲ),F-离子的去除率随着电气石粒径的减小而增加。随着电气石用量的增加,去除率逐渐提高,增至一定值后下降。热处理温度为300℃,500℃时,可提高电气石吸附Cu2 ,As(Ⅲ)的效率。加热预处理未改善电气石对F-离子吸附能力。(2)电气石对带电性质不同的阴、阳离子都具有较好的吸附作用。电气石的极性和表面性质使其对离子可能存在络合吸附和静电吸附两种形式。电气石对Cu2 ,As(Ⅲ)吸附为表面络合吸附与静电吸附共同作用,吸附效果好。对F-吸附只存在静电吸附,吸附效果差。     

银离子包覆电气石复合粉体的抗菌性能及机理研究

以电气石为载体,通过真空表面浸渍制备银包覆电气石抗菌粉体,同时采用振荡烧瓶试验测试了抗菌粉体对大肠杆菌的抗菌性能,并利用X射线衍射、扫描电子显微镜、能谱仪等测试研究电气石表面银离子的赋存状态。结果表明:通过真空表面浸渍可将银包覆在电气石颗粒表面形成银包覆电气石复合粉体;银包覆量为0.4%时,该粉体大肠杆菌抑菌率可达99.99%以上。由于电气石具有自发极化性能,可将银离子固定在电气石颗粒表面从而达到缓释的作用,通过溶出的银离子与细菌作用达到抗菌目的。     

热处理对铁-镁电气石中固有电偶极矩的影响

<正>电气石是人类发现最早的具有压电性和热释电性的材料,近年来的研究又发现电气石具有辐射远红外线、释放负离子、抗菌除臭性以及对水具有净化和改善的功能(吴瑞华等,2001;潘艳芬,2006)。有关电气石的应用研究很多,但关于电气石的性能机理研究很少,制约了电气石的进一步开发和应用。     

铜在坡缕石中的吸附位置和吸附机理研究

对四个吸附铜的坡缕石的解吸附实验研究表明，被解吸附的铜来自于坡缕石的表面和纤维状晶体的网状空隙。吸附铜的坡缕石的X射线光电子能谱（XPS）上出现了932．5eV和933．7eV的光电子峰，表明坡缕石表面的铜以Cu^＋和Cu^2＋的形式存在；傅立叶变换红外吸收光谱（FTIR）上八面体离子的吸收峰出现规律性偏移，其中Mg3OH和Al2□OH吸收峰向高频方向移动了3～5cm^-1，部分铜离子进入到坡缕石的晶体结构的通道中；电子顺磁共振谱上（ESR）出现了g=2．34、2．12、2．08和2．05等4个信号：表明铜离子位于H^＋难以到达的位置。吸附铜的坡缕石的矿物学研究及其解吸附实验的结果均表明铜在坡缕石中以3种形式存在：①以Cu^＋和Cu^2＋的形式吸附在坡缕石纤维的表面，与坡缕石表面的悬空氧成键；②以ECu（H2O）4]^2＋的形式存在于坡缕石的晶体结构的微空腔中（通道）；③以Cu^2＋的形式存在于坡缕石晶体结构中的硅氧四面体六元环的底部或八面体位。     

衣藻对Cu2+生物积累过程及其效应的研究

以莱茵衣藻为材料，研究了Cu^2 的生物积累／吸附过程以及Cu^2 对衣藻光合作用的影响，并对两的关系进行了初步讨论。结果表明，衣藻对Cu^2 的生物吸收／吸附速率在10分钟内达平衡；1．0mg/L的Cu^2 对衣藻光合作用的影响较小，5．0、10．0、20．0mg/L的Cu^2 对衣藻光合作用的影响较大，40．0mg/L的Cu^2 可完全抑制衣藻的光合作用。Cu^2 在衣藻细胞内的生物积累和由此引起的生理功能的变化是同步进行的。     

共沸蒸馏法制备电气石超细粉末

分别以水和正丁醇为研磨介质，得到电气石超细粉末的液相悬浮体，利用水和正丁醇可以形成共沸物的特点，分别采用直接加热和共沸蒸馏法脱分散介质干燥悬浮体制备电气石超细粉末。透射电镜分析结果表明，直接加热脱去水或正丁醇会使电气石超细颗粒发生硬团聚，而共沸蒸馏法则可有效防止硬团聚的产生；拉曼光谱结果表明，共沸蒸馏法制备的电气石粉末表面存在O—H和C—H键，说明正丁醇在颗粒表面为化学吸附，而直接干燥法得到的电气石粉末表面则没有；X射线粉晶衍射结果表明，研磨过程降低了粉末衍射峰的强度，但直接加热干燥和共沸蒸馏干燥均未破坏电气石的晶格结构。正丁醇中的丁氧基在共沸蒸馏过程中在电气石颗粒表面可取代羟基，产生化学吸附，能有效防止液桥的产生，阻止干燥过程中超细粉末的硬团聚。     

热处理电气石多功能净水性能

针对目前大部分饮用水存在的卫生安全隐患和健康问题,提出以电气石作为多功能净水剂。经不同温度热处理后,电气石FTIR吸收发生峰强度变弱甚至消失、峰位置移位等现象。低温热处理后电气石可以快速将酸性溶液调节为弱碱性,对强碱性溶液也有调节为弱碱性的趋势。800℃热处理后电气石对氟离子吸附去除率可达64%以上,重金属离子去除率均在96%以上。电气石还可将水分子¹⁷O NMR半高幅宽由102 Hz降低至72 Hz,有效减小了水分子团簇结构,并使水中溶解氧的质量浓度由5.60 mg/L提高到6.11 mg/L。     

电气石的电场效应及其在环境领域中的应用前景

电气石具有永久性的自发电极,电气石微粒的周围存在着以c轴轴面为两极的静电场.在电场作用下,水分子发生电解,形成活性分子 H3O+,吸引水中的杂质、污垢,净化水质;OH- 和水分子结合形成负离子,改善人们的生活环境;电场对带电粒子有吸附作用,可以吸附粉尘,净化空气.电气石还具有高的机械化学稳定性,与沸石、蒙脱石等的吸附作用相比,电气石不具有饱和极限,可持续使用,重复利用率高,在环境领域具有很好的发展前景.     

电气石/H_2O_2体系降解Cu(Ⅱ)-EDTA废水的研究

Cu(Ⅱ)-EDTA废水由于其螯合性难以处理.采用电气石/H_2O_2体系进行降解,结果显示废水处理达到较好的效果.COD和Cu~(2+)的去除率与电气石投加量、H_2O_2用量和温度呈正相关性.溶液pH=3时,两者去除率最大.紫外-可见吸收光谱显示,处理后的Cu(Ⅱ)-EDTA被降解为小分子有机物.通过对比电气石反应前后的XRD图谱和红外光谱发现,电气石与EDTA降解中间产物发生络合.反应动力学研究结果表明,电气石/H_2O_2体系降解废水的反应为拟一级反应.     

坦桑尼亚绿碧玺的矿物学特征及颜色成因

不同产地绿碧玺的产出特征、化学成分、致色机理和形成条件都存在差异.目前关于坦桑尼亚绿碧玺的矿物种属及颜色成因等问题还未得到解决,对其科学鉴定和品质评级造成了一定影响.本文采用红外光谱、拉曼光谱、电子探针、紫外可见光谱等测试技术,对坦桑尼亚绿碧玺宝石矿物学特征及颜色成因进行探究.结果表明:坦桑尼亚绿碧玺呈单晶体产出,无解...     

MANGANESE TOURMALINES

The role of manganese in the chemical composition and coloring of tourmaline is discussed. It is shown that manganese tourmaline-tsilaisite is similar to tourmaline-elbaite in composition and condition formation. The miscibility in the sherlite-elbaite-tsilaisite system is complete, but in the sherlite-dravite-tsilaisite system there is a gap between the dravite and tsilaisite, similar to the relationship between dravite and elbaite.

Manganese may be present in tourmaline in the form of Mn²⁺ and Mn³⁺. The pink coloring of the tourmaline is caused by Mn³⁺. This conclusion has been drawn from data provided by many authors on the nature of pink coloring of tourmaline, the dyeing properties of Mn²⁺ and Mn³⁺, the possibility of the existence of Mn³⁺ during the crystallization of pink tourmaline, and the distribution of manganese in differently colored tourmaline. --auth.     

藏南过铝花岗岩中电气石的矿物化学特征及成因意义

讨论了藏南过铝花岗岩中电气石的地质产状、矿物学和矿物化学特征。结果表明:(1)在以氧原子数为24.5计算的化学式中,电气石的(Fe+Mg)/Mg比值在2.32~5.37之间,指示花岗岩和伟晶岩中的电气石均为黑电气石系列,而且属镁电气石—铁电气石系列中的较富铁电气石的成员;(2)电气石的FeO/(FeO+MgO)值高达0.70~0.89,与贫Li花岗岩接近,Al-Al50Fe50-Al50Mg50图解和Fe-Mg-Ca图解投点均位于贫Li花岗岩区,属于贫Li花岗岩有关的电气石;(3)TiO2-MnO/CaO-MgO/FeO三元图解可判定属于第Ⅰ类,即MgO和FeO含量同步消长,且较贫Mg富Fe,而MnO和TiO2含量为异步消长,这与电气石的FeO/(FeO+MgO)值所反映的性质相同;(4)地质产状、矿物学及矿物化学揭示的成因信息表明藏南过铝花岗岩中的电气石为酸性侵入体岩浆期后热液成因。     

Orthomagmatic quartz and post-magmatic carbonate veins in a reported porphyry copper deposit,Andean Intrusive Suite,Livingston Island,South Shetland Islands

A previously reported porphyry Cu + Mo deposit in an Eocene pluton within the South Shetland Island magmatic arc has been re-interpreted as three distinct hydrothermal assemblages. The oldest assemblage (1) exsolved under confinement from the deep (～6 km?) cooling magma whereas assemblages (2) and (3) formed during tectonic ± magmatic episodes at depths of < 1.5 km in the late Cenozoic. The three assemblages occur over the 5 × 11 km mapped in Barnard Point tonalite pluton. Assemblage (1) comprises shallowly dipping sheets of aplite, biotite + tourmaline pegmatite, massive ‘grey’ quartz, and quartz + tourmaline + bornite + chalcopyrite + molybdenite veins. Magnetite + tourmaline + chalcopyrite breccias have associated biotite, K-feldspar and muscovite alteration. Fluid inclusions indicate formation from hot (～600°C), saline (40 equivalent weight % NaCl + CaCl₂) aqueous-carbonic fluids that exsolved from the partly consolidated magma. The primary control on solution chemistry and nature of fracturing was the depth of pluton emplacement. Assemblage (2) consists of steep, vuggy veins and country-rock breccias, with thick propylitic alteration selvages, cemented by microcrystalline quartz, complex inter-growths of FeMg carbonate, bladed barite and trace amounts of bornite and chalcopyrite. These rocks, previously described as breccia (sensu ‘pebble’) dykes in the porphyry complex, are reinterpreted as an influx of moderately hot (175–330°C), weak to moderately saline (2–21 EWP NaCl), aqueous-carbonic fluids that underwent isobaric boiling at 0.8 to 1.3 km depth. Assemblage (3) consists of thin, hematitic fault infillings formed during a second episode of brittle faulting.