天然闪锌矿光催化协同Acidithiobacillus ferrooxidans生长及抑制自身分解作用实验研究

对天然闪锌矿光催化协同下的Acidithiobacillus ferrooxidans生长,以及此过程中天然闪锌矿的光催化作用对其自身分解的影响进行了研究。结果表明,天然闪锌矿的光催化作用能够将光能以电子的形式转移给A.ferrooxidans并且促进了其生长,这一过程以Fe2＋/Fe3＋这一氧化还原对作为媒介;有光照组的A.ferrooxidans细胞浓度达到了8×108 cell/mL,而无光照和体系无电流的2组对照组A.ferrooxidans细胞浓度分别为6×108 cell/mL和4.95×108 cell/mL。通过电感耦合等离子体发射光谱仪测定3组不同条件实验体系中Zn2＋的溶出量可以发现,在光照条件下Zn2＋的溶出量只有3.5×10-6,而无光照条件下Zn2＋溶出量达到了5×10-6。天然闪锌矿光催化作用一方面可以促进A.ferrooxidans的生长,另一方面也能够抑制其自身的分解和金属离子向水体中的释放。研究结果为酸性矿山废水地区抑制硫化物矿物溶蚀提供了新的思路。     

锰钾矿处理高浓度含酚废水研究

对人工合成锰钾矿氧化降解高浓度含酚废水的特性进行了研究。结果表明,体系酸度和矿物用量是影响废水处理效果的重要因素。加酸量为0.12 mol/L,矿物用量20 g/L,温度70℃,反应时间3 h时效果最佳,废水总酚含量由1269 mg/L降低至268 mg/L,同时CODCr与TOC去除率为31.2%和70.5%。经GC/MS测定,水中酚类物质为苯酚、甲基苯酚、二甲基苯酚,最佳条件下,酚类物质浓度已低至检测限以下,水中残余吲哚、长链烷烃、喹啉及其衍生物等难降解有机物。     

Cronobacter sakazakii还原作用对针铁矿晶体结构的影响

厌氧条件下,Cronobacter sakazakii以乙酸钠作为电子供体,针铁矿中Fe(Ⅲ)作为电子受体进行生命活动,其新陈代谢过程伴随Fe(Ⅲ)的还原。细菌增殖和稳定生长过程中不停还原针铁矿并大量累积Fe(Ⅱ);当细菌衰亡时,Fe(Ⅱ)的产生随之减缓;细菌的活动停止时,Fe(Ⅱ)不再积累并最终保持稳定。同步辐射XRD测试表明,微生物还原作用后针铁矿出现了一系列新衍射峰：4.8、6.03、6.13、6.84、7.7和11.4 峰,可能形成具层状结构的新物相。在XANES图谱中Fe主吸收峰向低能量方向移动1 eV,边前峰峰位中心向低能量方向移动且峰面积减小,表明Cronobacter sakazakii的异化Fe(Ⅲ)还原作用使针铁矿中Fe氧化态降低,矿物晶体结构发生了变化。     

锌在人体病理性矿化灶中分布的地球化学讨论

Zn是人体必需的微量元素之一,与疾病的发生发展关系密切。目前,Zn在人体病理性矿化灶中的分布尚不明确。本文利用同步辐射X射线荧光分析和成像技术,对乳腺癌、乳腺纤维腺瘤、乳腺增生症、乳腺炎症、卵巢浆液癌、主动脉钙化和冠状动脉钙化等病灶中的矿化物共28例中的元素含量和分布进行了测试分析,发现Zn与Ca在矿化灶中的分布总体一致,部分区域此消彼长,与Sr-Ca关系相似,提示Zn进入(碳)羟磷灰石晶格占据Ca的位置。 此外,乳腺癌与乳腺良性病变中矿化灶的Ca/Zn(摩尔浓度)值有显著差异(P<0.01),乳腺癌矿化灶中Zn元素含量较高。     

氧化亚铁硫杆菌促进金川铜镍硫化矿尾矿砂提取有价金属实验研究

金川铜镍硫化矿尾矿砂数量巨大,其中Ni、Cu和Co等有价金属种类较多,含量较为丰富,蕴含着巨大的经济价值。本文研究了氧化亚铁硫杆菌对金川铜镍尾矿砂提取有价金属效果的影响,在选取金川新尾矿库中心钻孔尾矿砂样品与氧化亚铁硫杆菌作用不同时间的基础上进行化学酸溶,利用电感耦合等离子体发射光谱仪(ICP-AES)分析了溶液中Cu²⁺、Ni²⁺、Co²⁺含量,并通过离子浸出率来表征微生物对尾矿中有价金属提取的影响效果。结果表明,尾矿砂直接化学酸溶后Cu²⁺、Ni²⁺浸出率分别为73.78%和69.87%,Co²⁺浸出率仅为39.57%;而氧化亚铁硫杆菌先与尾矿砂作用后再进行硫酸酸溶,其Cu²⁺、Ni²⁺总浸出率均可达到90%以上,Co²⁺总浸出率也可达到70%以上。实验结果证明氧化亚铁硫杆菌的参与促进了尾矿砂中Cu²⁺、Ni²⁺、Co²⁺的浸出。     

尾矿酸浸液制备氢氧化铁过程中施威特曼石的形成与转变

尾矿酸浸液在制备氢氧化铁的过程中,由于逐渐滴加碱液正好形成了pH值为2.8～3.8的高SO2-4、高Fe环境,因而生成了施威特曼石.施威特曼石是一种亚稳定矿物,随着时间的延长和体系状态改变,它可以转变为更稳定的针铁矿(氢氧化铁).考查了pH值、温度及时间对施威特曼石相转变的影响.结果表明,在60℃条件下,在pH值为12的碱溶液中转化36 h,施威特曼石可完全转变为Fe(OH)3.     

人体心血管系统中磷酸盐矿物矿化作用

人体心血管系统中矿化作用表现为含钙磷酸盐形成过程的钙化作用,常见的是瓣膜钙化和大动脉与冠状动脉的血管钙化.本文主要简述人体心血管系统中钙化特征及其医学认识,旨在从矿物学与病理学交叉学科的角度,研究心血管系统矿化作用特征与疾病诊疗间的关系,为心血管系统钙化的早期诊断与治疗开辟一条新路.     

磁铁矿协同增强磁黄铁矿去除水体中六价铬

利用天然磁铁矿辅助合成磁黄铁矿去除水体中的Cr(Ⅵ).实验结果表明,磁铁矿对合成的磁黄铁矿去除水体中Cr(Ⅵ)过程存在协同增强作用.同时利用X射线衍射分析(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)、扫描电子显微镜(SEM)及能谱仪(EDS)对反应前后样品进行分析,发现水体中的Cr(Ⅵ)被有效的还原为Cr(Ⅲ),并以Cr(OH)3及Cr2O3的形式沉淀.设计正交试验探究了磁铁矿粒度、投加量以及废水pH值对除铬过程中2种矿物间协同作用的影响,发现3种因素的影响作用大小顺序为pH值＞磁铁矿粒度＞磁铁矿用量.磁铁矿协同磁黄铁矿去除Cr(Ⅵ)的最优条件为pH值= 3,磁铁矿粒度75～150 μm,用量占比40％.讨论得出2种矿物间的协同作用应包括1)磁铁矿对磁黄铁矿在水溶液中团聚现象的抑制作用;2)酸性条件下磁铁矿表面Fe(Ⅲ)对溶液中磁黄铁矿释放H2S的固定作用.     

天然含铁闪锌矿的可见光催化还原活性研究

通过电子探针(EMPA)、X射线光电子能谱(XPS)、漫反射谱(DRS)、光致发光谱(PL)、透射电镜(TEM)、扫描电镜(SEM)和霍尔效应(Hall-effect)等测试手段对天然闪锌矿样品的半导体物理化学性能进行了表征分析。分析结果认为,天然闪锌矿良好的可见光响应性能主要源自其晶格内丰富的类质同像替代离子。此外,样品中的变价元素Fe能够参与价带光生空穴的捕获,提高导带光生电子的利用率,从而提高其光催化活性。样品中丰富的缺陷也有利于光催化活性的提高,大量的解理面和裂开面能够提供较完整的晶面增加反应活性点位,空位缺陷和晶格膨胀畸变等可以提高光生电子空穴对的分离效率。与其特殊的物理化学性质相符,天然闪锌矿光催化还原降解甲基橙的实验证明了其较高的可见光催化还原活性。本研究结果也预示着天然半导体矿物闪锌矿作为一种新的低成本、高效率的可见光催化材料将在环境污染治理领域具有一定的应用前景。     

磷酸盐矿物的孔道结构特征及其环境意义

黄磷铁矿、磷钠铍石、磷方沸石、簇磷铁矿、磷锰钠石、水磷铈石和磷灰石是非硅元素的孔道结构矿物。［PO 4］四面体和［MO n］多面体共用角顶构成杂多面体格架，形成一维或多维沿一定方向分布的孔道结构，孔道内由水分子和其它金属或非金属离子占据。孔道结构的磷酸盐矿物具有类似沸石矿物的分子筛效应，可与其它有害元素进行离子交换、孔道过滤和表面吸附等功能，是另一类重要的环境矿物材料。