离子液体([C6MIm])从体相电迁移至水相研究

离子在离子液体/水溶液二元系统中的电迁移行为在很多领域受到了越来越多的关注。本文通过研究不同条件下离子液体离子在电极液中的浓度变化,系统地研究了电极溶液酸—碱度,电极溶液中电解质浓度以及离子液体中溶解LiN(CF₃SO₂)₂与否对[C₆MIm]⁺离子电迁移的影响。总的来说,随着电流的增加,[C₆MIm]⁺离子向阴极水溶液的迁移量随之增加,向阳极水溶液的迁移量随之减少;然而N(CF₃SO₂)₂-离子向阳极水溶液的迁移量随之增加,向阴极水溶液的迁移量随之减少。当电极溶液为碱性,[C₆MIm]⁺离子的迁移量明显减少。在电极溶液中溶入LiN(CF₃SO₂)₂时或者将LiN(CF₃SO₂)₂溶入离子液体时,[C₆MIm]⁺离子的迁移量也明显受到抑制。     

全球碳循环变化:生物界对大气圈中CO_2浓度变化反应的勒夏特利埃原理(报导Ⅱ)

大气中¹³C 变化的界限我们将认为,方程（24）和（25）中的所有经验数据,除Δδ¹³C_a 外,都是已知的,且精度较高。我们可把该式右部看做是Δδ¹³C_a的函数——在从17世纪开始的整个人为扰动时期内大气中¹³C_a 的相对含量变动量的变化。在方程（24）和（25）的实验数据中既有与时间无关的数值(σ,ζ,K_as,μ^*),又有随时间变化的数据(δ¹³C、Δx_a)。从1958年起就开始有系统地测量随时间变化的数据。     

水溶性富勒烯对U(VI)在氧化多壁碳纳米管上吸附的影响

采用静态试验法研究了水溶性富勒烯对U(VI)在氧化多壁碳纳米管上吸附的影响。结果表明,羟基化富勒烯(C₆₀(OH)n)和羧基化富勒烯(C₆₀(C(COOH)₂)n)的加入对U(VI)在氧化多壁碳纳米管上的吸附量影响作用类似。在pH<3范围内,羟基化富勒烯和羧基化富勒烯对吸附几乎没有影响,在pH>3以后,二者开始抑制碳纳米管对U(VI)的吸附。较低浓度(10 mg/L)的C₆₀(OH)n对U(VI)的吸附几乎没有影响。而等量的C₆₀(C(COOH)₂)n已呈现出明显的抑制作用。但两者的作用机理不同,前者可能是由于羟基化富勒烯和U(VI)竞争氧化多壁碳纳米管上的吸附位点造成的,后者则可能改变了氧化多壁碳纳米管的表面电荷。用双位点模型对不同固液比和U(VI)初始浓度下U(VI)的吸附率随C₆₀(OH)n和C₆₀(C(COOH)₂)n初始浓度的变化进行了拟合得到了很好的结果。     

溶液化学专刊

The present work are extract cesium (Cs_⁺) and rubidium (Rb_⁺) from the salt lake brine containing the potassium (K_⁺) and magnesium (Mg_²⁺) after concentrated through evaporation. It has excellent effect of extraction that 4-sec-butyl-2-(α-methylbenzyl) phenol (t-BAMBP) was diluted in the Sulfonated Kerosene (SK). The infrared spectrum studies indicate that polymerize to form the dimer in the t-BAMBP when Cs_⁺ or Rb_⁺ were extracted. The effect of K_⁺ and Mg_²⁺, t-BAMBP concentration, the volume ratio of organic phase to aqueous phase (O/A) and the alkalinity(pH) of aqueous phase were investigated. The K_⁺ and Mg_²⁺ should be eliminated through precipitation before extraction and separation Cs_⁺ and Rb_⁺. The experimental brine was extracted of optimum conditions were using 0.8 mol/L t-BAMBP in SK, the pH exceed 13, and O/A of 1:1 for 2 min contact time under room temperature. The optimal extraction yields of Cs_⁺ and Rb_⁺ up to 100% and 85.8%, and 8.76% K_⁺ was co-extracted. Further work target to increase theSextractionSyield and selectivity ofSRb_⁺, and realize the efficient seperation of Cs_⁺ and Rb_⁺ products .     

四苯硼钠—季铵盐质量滴定法分析钾含量研究

依据四苯硼钠—季铵盐容量法滴定K⁺离子的原理,采用质量滴定法,考察了滴定速度、松节油加入量对四苯硼钠与季铵盐反应的影响及共存离子(包括Li⁺、Mg²⁺、Ca²⁺、SO2-₄、B₄O2-₇、CO2-₃)对K⁺含量测定结果的影响。当测定K⁺离子含量在5～15 mg范围内,松节油最佳加入量为25滴,分析误差< 0.3%。     

内蒙古西部地区盐湖水化学特征

2008年9~10月和2009年9月对内蒙古西部地区14个盐湖进行了考察、采样和分析。研究发现,本区盐湖卤水主要离子含量顺序为Na⁺>Cl->SO2-₄>Mg²⁺>K⁺,次要离子为Ca²⁺ >HCO-₃>CO2-₃,微量元素为B₂O₃>Br->Li⁺。Na⁺的分布特征为东部高,北部中等,西南部偏低;而Cl-为东高西低;K⁺大致为南高北低;Mg²⁺为中部高,西部低,北部与南部中等。SO2-₄、 Ca²⁺和CO2-₃的区域分布特征均不明显;微量元素Li⁺ 、Br-、B₂O₃含量虽局部(两大沙漠连接带)有所富集,但绝对含量不高。对天然盐湖和人工采盐池的卤水进行了对比。采盐池中卤水因为蒸发强烈,离子浓度显著高于天然盐湖。分析天然盐湖与采盐池卤水离子浓度的变化规律发现,卤水蒸发初期Na⁺、Cl-、SO2-₄离子浓度随矿化度的升高而增大,Ca²⁺离子浓度明显下降,卤水蒸发后期Mg²⁺、K⁺大量富集,整个卤水蒸发过程中微量元素Li⁺与B₂O₃浓度一直随矿化度的升高而增大。这些结果对内蒙古西部盐湖的研究与开发都具有积极意义。     

Li+的水合结构和近似饱和水合层:基于密度泛函理论的研究

结合密度泛函理论,运用B3LYP/aug-cc-pVDZ方法对[Li(H₂O)_n]⁺(n=1~10)水合团簇的结构进行了研究。研究结果表明,在气相和液相中,四配位结构的[Li(H₂O)_n]⁺水合团簇比其五配位的异构体稳定,即在水溶液中Li⁺易形成四配位的四面体结构。随着同时水分子数的增加,Li-O键长增大,Li⁺上的电荷密度减小。但是当水分子数大于4时,Li-O键长和Li⁺上的电荷密度变化很小。[Li(H₂O)_n]⁺水合团簇中每个水分子的结合能计算结果表明,7个水分子已足以形成Li⁺的近似饱和水合层。另外红外光谱显示[Li(H₂O)_n]⁺水合团簇中O-H伸缩振动随着水分子数的增加发生蓝移,而~3 600 cm-1和~3 500 cm-1处的吸收峰是第二水合层与第一水合层、第三水合层和第二水合层的水分子形成氢键引起的。     

Na+,K+,Rb+,Cs+//SO2-4-H2O体系固液相平衡热力学模拟

锂云母、铯榴石等矿物的硫酸盐焙烧浸出,是从中提取锂铷铯钾等碱金属元素的重要步骤,所得硫酸盐浸出液可近似看作Li⁺,Na⁺,K⁺,Rb⁺,Cs+ // SO₄2--H₂O六元水盐体系;其在浓缩过程呈现复杂的成盐特征,增加了各碱金属元素分离提取的难度,研究其相关水盐体系相图和相平衡性质对理解浸出液中碱金属的分离具有重要的理论指导意义。本文采用Pitzer-Simonson-Clegg超额Gibbs自由能方程和具有内在热力学一致性的CALPHAD方法,构建了Na⁺,K⁺,Rb⁺,Cs⁺//SO₄2--H₂O五元体系的多温固液相平衡热力学模型。借助该模型:1)实现了对Na₂SO₄₊Rb₂SO₄₊H₂O、Na₂SO₄₊Cs₂SO₄₊H₂O和K₂SO₄₊Cs₂SO₄₊H₂O三元体系的多温溶解度等温线的准确描述,并进一步构建了这些体系在240.15~380.15 K温度范围内的多温相图;2)实现了对K₂SO₄+Rb₂SO₄₊H₂O和Rb₂SO₄₊Cs₂SO₄₊H₂O体系中存在的固溶体相—水溶液平衡关系的准确描述,确认了(K,Rb)₂SO₄连续固溶体、以及(Rb,Cs)₂SO₄(α)和(Rb,Cs)₂SO₄(β)间断固溶体存在的合理性;3)预测了上述五元体系中所包含的全部4个四元子体系(Na₂SO₄₊ K₂SO₄₊ Rb₂SO₄+H₂O、Na₂SO₄ + K₂SO₄₊Cs₂SO₄₊ H₂O、Na₂SO₄₊ Rb₂SO₄₊Cs₂SO₄ + H₂O和K₂SO₄₊Rb₂SO₄₊Cs₂SO₄₊ H₂O)的相图,明确了四元相图中固溶体的类型及形成区域。然而,模型预测结果与现有四元体系实验数据间存在普遍的不一致性,尤其是固溶体形成区域,但模型预测结果从非实验角度给出了重要参考,对现有实验提出了挑战,未来对这些体系开展更为精细的实验研究非常必要。     

昌都地区晚侏罗达孜剖面粘土矿物组合特征及其成岩环境意义

昌都地区位于西藏东部,区内有蒸发岩大范围分布。本文通过对昌都地区晚侏罗含膏盐达孜剖面粘土矿物类型及其组合特征进行深入研究,对成岩环境进行了分析,可为进一步探讨蒸发岩对青藏高原演化的响应关系提供一定的线索和依据。主要得到如下4点认识：(1)达孜剖面粘土矿物以伊利石为主,伊利石/蒙脱石混层次之,高岭石、绿泥石和绿泥石/蒙脱石混层含量均较低。(2)ISⅡ型有序伊/蒙混层矿物中,每隔9～19个伊利石晶层才有蒙脱石晶层出现,表明蒙脱石伊利石化程度高,受成岩作用影响较大。(3)达孜剖面呈晚成岩阶段的特征,其成岩温度大于190℃,沉积环境和成岩环境具有弱碱性的特征,同时这一时期物源区呈干燥、弱水解作用的特征。(4)高含量的Na_⁺、K_⁺、Al_³⁺和低含量的Fe_²⁺、Mg_²⁺碱性介质对蒙脱石-蒙脱石/伊利石-伊利石这一转化过程有一定的促进作用,但同时抑制了埋藏过程后期绿泥石的大量生成。     

基于氢氧同位素与水化学的潮白河流域地下水水循环特征

为了研究变化环境下潮白河流域地下水水循环规律,通过现场调查,结合环境同位素及水化学应用,对潮白河流域浅层和深层地下水采样,测定其氢、氧环境同位素及水化学成分,通过分析其变化特征判明地下水的补给来源以及各含水层的相互联系。降水和地下水中的环境同位素δD和δ¹⁸O组成分析表明,降水是山前地下水的主要补给源,山区浅层地下水受蒸发影响非常强烈。水化学研究结果表明,山区地下水水质以 Ca²⁺和 HCO^-₃为主,属Ca²⁺-Mg²⁺-HCO^-₃型地下水。山前地下水类型为Ca²⁺-Mg²⁺-HCO^-₃、 Na⁺-K⁺-HCO^-₃、Mg²⁺-Ca²⁺-HCO^-₃和 Ca²⁺-Mg²⁺-Cl^--SO^2-₄。平原区地下水为Mg²⁺, Na⁺和HCO^-₃。滨海冲积海积平原为Ca²⁺-Mg²⁺-HCO^-₃型和Ca²⁺-Mg²⁺-Cl^--SO^2-₄型地下水。水化学分析证实了越流补给的存在。Ca²⁺ 和 HCO^-₃离子均呈山区高、山前和平原低、而滨海增高的趋势。沿潮白河流向地下水类型变化为:Ca²⁺-Mg²⁺-HCO^-₃ Na⁺＝K⁺-HCO^-₃ Ca²⁺-Mg²⁺-HCO^-₃。     

Li+,Na+,K+/Cl-,SO2-4-H2O五元体系25 ℃相图及其应用

Li⁺,Na⁺,K⁺/Cl-,SO2-₄-H₂O五元体系相图对于硫酸钠亚型富锂卤水分离提取锂盐、锂辉石加工利用和锂盐产品的开发利用工艺制定都有指导作用。20世纪50年代曾有人研究过这一体系25 ℃时的相图,限于当时的科研水平,液相组成确定不准确,对平衡固相的判断,后来诸多研究结果证明也有错误。50多年来再没有人研究这一五元体系相图。利用我们提出的Li⁺,Na⁺,K⁺/Cl^-,SO^2-₄-H₂O六元体系热力学模型,对该五元体系的平衡溶液组成和正确的平衡固相进行理论预测,给出了该体系的完整相图。结合硫酸锂混盐分离、加工实例阐述了该五元体系相图的应用。     

电子自旋共振法年龄测定研究

电子自旋共振(ESR)法适用于第四纪样品的年龄测定.本文报道近2年来作者等对鹿角、丽蚌、石筍、黄土、珊瑚和贝壳样品的年龄测定,其结果与地层、TL和¹⁴C年龄相符.预示ESR法将会成为第四纪年代学研究的有力工具.     

Spatial and temporal variations in C3 and C4 plant abundance over the Chinese Loess Plateau since the last glacial maximum

Stable carbon isotopes of soil organic matter from 12 sites in the southern Chinese Loess Plateau are reviewed to examine spatial and temporal patterns of C₃ and C₄ plants in the arid to semiarid monsoonal region during three key periods - last glacial maximum, mid-Holocene, and modern. We have tentatively corrected the effects of atmospheric CO₂ concentrations and precipitation amounts on the δ¹³C endmembers for C₃ plants to reconstruct the relative proportion of C₄ plants because the δ¹³C values of C₃ plants are variable under different CO₂ and climate conditions. The results indicate that C₄ grasses increase from northwest to southeast spatially, which is consistent with present-day increasing precipitation and temperature patterns. This suggests that for a monsoon-dominant arid to semiarid region, such as the Loess Plateau, warm-season rainfall is a primary factor limiting C₄ plants growth, and thus C₄ grasses have been outcompeted by C₃ grasses/shrubs under cold-dry climate conditions. However, temporal fluctuations in atmospheric CO₂ concentration may also affect plant growth through altering water-use efficiency (WUE). Enhanced drought caused by decreased WUE due to low atmospheric CO₂ concentrations during glacial periods, combined with a cold-dry climate, leads to a decline in C₄ grasses, canceling out any advantages gained from lowered atmospheric CO₂ concentrations. To reconstruct accurately the abundance of C₃ and C₄ plants in an ecosystem and explore their controlling factors, process-based vegetation models integrating CO₂ and climatic parameters interactive with plant physiology are necessary.     

沉淀法采集天然水中14C样品的试验研究

本文叙述了沉淀法采集天然水中¹⁴C样品的方法。     

Direct application of compound-specific radiocarbon analysis of leaf waxes to establish lacustrine sediment chronology

This study demonstrates use of compound-specific radiocarbon analysis (CSRA) for dating Holocene lacustrine sediments from carbonate-hosted Ordy Pond, O‘ahu, Hawai‘i. Long-chain odd-numbered normal alkanes (n-alkanes), biomarkers characteristic of terrestrial higher plants, were ubiquitous in Ordy Pond sediments. The δ¹³C of individual n-alkanes ranged from −29.9 to −25.5‰, within the expected range for n-alkanes synthesized by land plants using the C₃ or C₄ carbon fixation pathway. The ¹⁴C ages of n-alkanes determined by CSRA showed remarkably good agreement with ¹⁴C dates of rare plant macrofossils obtained from nearby sedimentary horizons. In general, CSRA of n-alkanes successfully refined the age-control of the sediments. The sum of n-alkanes in each sample produced 70–170 μg of carbon (C), however, greater age errors were confirmed for samples containing less than 80 μg of C. The ¹⁴C age of n-alkanes from one particular sedimentary horizon was 4,155 years older than the value expected from the refined age-control, resulting in an apparent and arguable age discrepancy. Several lines of evidence suggest that this particular sample was contaminated by introduction of ¹⁴C-free C during preparative capillary gas chromatography. This study simultaneously highlighted the promising potential of CSRA for paleo-applications and the risks of contamination associated with micro-scale ¹⁴C measurement of individual organic compounds.     

城镇体系等级结构的分形维数及其测算方法*

文章探讨了城镇体系等级结构的分形研究方法。首先,讨论了区域城镇规模分布的Zipf模型,并通过分形退化分析将其应用范围加以拓广,从而与非分形研究接口;第二,引进了分形结构因子,以此开创了城镇体系等级结构的FSF分析;第三,提出了表征城镇体系等级差异的差异度概念和度量方法。文章给出实例说明了各种方法的应用,并比较了三种方法的异同。     

Fe3O4/Mg(OH)2复合材料的制备及对铅离子的移除应用

通过种子沉积法制备出Fe_3O_4/Mg(OH)_2复合材料并进行了XRD、SEM、TEM、SAED测试分析。将该复合材料对水溶液中Pb~(2+)进行移除应用实验,接触时间为240 min时达到平衡。平衡时,水溶液中的Pb~(2+)超过90%被移除,移除量为950.8 mg/g。通过动力学研究发现,移除过程符合准二级动力学模型,这意味着移除过程中可能为化学吸附及沉淀过程。     

Mg2+掺杂对H1.6Mn1.6O4锂离子筛吸附性能的影响

对由碱金属和过渡金属组成的阳离子骨架尖晶石结构,其碱土金属离子掺杂位点及对性能的影响一直缺乏研究。本文通过水热法合成了Mg~(2+)掺杂的尖晶石型Li_(1.6)Mn_(1.6)O_4(LMMO)经脱模后,得到Mg~(2+)掺杂的尖晶石型锂离子筛H_(1.6)Mn_(1.6)O_4(HMMO)。样品表征结果表明LMMO、HMMO及吸附之后的样品(r-LMMO)均呈现尖晶石结构。相同实验条件下,HMMO对锂的吸附容量为25.6 mg/g (未掺杂为25.8 mg/g),抗溶损研究发现r-LMMO溶损率为4.4%(未掺杂为5.4%)。在保持较高吸附容量条件下,掺杂显著提高其结构稳定性。Langmuir和pseudo-second-order模型能够很好的拟合HMMO对Li~+的吸附过程,DFT计算结果表明Mg~(2+)替换了16d位置的部分Li~+,使得Mg-O键强于Li-O键从而增强了吸附剂的结构稳定性。     

四川盆地中三叠统雷口坡组雷三、雷四段盐岩沉积环境与成因研究

四川盆地雷口坡组大量钻井资料揭示中三叠统雷口坡组主要成盐期分别为雷三2期和雷四2期。岩性组合特征、沉积环境研究表明,在川中的平昌—南充—遂宁一带发育雷三2期浓缩盐膏质蒸发泻湖微相,在川中-川西地区的南部—盐亭—成都—邛崃地区发育雷四2期盐膏湖盆微相。两期盐岩差异主要表现是,雷三2期时,盆地处于频繁的海进、海退过程中,沉积环境变化较快,成盐环境相对开放,盐盆往往多次蒸发浓缩、补给、淡化,海水表现出接近或者达到盐岩沉积浓度,其间往往夹杂石膏和云质团块沉积。雷四2期时,四川盆地处于持续的海退蒸发期,蒸发量远远大于补给量,海水以蒸发浓缩为主,海水表现为超过石盐沉积浓度,沉积石盐中夹杂卤石,局部地区钾含量极高。