RbCl溶液微观结构的分子动力学模拟

采用经典分子动力学、OPLS-AA全原子力场及TIP4P水模型,研究了300 K温度下无限稀释及1.0 mol/L的RbCl水溶液中Rb~+与Cl~-微观水合结构、水化及离子缔合特征。RbCl溶液中,水分子以氧原子去接近Rb~+,而Cl~-周围的水分子则以其中的一个氢原子去靠近。对模拟轨迹分析,获得了径向分布函数、配位数曲线、取向分布函数、水化因子等微观结构及水化信息。计算得到的Rb~+和Cl~-的第一水合层的水合距离及水合数分别为0.288、0.318 nm和7.30、7.17,对应的水化半径及水化数分别为0.270、0.290 nm和2.37、3.05。在1.0 mol/L的RbCl水溶液中,Rb~+与Cl~-之间存在直接接触和溶剂共享离子对,其Rb~+与Cl~-之间的特征距离分别为0.326和0.522 nm。采用Einstein法计算得到Rb~+和Cl~-的自扩散系数分别为(2.194±0.091 3)×10-5和(2.002±0.074 8)×10-5cm~2/s,计算得到的自扩散系数与实验值吻合很好。     

298.15K下KCl-RbCl-H2O体系热力学性质的等压研究

用等压法测定了298.15 K下氯化物型含铷卤水的三元子体系KCl-Rb Cl-H2O的等压平衡浓度,混合溶液的离子强度范围从0.5 mol·kg-1到4.9 mol·kg-1。由实验结果计算了混合溶液的渗透系数、水活度,根据Pitzer离子相互作用模型对实验结果进行参数化研究,拟合得到了描述KCl-Rb Cl-H2O混合溶液中离子间相互作用的Pitzer混合参数。用Pitzer模型计算的混合溶液的渗透系数、水活度与实验结果相一致。     

LiBr溶液从低浓度到高浓度的分子动力学模拟

在 L i Br与水的物质量比分别为 1∶ 64、1∶ 32、1∶ 16、1∶ 8、1∶ 4和 1∶ 3的情况下 ,对 L i Br溶液从低温到高温的分子动力学模拟进行了研究。随浓度增加 ,锂离子的水合数量呈减少趋势但同时又从 L i+- Br-接触离子对的数量增加中得到补偿 ,而 L i离子的第一配位壳层的配位数量保持不变。在高浓度 Li Br溶液中 ,Br- O之间的距离有所增加 ,Br-- O的径向分布的形状更趋于非对称 ,从而很好地确定了 Br离子水合壳层 L i+- Br-接触离子对可以在更稀的溶液中产生 ,但随浓度增加而增加。L i+- Br-距离明显短于溶液中 Li离子与 Br离子的离子半径之和 ,也短于 L i Br晶体中两者离子半径之和。高浓度溶液中水分子的结构几乎被破坏 ,水分子间的氢键明显增加 ,但没有消失。对 L i+、Br-和水的扩数系数计算值与实验值进行了比较     

四元体系Li2SO4+Na2SO4+K2SO4+H2O298.2 K相平衡研究

为了获取锂钠钾共存硫酸盐体系298.2 K下各盐结晶形式,采用等温溶解平衡法研究了298.2 K下四元体系Li₂SO₄₊Na₂SO₄₊K₂SO₄₊H₂O的相平衡关系,测定了该体系的溶解度和密度,采用X-ray粉晶衍射法测定了平衡固相组成,并绘制了相应的稳定相图和多温对比图。研究表明,298.2 K下该四元体系为复杂四元体系,有复盐2Li₂SO₄·Na₂SO₄·K₂SO₄、Li₂SO₄·3Na₂SO₄·12H₂O、LiKSO₄、Na₂SO₄·3K₂SO₄生成。其稳定相图由6个四元共饱点、12条单变量曲线以及7个结晶区组成。其中,复盐Na₂SO₄·3K₂SO₄结晶区最大,表明其在该体系中最易结晶析出;Li₂SO₄·H₂O结晶区最小。对比273.2 K、288.2 K、298.2 K、323.2 K、373.2 K四元体系多温相图可知,273.2 K时未发现复盐Na₂SO₄·3K₂SO₄和2Li₂SO₄·Na₂SO₄·K₂SO₄结晶形式;Na₂SO₄·10H₂O和Li₂SO₄·3Na₂SO₄·12H₂O结晶形式在323.2 K和373.2 K时转变为Na₂SO₄和Li₂SO₄·Na₂SO₄。288.2~373.2 K时随温度升高,K₂SO₄和Na₂SO₄·10H₂O结晶相区减小,Li₂SO₄·H₂O、Na₂SO₄、LiKSO₄和Li₂SO₄·Na₂SO₄结晶相区增大;Na₂SO₄·3K₂SO₄结晶相区先增大后减小,在298.2 K时结晶相区最大;2Li₂SO₄·Na₂SO₄·K₂SO₄结晶相区先减小后增大,298.2 K时结晶相区最小。     

50 ℃KCl-RbCl/CsCl-H2O三元体系等温相平衡研究

采用等温平衡的方法测定了KCl-RbCl-H₂O和KCl-CsCl-H₂O三元体系50 ℃的等温平衡溶解度,绘制了这两个体系的相图。研究表明,KCl-RbCl-H₂O为固溶体型相图,没有共饱和点,只有一个(K,Rb)Cl固相区,饱和溶液线为一单变量曲线。平衡液相中RbCl/KCl与RbCl的百分含量呈正相关和线性关系,而固相中RbCl/KCl的变化则呈非线性关系。KCl-CsCl-H₂O体系属于简单共饱和体系,存在一个共饱和点,在KCl、CsCl、H₂O含量分别为5.1%、64.3%、30.6%时达到共饱和。实验对完善含铷、铯卤水体系的热力学数据和富钾卤水综合开发利用具有实际意义。     

KNO3溶液结构:密度泛函理论和分子动力学研究

基于密度泛函理论,采用ωB97XD方法和6-311++G(d,p)基组,系统研究了[K(H₂O)_n]⁺,[NO₃(H₂O)_n]-和KNO₃(H₂O)_n水合团簇的结构和性质;并结合经典分子动力学、OPLS-AA全原子力场以及SPC/E水模型模拟了不同水盐比(WSR) KNO₃溶液,目的在于深入理解KNO₃溶液中K⁺和 NO-₃的微观水合结构,以及K⁺-NO-₃离子间缔合作用特征。研究发现,对于KNO₃(H₂O)_n (n=6,8,10和12)水合团簇,K⁺第一水合层稳定结构为四、五和六水合结构,其中五水合结构最稳定。K⁺和NO-₃主要以溶剂共享离子对形式存在。随着团簇尺寸减小,直接接触离子对(CIP)物种出现。同时,分子动力学模拟证实KNO₃溶液中形成了直接接触K⁺-NO-₃离子对,且随着溶液浓度增加,CIP物种形成需越过更大能垒。以上结果表明在KNO₃稀溶液中主要存在物种为水合K⁺和NO-₃,随浓度增大,单齿直接接触离子对(MCIP)逐渐出现。在高浓溶液或过饱和溶液中,K⁺-NO-₃离子缔合主要以单齿CIP和少量双齿CIP结构存在。     

非水溶剂中电解质溶液活度系数的测定:NaCl在1,2-丙二醇中活度系数的测定

应用钠离子选择性电极和Ag-AgCl电极组成可逆电池,通过测定电池的电动势,应用Debye H櫣ckel极限公式,计算了不同温度下NaCl在1,2-丙二醇非水溶剂中的活度系数,并根据电解质溶液的溶剂化理论对NaCl的活度系数的某些变化规律进行了讨论。     

KBr-K2SO4-H2O体系在318.15 K下的热力学性质和相平衡预测研究

本文采用电动势法对318.15 K下三元体系KBr-K₂SO₄-H₂O的热力学性质进行研究。首先,测定了KBr-H₂O溶液中KBr的电动势,线性回归出电极响应斜率κ和电极常数E⁰,结果表明实验所用离子选择性电极具有良好的能斯特响应。然后,对318.15 K下三元体系KBr-K₂SO₄-H₂O混合溶液中KBr的平均活度系数进行了研究,绘制了离子强度I及离子强度分数y_b与KBr的平均活度系数关系图,由图可得,当离子强度I一定,随着离子强度分数y_b增大,KBr平均活度系数逐渐减小,且减小的趋势越来越大。当离子强度分数y_b是个定值时,KBr平均活度系数随着离子强度I的增大而减小。应用活度系数数据通过多元线性回归拟合出该温度条件下Pitzer模型混合离子作用参数θ_{Br, SO4}和ψ_{K,Br, SO}     

地下卤水体系中水活度的计算方法评定

在温度 1 2 .1～ 60 .5℃范围内测定了地下卤水体系的饱和蒸汽压 ,并采用Clausius -Clapeyron方程进行关联 ,计算水活度 ;比较强电解质混合体系水活度的理论计算模型 ,探索计算地下卤水体系水活度的最佳方法     

水盐体系中有干扰Li+离子存在下测定Mg2+浓度的掩蔽法研究

在水盐体系中,大量Li+的存在,对EDTA络合滴定法测镁有严重的干扰,使滴定结果偏高。采用体积比为1∶9的正丁醇与无水乙醇作掩蔽剂,探究其在不同Li+/Mg2+摩尔比、不同浓度、不同取样量下的适宜加入量,得出混合醇的加入量与Li+/Mg2+摩尔比有较大关系,与溶液浓度、取样量的多少均无明显关系;同时指出在同一Li+/Mg2+摩尔比下混合醇的加入量有个适宜的范围。该方法的相对误差不大于0.3%。对提高含Li+和Mg2+的水盐体系相化学实验研究的可靠性和精度具有重要意义。     

混合盐碱胁迫对紫花苜蓿苗期氮磷吸收及生理特性的影响

以“甘农3号”紫花苜蓿为试验材料,采用营养液沙培试验,用两种中性盐(NaCl和Na₂SO₄)及两种碱性盐(NaHCO₃和Na₂CO₃), 配成5种混合盐A(NaCl:Na₂SO₄=1:1)、B(NaCl:NaHCO₃=1:1)、C(NaCl:Na₂SO₄:NaHCO₃:Na₂CO₃=1:1:1:1)、D(Na₂SO₄:Na₂CO₃=1:1)、E(NaHCO₃:Na₂CO₃=1:1),设4个盐浓度(25、50、100、150 mmol·L^-1)模拟盐胁迫,研究混合盐碱胁迫对紫花苜蓿苗期氮、磷吸收及生理特性的影响。结果表明:随着盐浓度增加,苜蓿根瘤固氮酶活性和植株全氮含量下降,全磷含量无明显变化,而脯氨酸(Pro)、丙二醛(MDA)、可溶性糖含量和超氧化物歧化酶(SOD)活性均升高,同一盐浓度水平下各处理间其含量的升高顺序为E>D>C>B>A,在高胁迫强度下(150 mmol·L^-1) 除全磷含量外,各项指标增减均达显著水平。混合盐碱胁迫能够对紫花苜蓿根瘤固氮酶组分结构造成不可逆的破坏,使苜蓿自身固氮能力的下降,最终导致植株全氮含量下降。随着盐浓度的上升,植株可以通过提高其体内脯氨酸和可溶性糖的含量来维持细胞水势,减少细胞渗透胁迫对植物的伤害。     

盐胁迫对枸杞(Lycium barbarum)叶片生理的影响

枸杞(Lycium barbarum)耐盐碱能力强,在盐渍化土壤中种植枸杞具有一定程度改良土壤的功效。然而对枸杞在不同盐渍生境和不同盐渍化程度下的生理适应基础研究较少。选取扦插的"宁杞5号"一年实生苗为材料,分别在渗透势为-0.48、-0.82、-1.18 MPa下采用单盐(NaCl或Na_2SO_4)和混合盐NaCl+Na_2SO_4进行处理,对比分析不同处理时段内枸杞生理活性的响应。结果表明:随着渗透势降低,叶绿素(Chl)含量呈下降趋势;代表膜脂过氧化程度的丙二醛(MDA)、渗透调节物质脯氨酸(Pro)和可溶性糖(SS)含量明显增加;抗氧化酶系统超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化氢酶(CAT)活性增加;渗透势为-1.18 MPa盐处理则抑制了过氧化物酶(POD)的活性。相同渗透势的不同盐处理之间,Chl、Pro、MDA和SS含量以及SOD和CAT活性在混合盐处理下或多或少都有增加;随着处理时间的延长,MDA、Pro、SS含量和CAT活性增加。这说明盐渍化程度增加,渗透调节物质和抗氧化酶系统的保护加强;不同盐渍环境下枸杞的生理响应不同,-1.18 MPa下混合盐胁迫相对于单盐影响更大;胁迫时间延长,渗透调节物质的累积增加,枸杞的适应性增强。     

Galerkin boundary integral equation method for spontaneous rupture propagation problems: SH-case

We develop a Galerkin finite element boundary integral equation method (GaBIEM) for spontaneous rupture propagation problems for a planar fault embedded in a homogeneous full 2-D space. A 2-D antiplane rupture propagation problem, with a slip-weakening friction law, is simulated by the GaBIEM. This method allows one to eliminate the strong singularities from the integral representation of the traction, and to separate explicitly the expression for the traction into an instantaneous component; static and time-dependent components with weakly (logarithmic) singular kernels; and a dynamic component and a quasi-static component, with continuous, bounded, kernels. Simulated results throw light into the performance of the GaBIEM and highlight differences with respect to that of the traditional, collocation, boundary integral equation method (BIEM). Both methods converge with a power law with respect to grid size, with different exponents. There is no restriction on the CFL stability number for the GaBIEM since an implicit, unconditionally stable method is used for the time integration. The error of the approximation increases with the time step, as expected, and it can remain below that of the BIEM.     

西藏扎布耶盐湖太阳池中富锂混盐的矿物学与地球化学特征及意义

扎布耶盐湖是全球最独特的自然结晶扎布耶石(Li2CO3)的盐湖。该盐湖正在开发利用中,2020年产富锂混盐4500吨。实验所采取的样品是通过“盐梯度太阳池”技术结晶出来的10件富锂混盐。通过对采集的样品进行X射线衍射、扫描电镜、电感耦合等离子质谱法、离子色谱法和滴定法的测试,得到了矿物组成的成分和化学元素组成含量数据,扎布耶盐湖太阳池富锂混盐中的物相组成有扎布耶石、钾石盐、石盐、氯碳钠镁石、天然碱、钾芒硝、菱锰矿、石英这8种,其中菱锰矿是首次从富锂混盐中发现的矿物,扎布耶石的含量为24.10%-88.27%,平均为62.89%,是该盐湖中含量最高的矿物。测试的样品中Li含量4.56%-16.70%,平均为11.90%;K+含量为0.14%-10.17%,平均为2.42%; KCl的含量为0.26%-20.44%,平均为4.63%(工业品位1%)。该混盐的结构和构造的形成受温度和水流的影响,温度越高碳酸锂的结晶速率越快,碳酸锂的晶核生长速率和晶粒大小与温度呈正相关。扎布耶盐湖二期工程预计年产20000吨碳酸锂,其中利用膜法生产12000吨;利用太阳池技术生产8000吨,预计年产出12700吨的富锂混盐,可以产出约600吨氯化钾,建议进行综合利用。     

焉耆县滴灌条件下土壤水热盐的动态变化特征

为了揭示焉耆县良种场的土壤水热盐动态变化,对有膜覆盖和无膜覆盖条件下各土壤层进行水热盐的系统观测和单因素方差分析及相关性分析。结果表明：（1）土壤温度的日变化呈现先降低后升高再降低的趋势,有膜各层土壤温度高于相对应的无膜各层土壤温度,各层土壤温度和大气温度变化趋势一致。（2）有膜各层土壤盐分要高于相对应的无膜各层土壤盐分,表层土壤水分小于底层,有膜10～20 cm土壤水分含量比较低,无膜10～50 cm土壤水含量比较接近;滴灌后,土壤水分和盐分经历快速下降和缓慢下降两个过程。由于文献对于有膜覆盖与无膜覆盖条件下土壤水热盐变化的研究相对较少,文章通过研究焉耆县农田生育期有膜和无膜条件下土壤水热盐的变化特征,为研究区土壤盐渍化的防治提供科学依据。     

西台吉乃尔盐湖卤水自然蒸发试验研究

根据西台吉乃尔盐湖卤水组成进行相图分析,并进行自然蒸发,获得自然蒸发试验数据,对西台吉乃尔盐湖卤水综合利用提供依据。     

The timing of salt structure growth in the Southern Permian Basin (Central Europe) and implications for basin dynamics

In this paper, a literature‐based compilation of the timing and history of salt tectonics in the Southern Permian Basin (Central Europe) is presented. The tectono‐stratigraphic evolution of the Southern Permian Basin is influenced by salt movement and the structural development of various types of salt structures. The compilation presented here was used to characterize the following syndepositional growth stages of the salt structures: (a) “phase of initiation”; (b) phase of fastest growth (“main activity”); and (c) phase of burial’. We have also mapped the spatial pattern of potential mechanisms that triggered the initiation of salt structures over the area studied and summarized them for distinct regions (sub‐basins, platforms, etc.). The data base compiled and the set of maps produced from it provide a detailed overview of the spatial and temporal distribution of salt tectonic activity enabling the correlation of tectonic phases between specific regions of the entire Southern Permian Basin. Accordingly, salt movements were initiated in deeply subsided graben structures and fault zones during the Early and Middle Triassic. In these areas, salt structures reached their phase of main activity already during the Late Triassic or the Jurassic and were mostly buried during the Early Cretaceous. Salt structures in less subsided sub‐basins and platform regions of the Southern Permian Basin mostly started to grow during the Late Triassic. The subsequent phase of main activity of these salt structures took place from the Late Cretaceous to the Cenozoic. The analysis of the trigger mechanisms revealed that most salt structures were initiated by large‐offset normal faults in the sub‐salt basement in the large graben structures and minor normal faulting associated with thin‐skinned extension in the less subsided basin parts.     

中国河口盐淡水混合特征研究

河口盐淡水混合受河口潮差、几何形态及淡水流量等诸多因素影响,并有着大小潮和洪枯季变化周期。本文在分析中国众多河口实测盐度分布资料的基础上,首次归纳了中国河口盐淡水混合的基本特征,给出数十个河口盐淡水混合的基本图式。并从高度分层型、部分混合型和强混合型三个类型,分别选择较典型的几个河口进行具体阐述。     

高地下水位条件下重盐碱洼地治理效果的初步观察*

禹城北丘洼属“半封闭重盐化咸水区”,潜水埋深浅,地下水矿化度高为其主要自然特征。对洼地采用区外引水、明渠灌、排、蓄等技术措施,进行综合治理,潜水埋深没有降低,却取得了显著治理效果。对这一客观现象的初步分析表明,明渠引水、蓄水,保证了干旱季节农田灌溉和对盐分的淋洗,有效地促使作物根系层的水盐下行;农田作物覆盖层不仅改善了近地层蒸发和土壤返盐的环境条件,而且作物蒸腾可有效地控制根系层盐分积累。