萤石：Eu2+的发光及微结构

萤石掺杂Eu在还原气氛下灼烧可制备出发蓝色荧光的萤石Eu     

云南金平铜厂斑岩铜钼矿区岩体锆石Ce4+/Ce3+比值及其对成矿的指示意义

对金沙江—红河成矿带南段铜厂斑岩铜钼矿区含矿的石英正长斑岩和无矿的细粒正长岩开展了锆石的Ce4+/Ce3+比值、δCe及δEu值的研究,结果显示含矿的4个石英正长斑岩样品的锆石Ce4+/Ce3+比值变化范围为208～336,平均比值为265,δCe值变化范围为17.6～60.6,平均值为33.8,δEu值变化范围为0.592～0.628,平均值为0.611,不含矿的1个细粒正长岩样品的锆石Ce4+/Ce3+比值为61,δCe值为8.50,δEu值为0.424,含矿的石英正长斑岩的锆石Ce4+/Ce3+比值、δCe及δEu值均明显高于不含矿的细粒正长岩,反映了与成矿有关的岩浆具有相对高的氧化状态。对比金沙江—红河成矿带北段的玉龙斑岩铜钼矿带和中段的马厂箐斑岩铜钼矿的含矿与无矿岩体,它们的锆石Ce4+/Ce3+比值与南段铜厂斑岩铜钼矿含矿及无矿岩体具有基本类似的特征,含矿岩体的锆石Ce4+/Ce3+比值通常大于200,而不含矿岩体的锆石Ce4+/Ce3+比值基本上都小于120。这种差异对进一步认识金沙江—红河成矿带斑岩铜钼矿的岩浆氧逸度特征具有重要的理论意义,对斑岩铜钼矿的找矿工作具有一定的指导意义。     

H2O2在α-Fe2O3表面非均相氧化SO2机理的模拟研究

通过密度泛函理论模拟了H_2O_2和SO_2气体在矿物氧化物(α-Fe_2O_3)表面上的非均相反应,研究了H_2O_2和SO_2在α-Fe_2O_3(001)表面的吸附机制和氧化机制。研究结果表明,SO_2、H_2O_2均在α-Fe_2O_3(001)表面通过Fe原子进行吸附,H_2O_2相比于SO_2优先吸附在α-Fe_2O_3(001)表面,且H_2O_2在表面的赋存形式趋向于两个·OH形式吸附。通过二者共吸附的局域态密度、差分电荷密度、Mulliken电荷布局分析结果发现,SO_2和H_2O_2的共吸附形式是通过H_2O_2产生的·OH吸附在α-Fe_2O_3(001)表面,同时SO_2被H_2O_2产生的·OH氧化[S(SO_2)-电荷布局:0. 79 e→1. 32 e; O(H_2O_2)-电荷布局:-0. 77 e→-1. 11 e]形成·OH+SO_2团簇。模拟结果表明大气微量气体H_2O_2能够在矿物氧化物表面介导SO_2吸附并促进SO_2的转化,为理解H_2O_2在大气中非均相氧化SO_2的反应过程提供了理论依据。     

祁漫塔格成矿带磁铁矿Fe2+/Fe3+比值测定方法对比研究

为了厘清磁铁矿成分测试过程中Fe²⁺/Fe³⁺比值分析各种方法的准确性及适用范围;采用直接测氧法、Lβ/Lα强度比值法、电价差值法、剩余氧法和穆斯堡尔谱法,对祁漫塔格成矿带中典型矿床中磁铁矿的Fe²⁺/Fe³⁺比值进行了研究,结果表明电价差值法、剩余氧法和穆斯堡尔谱法是相对比较准确的测试方法,但穆斯堡尔谱法不是原位分析方法,存在适用范围的缺陷。     

地下水中氟含量与温度、pH值、(Na++K+)/Ca2+的关系——以河南省永城矿区为例

氟是人体必须的元素之一,人体氟的主要摄入来源是饮用水.永城矿区是饮用水型地氟病发病区.地下水中氟的含量与水温、pH值以及地下水的水化学成分有关.从定性和定量方面讨论了矿区地下水中氟从固相转入液相的过程,详细讨论了水温、pH值以及地下水的水化学成分对该过程的影响.     

齐齐哈尔碾子山麦饭石物化性能及其对Pb2+、Cd2+、Cr3+的吸附行为研究

以齐齐哈尔碾子山麦饭石为研究对象,通过比表面积及孔隙分析、阳离子交换容量(CEC)测试以及p H值缓冲能力测试等,对碾子山区麦饭石的结构和性能进行表征,并进一步研究麦饭石对Pb~(2+)、Cd~(2+)、Cr~(3+)的吸附行为。结果显示:碾子山区麦饭石具有海绵体大孔结构,阳离子交换容量(CEC)13~20 mmol/100 g。碾子山麦饭石对酸碱溶液都具有较好的调节能力,尤其对酸液的调节更高效。重金属吸附性能方面,对Pb~(2+)、Cd~(2+)、Cr~(3+)这3种离子吸附关系为:Pb~(2+)Cr~(3+)Cd~(2+)。     

珠江三角洲晚第四纪风化层稀土元素地球化学特征*

珠江三角洲地区上更新统与全新统之间广泛发育1层杂色黏土,其成因多认为主要是由上更新统沉积物在末次冰盛期暴露于地表风化而成。对取自珠江三角洲3条钻孔（PRD09、PRD16和PRD17）的岩心样品分析表明,受风化作用的影响,其稀土元素含量和分异特征发生了较明显的变化。杂色黏土层的稀土总量大大低于下伏沉积物,而在邻近风化层的下伏沉积物中稀土元素却表现为明显富集,尤其是重稀土元素的富集。风化作用强度较大的PRD09孔和PRD17孔下伏沉积物中的稀土富集程度高于风化作用强度相对较小的PRD16孔。珠江三角洲在末次冰盛期时普遍发育的酸性介质条件,促进了风化层的稀土元素发生溶解和迁移。在风化过程中,由于轻、重稀土元素具有不同的溶解迁移能力和吸附能力,导致杂色黏土层的REE指标值（LREE/HREE、(La/Gd)_N和(La/Yb)_N）高于下伏沉积物。风化过程对Ce、Eu异常有一定的影响,但不十分明显,杂色黏土层的Ce、Eu异常值仅略低于下伏沉积物。     

某垃圾填埋场包气带砂土对NH4+-N的吸附研究

对某垃圾填埋场包气带砂土吸附氨氮的机理进行了研究,通过吸附等温实验主要探讨了其吸附过程、不同粒级土的吸附贡献和吸附氨氮的3种形态。结果表明:样品土对氨氮的等温吸附线符合Langmuir模式,原土的计算最大吸附量为435 mg/kg;中砂、细砂和实验原土的吸附能力大小顺序为:原土>细砂>中砂;在样品土中,粉质粘土随着初始铵溶液浓度的升高吸附绝对量和吸附贡献率都在上升,由50 mg/L时的43%贡献率上升到400 mg/L时70%的贡献率,成为原土吸附氨氮的主要贡献者;随着初始铵溶液浓度的升高,水溶态铵、可交换态铵和固定态铵的绝对量都大致呈上升趋势,它们的最大吸附量分别为112.3、97.5和214.0 mg/kg;铵溶液中的铵离子进入粘土中的大致顺序为:颗粒表面的扩散层(主要为水溶态铵)→吸附层(主要为可交换态铵)→矿物晶格内部和晶层空间(主要为固定态铵)。     

桂林潮田河Ca2+、Mg2+与HCO3-关系模型及岩溶碳汇影响因素分析

尽管大气中CO2浓度不断增加,但全球碳源与碳汇相抵后还存在遗失碳汇(missing sink).一般认为遗失碳汇主要为地质碳汇.而碳酸盐岩的溶蚀作用可在短时间内产生大量的地质碳汇,与此同时,该过程也伴随着HCO3-、Ca2+、Mg2+等离子进入水中.由于水中的Ca2+、Mg2+比HCO3-稳定,故探讨Ca2+、Mg2+与HCO3-的关系,可以间接得到影响碳汇的各种主要因素.本文通过对岩溶区3种岩性5个监测点的Ca2+、Mg2+与HCO3-数据建立关系模型发现:(1)灰岩地区Ca2+可以与HCO3-建立良好的关系模型,相关性较好,而白云岩区Ca2+、Mg2+与HCO3-的相关关系比Ca2+与HCO3-的相关关系好;总之,在岩溶动力系统下,Ca2+、Mg2+全面考虑可更好指示碳汇的去向;(2)Ca2+、Mg2+与HCO3-的关系模型可以间接说明碳汇主要影响因子;由Ca2+、Mg2+与HCO3-的关系模型可得岩溶区地表明流段,水生生物的光合作用是碳汇主要影响因子,而地下河或泉水出口处,地质作用、CO2分压可能是碳汇的主要影响因子.得出碳汇主要影响因素,为潮田河流域碳汇研究区域划分以及准确计算地质碳汇提供依据与基础.     

铀的价态分析研究进展

铀是一种地壳中常见且重要的战略变价金属元素,主要用于核电供能、医学治疗、核武器防御等领域,大部分铀资源来源于矿石,铀价态反映了铀矿化的理化环境,铀的迁移富集、成矿规律和赋存状态都与价态相关,因此分析铀价态是十分有必要的。文章归纳总结了铀价态的有关分析方法和特点,依据是否进行铀价态分离操作,将方法划分为两类：分离测定分析法和直接测定法,详细综述了各种方法的分析原理,定性定量分析的依据,主要讨论了方法在测定矿物岩石中铀价态的应用。分离测定分析法主要有滴定法、分光光度法和极谱法,操作简单,但主要缺点是前处理过程中铀价态易受试剂影响和空气氧化。直接测定法包括循环伏安法、X射线光电子能谱、X射线吸收近边结构谱、漫反射光谱和电子能量损失谱,其优点是不需进行耗时的化学前处理,分析速度快,不损伤样品性能,是测定铀价态的主要方向。最后对测定铀价态方法进行了总结,并对发展方向进行了展望。     

胶州湾沉积物中氮的地球化学特征及其环境意义*

通过分级浸取的方法获得了胶州湾沉积物中不同形态的氮,将可转化态氮分为离子交换态(IEF-N)、弱酸浸取态 (WAEF-N)、强碱浸取态(SAEF-N)和强氧化剂浸取态(SOEF-N),讨论了其地球化学特征和控制因素,并结合²¹⁰ Pb测年计算了不同年代氮的埋藏通量。在此基础上,分析了胶州湾沉积物中氮给出的环境信息。结果表明,强氧化剂浸取态氮是胶州湾沉积物中可转化态氮主要赋存形态,NO₃-N是胶州湾沉积物中氮的优势形态,氮的含量及埋藏通量的分布受到pH、盐度、温度、生物扰动、沉积物粒度、沉积速率等多种因素的影响。受人为活动的影响,目前每年排入胶州湾的固体垃圾和污水中的悬浮颗粒物的量已超过河流来沙,成为胶州湾主要的沉积物来源。在20世纪初由于污染情况较轻,并且受人为活动的影响较小,胶州湾沉积物各形态氮的埋藏通量较低,但自从20世纪80年代开始,环胶州湾地区的工农业迅猛发展,氮的埋藏通量急剧增加,胶州湾地区的环境一度恶化,但由于近年来采取的较为得力的治污与排放措施,胶州湾的环境状况已有明显改观。     

三元体系K+,Mg2+∥B4O72--H2O 348K稳定相平衡研究

采用等温溶解平衡法开展了三元体系K+,Mg2+∥B4O72--H2O 348K的稳定相平衡研究,获得溶解度数据及平衡液相的密度,折光率,pH值。根据溶解度数据绘制了三元体系稳定相图。该三元体系在348K时的稳定相图含有一个共饱点E、两条单变量曲线AE,BE和两个结晶相区MgB4O7.9H2O(AECA)和K2B4O7·4H2O(BEDB)。共饱点的平衡固相组成为MgB4O7·9H2O和K2B4O7·4H2O,对应的平衡液相组成为w(K2B4O7)=42.28%、w(MgB4O7)=8.11%。研究结果表明,该三元体系属于简单共饱和型,无复盐和固溶体形成。K2B4O7·4H2O和MgB4O7·9H2O互相存在盐溶作用,使得这两种盐的溶解度明显增大。平衡液相的密度、折光率均随溶液中K2B4O7质量分数的增大而增大。     

重金属Cu2+驱动下红黏土土体压缩变形机制

采用浓度为0、2.5、5.0、10.0g/L的CuSO₄溶液配制污染土,开展固结试验、热分析试验和扫描电镜(scanningelectronmicroscopy,简称SEM)试验,分析红黏土受重金属Cu²⁺污染后的压缩变形特性机制。结果表明：红黏土的压缩系数和总压缩变形量的变化与土中孔隙水(自由水、弱结合水、强结合水)含量的变化趋势相同,都随着Cu²⁺浓度的增加呈现先降低后升高的趋势。黏土中土颗粒之间的结构连结主要以吸附水膜接触为主,Cu²⁺改变了土中孔隙水的水膜厚度,导致孔隙水的含量发生变化;水膜变薄,土颗粒间的距离缩短,土体的结构强度越高,土体抵抗压缩变形的能力就越大。随着Cu²⁺浓度的增加,土体微观结构由松散的块状、片状单元体逐渐演化为面-面接触的叠聚体;当Cu²⁺浓度增至10.0g/L,开始出现鳞片状的单元体,单元体间的接触方式以点-点接触和边-面接触为主,土颗粒间的凝聚力变差,土体结构稳定性降低。     

海泡石改性及吸附Zn2+研究

金属离子型无机抗菌剂具有安全性好、抗菌广谱、时效长和耐热等许多优良性能,在许多领域有广泛的应用价值。金属离子型无机抗菌剂由金属抗菌离子和无机载体材料组成,其抗菌性能与载体材料对抗菌金属离子的吸附量有关。本文初步研究了对海泡石进行酸改性及用海泡石载抗菌锌离子(Zn2+)的两种工艺方式对海泡石结构及载Zn2+量的影响。通过原子吸收发射光谱、X射线衍射、扫描能谱电子显微镜及傅立叶变换红外光谱等技术的分析表明,用体积浓度为5%的HCL,在70℃温度下对海泡石进行酸处理,在提高海泡石纯度,分散海泡石纤维束、使海泡石结构中孔隙扩大,进而达到更多载入Zn2+目的等方面都是十分必要和有效的方法;采用干湿循环方式将Zn2+载于海泡石能提高海泡石的载Zn2+量,但干湿循环方式操作更复杂,能耗更大,应视具体情况酌情选择使用。     

热处理褐铁矿去除水中的Mn2+

本文利用褐铁矿中针铁矿经热脱水相变获得以纳米晶赤铁矿为主要物相的纳米-微米多级孔结构材料,并用于模拟净化富Mn~(2+)地下水。同时考察了热处理温度、初始pH值、初始Mn~(2+)浓度、吸附反应时间等对材料去除溶液中Mn~(2+)的影响。XRD、TEM、BET表征结果表明,300℃热处理产物中赤铁矿孔径最小为2.7 nm,比表面积最大达到107.4 m~2/g。吸附实验结果表明,在pH值5~10的范围内,p H值对煅烧褐铁矿颗粒对Mn~(2+)去除效果影响较小;材料在贫氧条件下对水中低浓度Mn~(2+)的最大吸附量为6.45 mg/g;吸附动力学符合准二级动力学模型;褐铁矿热处理形成的纳米晶赤铁矿对Mn~(2+)具有吸附和催化氧化作用,其中的杂质锰氧化物对Mn~(2+)的吸附和催化氧化具有增强作用。     

含钒石煤的穆斯堡尔谱研究

本文收集了我国湘鄂淅地区含钒石煤样品,使用化学分析和穆斯堡尔谱方法,测定和研究了石煤中钒铁的赋存方式和价态,以及不同焙烧温度下钒铁价态变化等。初步研究表明,石煤中钒铁价态及价态变化的测定,对含钒石煤中钒铁矿物和成因研究,钒的提取和石煤的综合利用有重要意义。     

萤石：Eu2+的发光及微结构

萤石掺杂Eu在还原气氛下灼烧可制备出发蓝色荧光的萤石 :Eu2 +晶体 ,该体系的发光为5d→ 4f跃迁发射。在萤石 :Eu2 +体系中对称程度较高的 [0 11]方向发现Eu或F点缺陷 ,但其对发光体整体发光影响不大 ;对发光有重要作用的是对称性较低的 [ l12 ]、[0 13]方向的Eu2 +及F晶簇。Eu2 +晶簇与基体界面会产生定域能级     

Eu3+水合离子在纳米二氧化硅表面的吸附与结构

采用发射光谱研究了不同pH和不同Eu初始浓度条件下,Eu在纳米二氧化硅-水界面的吸附特征。研究发现,当pH低时,Eu在纳米二氧化硅表面的吸附很少,随着pH的增加,Eu在纳米二氧化硅表面的吸附急剧增加,当出〉6时,几乎所有Eu都被吸附。研究同时表明,吸附在纳米二氧化硅与水界面的Eu离子种类也取决于pH值：当pH〈5时,吸附的Eu主要为Eu^3＋水合离子,当pH〉5时,吸附的Eu主要为Eu（CO3）^＋,甚至Eu（CO3）2^-离子。吸附的机理除了静电吸引外,更重要的是这些离子与纳米二氧化硅表面形成化学键,即表面化学吸附。     

坡缕石粘土对Cu2+的吸附热力学

将坡缕石粘土分离提纯后作为吸附剂,通过对水中Cu2+的静态吸附实验,考察了时间及介质pH值对吸附效果的影响,并对吸附平衡和吸附热力学特征进行了探讨。结果表明:在实验条件下坡缕石粘土对水中的Cu2+离子具有较强的吸附作用,吸附平衡时间约为60 min,pH值对吸附效果有显著的影响,吸附量随pH值的升高而增加,当平衡溶液pH>7时吸附率超过99%;吸附平衡与Langmuir方程的符合程度优于D-R方程和Freundlich方程,由Langmuir方程拟合饱和吸附量为33.0～34.0 mg/g,由D-R方程得平均吸附能Es为13 kJ/mol,吸附过程为离子交换反应;吸附过程吸热,吸附焓为16.97 kJ/mol,吸附Gibbs函数在-27～-24 kJ/mol之间,吸附熵大于零,吸附过程可自发进行。     

交互四元体系Li+, Mg2+//SO2-4, B4O2-7H2O 288 K

采用等温溶解平衡法研究了288K时Li+, Mg2+//SO2-4, B4O2-7- H2O四元体系的固液相平衡关系,测定了该四元体系在288K时平衡液相的溶解度和密度。依据实验测定的平衡溶解度数据及对应的平衡固相,绘制了该四元体系的平衡相图及密度组成图。研究结果表明：交互四元体系Li+, Mg2+//SO2-4, B4O2-7- H2O 288K时平衡相图中有2个共饱点,5条单变量曲线,4个结晶区对应的平衡固相分别为Li2B4O7·3H2O,Li2SO4·H2O,MgB4O7·9H2O和MgSO4·7H2O。