漏导对电气石自发极化性质的影响

对产自新疆(编号为XJ1、XJ2)和四川(编号为SC1)的电气石样品进行切片、抛光和晶体定向,测定了3种原样电气石在室温下的漏电流和电滞回线,探讨了漏导对铁-镁电气石自发极化性质的影响。结果显示,当电气石加上外电场时,有轻微的漏电流现象,初始时漏电流有微小的波动,随着时间的延长,漏电流趋于稳定。在相同的极化时间下,当外加电压较小时,漏电流变化比较缓慢;外加电压较大时(接近4000 V),漏电流急剧增加。其中,SC1的漏电流最大,XJ2次之,XJ1最小,同时在相同外电场下,极化强度大小也为XJ1XJ2SC1,表明漏导越大的电气石,其自发极化强度越大。     

TiO2/电气石复合物的光催化性能

采用溶胶-凝胶法制备TiO2/电气石复合光催化剂,通过光降解甲基橙实验考察复合光催化剂的活性,发现复合物中2%电气石的制备比例就可以显著提升TiO2降解有机物活性,降解率(0.5h)达99.87%,明显优于纯TiO2(0.5h)83.64%,提高了约20%。经XRD、BET、SEM等手段对样品进行分析得知:经800℃以下长时间热处理,电气石的结晶构造不变;900℃热处理使电气石结构破坏。SEM分析显示复合物中TiO2颗粒呈球簇状,均匀包覆在电气石表面形成颗粒膜层。     

CaCO3生物矿化的研究进展——有机质的控制作用

生物CaCO₃是自然界分布最广泛的一类生物矿物,其组成除了无机相的CaCO₃外,还含有少量的有机质,包括水可溶(SM)和水不可溶有机质(IM),SM富含阴离子基团,是控制CaCO₃结晶的重要因素之一。通过有机—无机界面分子识别,有机质选择性地与CaCO₃晶体特定方向的面网相互作用,从而对CaCO₃的生长、形貌、多型及结晶学定向等产生明显的控制作用。有机—无机界面的分子识别机制包括静电、晶格几何匹配和立体化学互补等。仿生矿化的研究为进一步深入了解生物矿化的机理及制造高级复合材料提供了新的方法。     

广州市大气颗粒物PM2.5显微形貌特征和来源解析

PM_2.5是近年来影响我国城市大气环境的首要污染物,其成因机制复杂。本文采用扫描电镜和ICP-MS研究了广州市大气颗粒物PM_2.5的显微形貌及其化学组成特征,并应用富集因子法进行源解析。结果表明,PM_2.5的颗粒形态以无定形态为主;主要物质表现为含Fe、Mg、Al、K、Na的硅酸盐组合,具有道路扬尘、建筑施工排放等一次粒子特征;单个无定形颗粒物能谱表现出硫酸盐+硝酸盐的组合特征,为汽车尾气所排放的前体污染气体NO_x和SO₂进入大气环境中,在特定的物理化学条件下通过成核作用发生相态改变所形成的二次粒子。PM_2.5中高度富集Cd、Se、Zn、Cu、Pb、As等重金属,异常富集的Br主要为当地普遍使用的阻燃剂十溴联苯醚和拆解电子垃圾所致,稀土元素的浓度在0.022~0.582 ng/m³之间,具有重稀土元素富集的特征。这些特征反映出广州市PM_2.5颗粒物的组成既有一次粒子,也有二次粒子,物质来源具有多重性。     

异质同构晶体的结构演变对Eu2+/Eu3+稳定性的影响

Eu具有2种价态,一般来说,还原条件的选择和控制是合成低价Eu材料的关键。而大量的实验结果也表明:基质晶体结构、取代离子半径和电荷以及电荷补偿剂等对Eu的价态改变和价态稳定性都有影响。Eu3+是Eu元素在化合物中的正常价     

AlCl3对细颗粒泥沙絮凝沉降的影响

铝类絮凝剂对细颗粒泥沙絮凝沉降有重要作用,常应用于浑水澄清、农业污水处理等研究中。在AlCl₃浓度为0～1.7mmol/L,泥沙浓度为10g/L时,用吸管法研究了AlCl₃对细颗粒泥沙絮凝沉降的影响,结果表明:在液面下同一深度,泥沙浓度随时间呈指数衰减;悬液经多次搅拌后再沉降,其沉速减缓;当AlCl₃浓度为0.9～1.7mmol/L时,出现明显的清浑水交界面,交界面随时间等速下降,平均沉速为4.756cm/min,对应的絮团平均粒径为0.0315mm;土娄土絮凝临界粒径为0.027mm。     

贵州石灰岩和砂岩地区C4和C3植物营养元素的化学计量对N/P比值波动的影响

陆地生态系统植物的生长受到营养元素氮(N)和磷(P)的可利用性的限制。已有的证据表明营养元素的相对丰度将控制生态系统的营养元素循环和能量流动的速度。文章提出如下假设:为了适应环境的变化,植物具有可伸缩性地调整营养元素含量的能力,也就是营养元素化学计量比值变化的能力,植物N/P比值波动的影响不仅来源于N对P的相对可利用性的变化,也来源于其他营养元素化学计量的变化,尤其是与Ca的化学计量的变化。为了验证上述假设,本研究利用3种C₄植物和11种C₃植物,研究了植物N/P化学计量比值的波动随N与Ca和P与Ca化学计量的变化模式:对C₄植物来说,N/P比值的波动主要受生物量P与Ca化学计量变化的影响;而对C₃植物来说,则同时受N与Ca和P与Ca化学计量变化的控制,它们之间的相对控制能力的大小将决定植物N/P比值波动的变化梯度,C₄植物和C₃植物的N/P比值的波动都要受土壤pH值的影响。本研究对了解物种丰度和N对P的相对可利用性、N与Ca,以及P与Ca的化学计量之间关系具有重要意义。     

费托合成:SiO2和Al2O3负载的Co2C催化剂的表征和评价

采用CO碳化SiO2和Al3O4负载的Co(NO3)2的方法制备了SiO2和Al3O4负载的Co2C催化剂,采用N2物理吸附、X射线衍射和H2-程序升温还原技术对催化剂进行了表征,并用于催化费托合成反应中.结果显示,需要较长碳化时间才可合成负载的Co2C催化剂;所制催化剂表现出CO加氢生成高碳醇的催化性能,其原因可能在于催化剂表面存在的金属Co物种使CO解离,表面Co物种有利于CO插入,从而导致醇的生成,但体相Co2C则不具有催化活性.     

静水压力和单轴压力对后钙钛矿MgSiO3中地震波速的影响

后钙钛矿MgSiO3对于重新认识地球的基本结构和成分具有重大意义.采用基于密度泛函理论的第一性原理计算对后钙钛矿MgSiO3在静水压力和单轴压力下的弹性性质和地震波速特征进行了研究.首先通过总能比较和力学稳定性判据验证了后钙钛矿MgSiO3在高压下的稳定性,并且计算得到的晶格常数与前人结果符合很好.计算表明在高压下(D层),后钙钛矿具有比钙钛矿大的体变模量、剪切模量及密度,并且具有大的地震波速,这与地震观测D层中地震波速的不连续性一致.在静水压力作用下,计算结果显示压缩波各向异性基本保持不变,而剪切波各向异性增强.有单轴应力作用时,后钙钛矿地震波各向异性差异非常明显,当压力作用在a轴或c轴上时,能够得到比对应静水压力下后钙钛矿更强的各向异性,而恰好相反的是,压缩b轴时,各向异性有减小的趋势.本研究能为解释地幔底部地震波不连续性和横向差异提供一定的参考.     

土著微生物对CO2地质储存过程中水岩作用的影响

为了研究土著微生物对CO2地质储存过程中水岩作用的影响,进行了摇瓶实验和高压釜模拟实验。结果表明:细菌的作用促进了含钙碳酸盐的形成;真菌使固碳离子的溶出量增大;放线菌促进了含铁碳酸盐的形成。细菌实验组与高压釜模拟实验中岩石样品表面均形成了未知的硅铝酸盐矿物,这些硅铝酸盐的沉淀为CO2的固定起到积极的作用。如果反应时间足够长,溶液中的碳酸盐就可能以方解石、菱镁矿、菱铁矿等矿物的形式析出,从而实现CO2在地下的永久储存。     

Hydrothermal synthesis and morphology of Ga-bearing tourmaline

Ga-bearing tourmaline was originally synthesized in boron, boron–alkaline, and boron–fluorine hydrothermal solutions at a temperature of 600–650°C and pressure of 100 MPa as crystals of spontaneous growth and on seeds. The maximal concentration of Ga₂O₃ in synthetic crystals reaches ~24.5 wt %. In addition to Ga-bearing tourmaline, Ga-bearing topaz crystallizes in boron–fluorine solution. Ga-bearing albite crystallizes in boron–alkaline solutions, whereas no additional phases are formed in pure boron solutions.     

几种氨基酸对碳酸钙矿化的影响

采用扩散法在CaCl2水溶液中加入不同氨基酸进行碳酸钙的体外矿化实验,利用扫描电子显微镜及拉曼光谱等方法对矿化结果进行观察和分析。结果表明,极性和碱性的氨基酸在pH值与其等电点不同的溶液中会发生解离,从而使自身荷电,并对碳酸钙的矿化产生影响;非极性的氨基酸对矿化基本没有影响。利用模板效应理论可以解释甘氨酸和丝氨酸对球文石沉淀结晶的诱导机理。     

Experimental study of stability and crystallization peculiarities of tourmaline in hydrothermal conditions

Doklady Earth Sciences -     

Effect of heat treatment on tourmaline from Brazil

The crystal-chemical behaviour of tourmaline from Araçuaí, Minas Gerais state, Brazil, when subjected to heating in air atmosphere has been studied by several techniques, including EMPA, UV–Vis, TGA, and Mössbauer spectroscopy. The tourmaline samples are typically intermediate members of the elbaite-schorl series. The origin of colour and of its change after treatment has been discussed in terms of local disorder, presence of metal transition elements, oxidation of ferrous iron at the octahedral site, and simultaneous trap of the excess electron. These findings may be used to enhance the colour in tourmaline crystals or generate wanted colour changes.     

碧玺自发极化效应的环境应用以及人体保健作用

碧玺是一种色彩丰富倍受青睐的宝石,同时也可以作为环境矿物用来治理环境.碧玺具独特的自发极化现象,具有表面电场,可以电解水、吸附带电离子、释放空气负离子.这些独特的性质赋予碧玺治理环境的用途,例如吸附污水中重金属离子、降解有极大分子污染物等.人体佩戴碧玺时,这种自发极化现象也会带来一定的保健功效,具有一定的电磁屏蔽效果,促进人体新陈代谢.     

Metasomatic crystallization of muscovite in granite and tourmaline in schist related to pegmatite emplacement near Yellowknife,Canada

Numerous pegmatite dikes occur in the Sparrow pluton (muscovite-biotite granite) and in the adjacent cordierite-zone schist-hornfels of the Yellowknife Supergroup. Where pegmatite dikes cut granite, the adjacent granite is enriched in muscovite and apatite, and depleted in K-feldspar. Mass transfer calculations, based on rock, mineral, and modal analyses, indicate that H, P, and locally B, Ti, Fe, and Ca were added, and K, Sr, Ba, and locally Na were removed (hydrogen metasomatism). In one alteration zone (8 cm wide) the calculated change (in terms of mols/gram of unaltered granite) is, 600 K-feldspar+24 biotite+190 plagioclase +[770 H+36 P+3 Ti+13 Fe+13 Ca] 400 muscovite+1100 quartz +11 apatite+[240 Na+260 K]. Where pegmatite dikes cut schist-hornfels (biotite-plagioclase-quartz), the adjacent rock is, in places, enriched in tourmaline, apatite, and quartz, and depleted in biotite and plagioclase. These alteration zones are variable in width; most are less than 20 cm wide. Mass transfer calculations, based on rock, mineral, and modal analyses, indicate that B, P, Zn, and locally Ca, Fe, and Al were added, and that Na, K, Fe, Rb, Sr, Ba, and locally Mg and Si were removed (boron metasomatism). In one zone, 2 cm wide, the calculated reaction (in units of mols/gram of unaltered schist) is, 730 biotite+1530 plagioclase +[1080 B+600 H+430 P+360 Ca] 480 tourmaline+480 quartz+115 apatite +[3630 Si+870 Na+590 K+110 Fe]. Changes in the volume fraction of muscovite, K-feldspar, tourmaline, and biotite, relative to distance from pegmatite, are progressive, and in most alteration zones may be expressed by use of an error-function equation. Some tourmaline zones are more complex. Zone formation is considered in terms of a steady-state reaction model in which grainboundary diffusion is the transport mechanism.     

Effect of pressure on the crystal structure of perovskite-type MgSiO3

The crystal structure of perovskite-type MgSiO₃ has been studied up to 96 kbar, using a miniature diamondanvil pressure cell and by means of single-crystal four-circle diffractometry. The observed unit cell compression gives a bulk modulus of K _o=2.47 Mbar, assuming K′_o=4. The unit cell compression is controlled mainly by the tilting of SiO₆ octahedra. The effect of pressure is to change Mg polyhedron towards 8-fold coordination rather than 12-fold coordination. The polyhedral bulk moduli of SiO₆ and MgO₈ are 3.8 Mbar and 1.9 Mbar, respectively.     

沉积CaCO3与金属离子界面反应动力学研究

金属离子与沉积碳酸盐之间２同反应动力学模拟实验表明,由于ＣａＣＯ３快速溶解和溶液ＰＨ急剧上升,大部分Ｐｂ＾２＋、Ｚｎ＾２＋离子与溶液中ＣＯ３＾２－和ＯＨ＾－离子反应生成白铅矿ＰｂＣＯ３、水白铅矿Ｐｂ３（ＯＨ）２（ＣＯ３）２,或Ｚｎ（ＯＨ）３和锌矿Ｚｎ（ＯＨ）６（ＣＯ３）２沉淀于体相溶液中,仅有少部分Ｐｂ＾２＋、Ｚｎ＾２＋通过扩散与ＣａＣＯ３表面发生离子交换反应。２５℃时,Ｐｂ＾２＋溶液中以白铅矿沉