含钙铝铁水解聚合产物的矿物学研究Ⅱ:热分解特性

分别以NaOH和Ca(OH)2作为碱化剂,合成了聚合氯化铝铁(PAFCNa,PAFCCa),比较样聚合氯化铝(PACNa,PACCa)、聚合氯化铁(PFCNa,PFCCa),制成低温干燥样进行热分解检测.热重分析证明,PAFCCa中的含水量高,主要是配位水与结晶水.当n(Al)/n(Fe)>5:5后,PAFCCa的含水量平均为42.3%.按Ca6Al2(SO4)3(OH)12·26H2O分子式计算,钙矾石的结构水(含OH水)含量为43.06%,两者含水量相当接近.TG-DTG热分析结果支持XRD对PAFCCa中存在含Ca3Al2(OH)12柱体的类钙矾石结构体的认定.PAFC-Ca根据其DTG曲线上的125℃和180℃两个脱水速率(肩)峰可以判别其中有无钙矾石结构体,以及相对量的多少.     

含钙铝铁水解聚合产物的矿物学研究Ⅰ:形态和物相

用X射线粉晶衍射分析技术结合热重分析、红外光谱及电镜观察对合成的含钙聚合氯化铝铁(PAFCCa)及其合成前体含钙聚合氯化铝(PACCa)、含钙聚合氯化铁(PFCCa)的低温干燥样进行了表征.XRD衍射结果表明,Ca(Ⅱ) 分别与Al(Ⅲ)、Fe(Ⅲ)都能形成结晶化合物,在PACCa中结晶化合物主要是Ca3Al2(OH)12,在PFCCa中结晶化合物主要是Ca4Fe14O25,在PAFCCa中形成Al-Ca-Fe三相结晶化合物铁取代的氯钙矾石结构体,其组成是(Ca6(Al,Fe)2[(OH)4Cl2]3·20H2O).热重分析、红外光谱与电镜观察都支持了XRD的衍射结果.     

含钙铝铁水解聚合产物的矿物学研究Ⅲ:陈化对形态的影响

用透射电镜、扫描电镜、热分析及矿物谱学等手段对含钙铝铁水解聚合产物(含微量硅)合成初期样品及其陈化9年后样品组成物相的形态演化进行了观察对比研究。结果表明,含钙铝铁溶液合成初期迅速形成类钙矾石双羟合结构体,其结构中部分Al3+被Fe3+取代、SO42-阴离子被Cl-离子替代,无定形的铝铁共聚物、铝硅共聚物和多种铝、铁、钙氢氧化物(氧化物)微晶竞争存在。缺氧条件下铝铁水解产物的演化由于氯、钙离子的存在而与文献的报道有所不同。陈化改变了含钙聚合铝(铁)溶液中的长程有序结构。其中的类钙矾石双羟合结构体在高Cl-、低pH环境下长期陈化过程经历了溶解-再结晶作用。大量的铁微晶相溶解形成富铝水羟合铁(ferrihydrite)胶体结构,Cl-与Ca2+以键合或共沉淀方式进入富铝水羟合铁(ferrihydrite)相。富铝水羟合铁(ferrihydrite)胶体最终的结晶相还是β-FeOOH。     

傅里叶变换红外光谱(FTIR)方法在南海定量矿物学研究中的应用:以MD01-2393孔为例

傅里叶变换红外光谱 (FTIR)方法以其测量多种矿物绝对含量的能力在古环境研究中有很大的优势 .运用FTIR方法分析了南海南部湄公河口MD0 1 - 2 393孔的矿物成分含量 ,对比运用X射线衍射 (XRD)的半定量分析方法 ,研究了青藏高原东部和湄公河盆地晚第四纪 1 90ka以来风化剥蚀演化历史 .结果显示 ,全岩高岭石 /石英和粘土粒级 ( <2 μm)高岭石 /蒙脱石比率可用作陆源区风化侵蚀的矿物学标志 .晚第四纪 190ka以来 ,青藏高原东部和湄公河盆地机械侵蚀作用在冰期比间冰期强 ,化学风化作用在间冰期比冰期强 ,揭示出亚洲季风气候驱动的风化剥蚀演化历史 .全新世期间 ,虽然全岩高岭石 /石英与粘土粒级 ( <2 μm)蒙脱石 /高岭石比率指示相同趋势的风化剥蚀作用 ,但全岩高岭石 /石英比率显示更强的机械侵蚀能力 ,这可能是受湄公河口海平面快速变化的影响