自研高精度pH传感器的标定、校正方法及其在海水原位观测中的应用

电化学方法是测量海水pH值的主要方法之一。针对自主研发的基于铱金属及其氧化物电极的pH传感器,建立了海水环境下仪器标定和数据校正的方法,并在近岸和大洋环境中进行了原位测试的应用。仪器标定包括：(1)依照海水pH分析的标度要求选取适当的标定缓冲试剂;(2)以标准海水替代常用的2-氨基吡啶(AMP)溶液制备标定缓冲体系。数据校正主要包括温度背景校正及误差校正。海区原位测试应用以及与其他同类仪器对比表明,标定体系差异带来的误差可达1.00 pH单位,数据校正可提升测试精度0.10～3.00 pH单位不等。仪器的标定与数据校正方法能有效提高该自研pH传感器的测量精度。     

一种新型电镀法制备的Ir/Ir(OH)x pH电极及其在加州纽波特港海域的应用研究

Resulting from the rising levels of atmospheric carbon, ocean acidification has become a global problem. It has significant impacts on the development, survival, growth and physiology of marine organisms. Therefore, a highprecision sensor is urgently needed to measure the pH of sea-water. Iridium wire with a diameter of 0.25 mm is used as the substrate, and an Ir/Ir(OH)_x pH electrode is prepared by a one-step electrochemical method in a Li OH solution at the room temperature. A scanning electron microscope(SEM) observation reveals that it is coated with nanoscale particles. In laboratory tests, the electrode exhibits a very promising pH response, with an ideal Nernst slope(56.14–59.52), fast response, good stability and long life-span in tested pH buffer solutions. For a sea trial,four pH electrodes and one Ag/Ag Cl reference electrode are integrated with a self-made chemical sensor, and a profile detection of nearly 70 m is implemented near Newport Harbor, California on August 3, 2015. The results reflect that the pH value measured by the sensor is very close to the data given by Sea-Bird 911 plus CTD, with a difference value ranging from 0.000 075 to 0.064 719. And the sensor shows a better data matching degree in 0–40m water depth. In addition, the high precision and accuracy of the sensor make it possible to use in the ocean observation field.     

中生代苏—鲁活动大陆边缘榴辉岩、煌斑岩、金矿及富集地幔间的成因联系

海西期末形成的初始欧亚板块，从三叠纪（250Ma)开始，便与古太平洋板块－太平洋板块发生强烈的挤压碰撞作用和俯冲作用，及由此引起的远距离效应使中国广大的东部地区从中生代开始成为活动大陆边缘，俯冲作用及构造环境的演化是控制胶东地体等大多数中生代榴0辉岩等变质岩类，花岗岩类，火山岩类，煌斑岩类以及金等矿床形成和使它们出露地表的重要因素，胶东地体中富钾的钙－碱性煌斑岩类的特征与其它活动大陆边缘和造山带中金矿有关的煌斑岩很相似，例如呈脉状产出，晚期侵位，强烈的自变质，富含大离子亲石元素（LILE）和挥发分，高的金含量，高的LREE／HREE和^87Sr/^86Sr比值，低的^143Nd/^144Nd比值，与花岗岩类，橄榄安粗岩，酸性脉岩以及热液金矿床的密切共生及它们这间与富集地幔楔的成因联系等，这些都表明它们与板块或板片俯冲过程中的去气，去碱，去ILE作用或壳－幔物质交换作用及由此形成的富集地幔楔有着紧密的联系。     

东太平洋表层沉积物中热水矿物组合的发现及其意义

对东太平洋表层沉积物的扫描电镜观察表明，样品中除陆源碎屑和生物壳体外，存在着一组特征性的石英－钠长石－重晶石自生矿物组合。它们均呈完好自形晶，显然未经历过明显的搬运，都是原地形成的自生矿物。X射线衍射分析进一步确认了这组矿物的存在。迄今为止自生钠长石主要见于埋深较大的储层砂岩，其结晶温度不低于70℃，是一种典型的热水成因矿物，而同样完整晶形的重晶石曾在加利福尼亚湾Guaymas盆地被发现，并被确认属热水成因。作者据此认为，存在于东太平洋表层沉积物中的自生石英－钠长石－重晶石属于热水矿物组合。这意味着在远离洋中脊的大洋盆地亦有一定规模的热水活动，它对深海成矿作用和全球环境，尤其是长周期气候变化等的影响值得重视。     

X-射线荧光光谱法定量分析海山富钴结壳中MnO2与MnO的含量之比值

通过普通X-射线荧光光谱仪,结合PeakFit谱峰处理软件,对不同比例的MnO和MnO₂的混合样品的K_β谱峰参数进行了研究,用数学方法将实测的谱峰分解为各个单一的谱峰参数(峰位、峰高、半高宽、子峰面积),找出了各个谱峰参数与不同价态锰的含量之间的关系,并据此确定了中太平洋海山区大量富钴结壳样品中不同价态锰的相对含量.分析结果显示,富钴结壳中+4价锰从核心向外有增高的趋势,可以认为这与该区第三纪以来南极底流活动的增强有关.     

Integration of Real-Time Chemical Sensors for Deep Sea Research

There is a great demand for in-situ real-time chemical sensors in the oceanographic research, to measure the chemical components under the deep sea. The ISE (Ion Selective Electrode) is commonly used as a detecting part of deep-sea electro-chemical sensors. The paper highlights the solidification and micromation of the working and reference electrodes. The sensors of pH and H2S with a thermal probe are accomphshed after the solution of configuration of electrodes and signal processing. The sensor system has been tested successfully in the cruise of DY105-12, 14 sponsored by China Ocean Mineral Research and Exploitation Association(COMRA).     

普通X射线荧光光谱法用于中太平洋富钴结壳中锰价态的定量分析

应用普通X射线荧光光谱仪，结合PeakFit谱峰处理软件，对不同比例的MnO和MnO2的人工混合样品的谱峰参数进行了研究，用数学方法将实测的谱峰分解为各个单一的谱峰参数（峰位、峰高、半高宽、子峰积分面积），找出了各个谱峰参数与不同价态锰含量之间的关系，并据此确定了中太平洋海山区大量富钴结壳样品中Mn^4＋的相对含量，主要集中在80％～100％。总结了富钴结壳中中层和表层Mn^4＋的含量高、核心层Mn^4＋的含量低的变化规律．认为这与该区第四纪以来南极底流活动的增强有关。     

锰结核矿物及其原位复合材料吸氢性能的初步研究

采自东太平洋中国开辟区的锰结核，主矿物相为钡镁锰矿、钠水锰矿，以及属XRD隐晶质的针铁矿与四方纤铁矿，部分矿物相结构特征与人工合成的纲伙碳管十分相似。在室温中压下采用等容压差法测量了锰结核的气态贮氢能力，测得锰结核样品的吸氢量为0.31%。以乙炔为碳源，在750℃下采用气相沉积法直接在锰结核上成功地催化制备出多壁纳米碳管和纳米碳纤维，同样条件测试这种矿物碳管原位复合材料的吸氢性能，其吸氢能力达到1％左右。保持锰结核矿物结晶结构在加热脱水过程中的稳定性，对提高其贮氢能力至关重要。     

钛酸脂改性坡缕缟石化学气相沉积生长碳纳米管

以钛酸脂改性坡缕缟石为催化剂，利用化学气相沉积法催化裂解乙炔，在高温下成功地制备了多壁碳纳米管，认为坡缕缟石释放的金属铁起到了催化乙炔的作用，讨论了它的形成条件，指出在800℃条件下生长的碳纳米管质量最好、产率最高，若催化反应温度过高则会降低产品的质量，催化温度低于700℃时不能用来制备碳管。与传统的过渡金属催化剂相比，这种矿物催化剂原料成本低廉，制备工艺简单，有利于碳纳米材料合成的工业化生产。     

浙江陈蔡群孔兹岩系的原岩建造和变质作用

本文研究了浙江陈蔡群孔兹岩系的变质岩石组合、原岩建造和变质作用，认为浙江陈蔡群孔兹岩系的原岩建造属火山—沉积型，具有明显的旋回性。其原岩建造包含了两个大的火山—沉积旋回，即从基性火山岩开始到泥砂质碎屑至碳酸盐岩沉积。指出孔兹岩系的原岩建造形成于古岛弧环境，经受了多期变质变形作用，其早期变质发生于晋宁期，加里东期出现迭加变质，包括从低角闪岩相到高角闪岩相阶段的两期变质，均属中压相系区域动力热流变质。