甘肃阳山金矿安坝矿段土壤中金的相态分析

从甘肃阳山金矿安坝矿段土壤样品中,分离提取金的8种化学相态(硫化物结合态、游离态、有机质结合态、水溶态、铁锰氧化物结合态、离子交换态、碳酸盐结合态、残渣态),用石墨炉原子吸收法测定各相金含量,并查明其分布特征。结果表明:安坝矿段上覆土壤中,金主要以游离态、硫化物结合态、有机质结合态3种形式存在,分别占总量的3.3%~75.9%,0~37%,3.3%~26%。平均含量分别为105.5×10-9,30.5×10-9,25.3×10-9。土壤中游离态金相对含量的峰值和活动态金相对含量的谷值均出现在矿体上方,指示着已知金矿体的赋存部位。因此,可利用游离态金或活动态金作为类卡林型金矿的找矿指标。     

NiSO4溶液的DFT和EXAFS研究

由密度泛函理论(DFT)和扩展X-射线吸收精细结构(EXAFS)光谱研究硫酸镍溶液的微观水合结构。对硫酸镍水合团簇[NiSO4(H2O)n]0 (n=1-12) 的结构优化和能量计算采用DFT计算中的B3LYP方法进行。对于每一个团簇尺寸尽可能考虑所有初始构型,并以此确定能量最低结构。 DFT计算结果表明,在[NiSO4(H2O)n]0团簇中六配位结构的Ni2+为稳定构型. 水合能计算结果表明,当水合团簇尺寸较小时(n≤5),六配位直接接触离子对(CIP)为稳定构型;而当6≤n≤10时, 溶剂共享离子对 (SSIP)为稳定结构。随着团簇尺寸的增加,当n≥11时,x个水分子分割离子对 (xSIP, x是Ni2+和SO42-之间的水分子数目,且x≥2)为稳定构型。对 NiSO4溶液和NiSO4?6H2O进行EXAFS实验,结果证实Ni2+第一水合层是由六个水分子形成的稳定八面体结构,且当 NiSO4溶液浓度从0.70 mol/L到2.22 mol/L(近似饱和溶液)并未发现CIP构型。Ni-O距离和配位数(CN)分别是 2.040±0.020 ? 和6.0±1.0,这些结论与[NiSO4(H2O)n]0水合团簇的DFT计算结果一致。     

五硼酸钾、偏硼酸钾和四硼酸钾溶液中硼酸根离子类型、密度及电导率研究

利用牛顿迭代方法计算给出硼酸钾溶液中硼酸根离子的物种分布图。研究给出溶液中硼酸根离子的类型、含量以及各硼酸根离子间相互转化方程式,并简单谈论了温度和浓度对硼酸根离子类型和含量的影响。在五硼酸钾溶液中主要硼酸根离子物种为B3O3(OH)4-,B4O5(OH)42-和B(OH)3,而B5O6(OH)4-含量非常低,可以忽略不计;偏硼酸钾溶液中主要离子为B(OH)4-;在高浓四硼酸钾溶液中主要物种为B3O3(OH)4-,B4O5(OH)42-和B(OH)4-。最后用Otakar和Casteel-Amis经验方程式分别研究了硼酸钾溶液的密度和电导率。     

中国与欧洲全球尺度地球化学填图分析方法的对比

实施国际地球化学填图项目最关键的是分析问题。欧洲和中国在全球尺度地球化学填图做法上存在较大的差异。中国使用统一的采样介质,即泛滥平原沉积物,并使用几种大型设备作为骨干配合使用多方法分析系统,分析76种元素,这是人类历史上首次制作了元素周期表上除惰性气体元素和人工元素以外的几乎所有元素地球化学图。欧洲恰恰相反,欧洲在采样介质上趋向于多介质,而分析技术上只使用少数几种大型设备;分析方法的单一,使得很多关键元素没有分析出来,如贵金属元素Ag,Au,Ir,Os,Pd,Pt,Rh,Ru;卤族元素F,Cl,Br,I;分散元素Ge,In,Se,Te;与生命密切相关的元素K,N,S,B等。尽管欧洲强调以环境为目的,但很多与环境密切相关的元素都没有分析,所以欧洲的全球尺度地球化学填图的信息量大打折扣。这些不统一的做法,将会制约全球地球化学图的编制。     

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。     

Cs+水合结构的密度泛函理论计算研究

基于密度泛函理论在ωB97XD/gen def2-tzvp基组水平上对[Cs(H_2O)n]~+(n=1～15)水合团簇结构的振动光谱进行了研究。研究表明,随着水分子数的增加,在气相和液相中,八配位的Cs~+水合团簇是最稳定的;随着水分子数的增加,Cs-O键长增大,Cs~+上的电荷密度减小。当水分子数大于11时,Cs-O键长和Cs~+上的电荷密度变化很小。O(H_2O)-O(H_2O)距离、∠O(H_2O)-Cs-O(H_2O)°统计结果表明,15个水分子足以形成Cs~+的近似饱和水合层。此外,红外光谱显示[Cs(H_2O)n]~+水合团簇中O-H伸缩振动随着水分子数的增加而发生变化,由此可以作为鉴别水合层位置的一种参考方法。     

粘土矿物中嵌晶态硅酸钴的浸取实验研究

系统地研究了用 Ｎ Ｈ４ Ｈ Ｆ２ 和柠檬酸浸取粘土矿物中嵌晶态硅酸钴的新方法。实验过程中对浸取剂的用量、水浴时间、温度等影响因素进行了正交实验设计,选出了最佳的浸取条件。结果表明,该方法浸取粘土矿物中嵌晶态硅酸钴的浸出率达 ９６０５％ 以上,相对标准偏差为１２２％ 。     

五硼酸钾溶液中含硼物种的研究

采用物种分布图与核磁共振实验研究了五硼酸钾溶液中含硼物种的类型、含量和溶液浓度间关系。研究表明五硼酸钾在稀溶液(0.05 mol/kg(H₂O))中几乎全部水解,主要物种为B(OH)₃和B(OH)₄^-;在较浓溶液(0.20 mol/kg(H₂O))中主要物种为B(OH)₃和B₃O₃(OH)₄^-,而B₅O₆(OH)₄^-和[B₄O₅(OH)₄^2-]的含量较小。核磁共振实验研究给出了B(OH)₄^-、B₃O₃(OH)₄^-和B₅O₆(...     

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。     

内蒙古拜仁达坝铅锌矿矿集区土壤中成矿元素分布及其赋存形态研究

对拜仁达坝铅锌矿矿集区3个多金属矿区的3个土壤粒级样品中Zn、Pb、Cu、Ag 4种主要成矿元素的7种赋存形式(水溶态、离子交换态、碳酸盐结合态、有机质结合态、铁锰氧化物结合态、硫化物结合态和残渣态)进行了测定。研究结果表明:1银都矿区土壤中Zn、Pb和Ag浓度最高,而道伦达坝矿区土壤中Cu的浓度最高;2拜仁达坝矿集区土壤中Zn、Pb和Cu主要以残渣态形式赋存,而Ag主要以铁锰氧化物结合态和硫化物结合态形式赋存;3拜仁达坝矿集区Zn、Pb和Cu元素在3个土壤粒级中的各个赋存形式所占的比例略有差别,但总体上大致相同,而Ag元素的赋存状态在3个土壤粒级的差异较大;4 3个矿区土壤中水溶态、离子交换态、碳酸盐结合态和有机质结合态的Zn和Pb差别不大;铁锰氧化物结合态、硫化物结合态和残渣态的Zn和Pb,以及Cu和Ag的7个赋存状态在3个矿区的差别较大。