透视石的原位高压单晶X射线衍射研究

采用同步辐射光源和金刚石对顶砧(DAC)技术,对透视石进行了室温下的原位高压单晶X射线衍射研究。实验的最高压力为11.7 GPa,在实验压力范围内,未观察到透视石发生相变。随着压力的升高,晶胞体积逐步被压缩,体积压缩率符合三阶Birch-Murnaghan状态方程,拟合获得体模量K0为114.6(5.3)GPa。压力低于9.3 GPa时,c轴的压缩率大于a轴;在9.3~11.7 GPa压力范围内,限制于透视石结构中的水分子在高压下会阻碍硅氧四面体六元环沿c轴方向的扭曲变形,导致c轴的抗压性增强,最终a轴与c轴的被压缩程度趋于一致。通过分析多种含水环状硅酸盐矿物的高压行为,发现高压下结构中水的存在形式对含水环状硅酸盐矿物的弹性性质有重要的影响。     

氢气还原处理对天然金红石可见光吸收的影响机制

天然半导体矿物金红石因结构中含有类质同象替代杂质元素V和Fe,具有一定的可见光吸收和光催化活性。为改善金红石的日光光催化性能,在H2还原气氛下,对天然金红石粉末进行500～900℃不同温度的热处理改性研究。紫外-可见漫反射吸收光谱（UV-Vis diffuse reflectance absorption spectra）表明H2还原处理显著改善了金红石在可见光区460～750 nm波段的光吸收,其中900℃处理样品的光吸收提升最为明显。电子顺磁共振（EPR）和X射线光电子能谱（XPS）测试表明,随着还原温度升高,杂质元素V和Fe从高价态（V5＋,Fe3＋）向较低的价态（V4＋,V3＋,Fe2＋）转化,同时金红石表面的化学吸附水含量也有所增加。本文认为H2还原热处理引起的过渡金属元素价态的改变,尤其是较低氧化态V离子（V4＋和V3＋）的形成,可能是导致金红石样品可见光吸收显著增加的主要原因。     

相变储能矿物材料研究现状及其展望

相变储能材料因为储能密度高,热导率大,相变过程近似恒温等特点,所以被公认为是一种很有前景的储能材料。在相变储能材料中,矿物储能材料占有重要地位,被广泛应用于太阳能存储、工业余热回收和各种控温领域。本文首先介绍了相变储能材料的一般概念,然后以矿物材料为重点,总结了常见的相变储能矿物材料和矿物复合相变储能材料的来源、物化性质、功能等。最后回顾了目前相变储能矿物材料的主要应用领域,指出目前相变储能矿物材料研究过程中有待解决的问题,并展望了其应用和发展前景。     

金刚石中微量元素的同步辐射X射线荧光分析

利用同步辐射X射线荧光技术,对人工合成金刚石以及产自山东、辽宁、湖南的天然金刚石进行了微量元素的测试分
析。结果表明,在合成金刚石中,检测到了第四周期的元素(除As、Ge、Kr和Br外)和Pb;其中Fe、Co、Ni相对含量高,可能是合成
时触媒的混入引起的。天然金刚石中检测到的微量元素有Ca、Ti、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Zn、W、Au和Pb,但相对含量比合成金
刚石中相应的微量元素相对含量低。不同产地的天然金刚石中的微量元素种类及含量存在差异,反映了金刚石地幔生长环境的
不同及岩浆对金刚石生长过程的影响。      

基于VR技术的多尺度地质数据3D沉浸式可视化与交互方法

随着科技的飞速发展,地质大数据正在呈爆炸式增长,地质大数据可视化与交互方法成为研究的新方向。如何通过可视化方法将巨大的、复杂的、潜逻辑的地质数据展现与交互是需要进一步探索的。本文提出基于VR技术的多尺度地质数据3D沉浸式可视化与交互方法,该方法既符合计算思维又符合地质专业理论。首先,从理论上提出多尺度地质数据可视化理论模型;其次,基于VR技术实现多尺度、多分辨率地质数据的可视化;最后,构建了3D沉浸式虚拟现实平台,采用实际数据验证方法的有效性。该方法适用于地质数据的可视化与交互,为科学的定量评价、分析和教学提供新思路,是未来的必然发展趋势。     

榍石的高压结构研究

利用同步辐射和金刚石压腔(DAC)技术对天然矿物榍石进行原位高压能散模式X射线实验研究,结果表明榍石在3.9 GPa和10.9 GPa分别发生P 21/a→A 2/a和A 2/a→A 1结构相变,并首次确定10.9 GPa→25.1 GPa榍石结构很可能稳定保持A 1相。基于此认为榍石能在地球较深部位稳定存在,此外,本研究对探索地球深部T i和S i元素的地球化学行为也有一定帮助作用。     

热处理金红石晶体结构及其光催化活性分析

本文以在氢气气氛中加热和退火处理的天然金红石样品(采自山西某变质矿床)为研究对象,利用单晶和粉晶X-射线衍射(XRD)、环境扫描电子显微镜(ESEM)、紫外-可见漫反射吸收光谱(UV-vis)等矿物学常规测试方法,结合Rietveld方法对实验数据计算和精修的结果,对系列样品的晶体结构及对光催化活性影响进行了系统的研究...     

锡石的原位高压X射线衍射研究

利用同步辐射能量色散X射线衍射(EDXD)方法和金刚石对顶砧(DAC)高压技术对采于四川平武的锡石进行原位高压(达24.0 GPa)结构研究发现:压力加载过程中,锡石在13.8 GPa时发生了从金红石型结构(P 42/m nm)到C aC l2型结构(P nnm)的位移式相变;在19.9 GPa时又由C aC l2型结构相变为黄铁矿型结构(P a3),此相变为重构式相变。对于第Ⅳ主族元素氧化物(S iO2,G eO2,SnO2和PbO2)及过渡金属氧化物(M nO2和R uO2)的高压行为进行了讨论,它们具有相似的高压相变序列,这些成果对与斯石英同构氧化物的高压行为研究提供了有价值的参考。     

锰氧化物和氢氧化物中的孔道结构矿物及其环境属性

运用晶体化学理论，通过矿物孔道结构的基本概念，描述软锰矿、拉锰矿、恩苏塔锰矿、锰钡矿、锰钾矿、锰铅矿、水锰矿、斜方水锰矿、钡硬锰矿和钙锰矿等矿物的孔道结构特征。总结出孔道结构锰氧化物和氢氧化物矿物在环境修复和治理中的吸附效应、孔道效应、催化效应、氧化还原效应以及纳米效应，并展望孔道结构锰氧化物和氢氧化物矿物在环境属性开发领域的应用前景。     

羟氯镁铝石的高分辨透射电镜观察

羟氯镁铝石（ｋｏｅｎｅｎｉｔｅ）为典型的异类结构基元层间层矿物．结构以氯化物层（Ｎａ,Ｍｇ）Ｃｌ２和氢氧化物层（Ｍｇ,Ａｌ）（ＯＨ）２沿ｃ方向规则交互构成．以前的研究认为构成羟氯镁铝石的两个亚结构有不同的空间群和晶胞参数．本次以高分辨透射电子显微镜的研究结果表明,羟氯镁铝石在ｃ方向的重复周期为１．０８ｎｍ左右,在ａ方向上没有显示出层失配特点,说明它是一种有序的晶体．对结构基元层层间的静电作用势能的定量计算表明,层间作用力相对较弱,为１０４．９０ｋＪ／ｍｏｌ．