纳米微粒物质测量中动态累积法采样技术

采样技术是纳米级微粒物质地球化学测量方法的基础.有效的采样装置和合适的采样量是动态累积测量采样技术的两大关键.在已知隐伏矿区,利用合适的液态捕集剂进行了动态累积测量不同采样装置及抽气量效果对比试验,结果表明,手提式采样器装置系统效果明显优于大气采样器装置系统,每点采样量在9 L以上效果较好.试验表明所采物质不是真正的气体,而是纳米颗粒,需要较大压力才可以从土壤释放.     

地球化学探测:从纳米到全球

文中简要总结了勘查地球化学的发展历程,阐述了从纳米尺度到全球尺度地球化学探测的最新进展。勘查地球化学从诞生初期研究手标本化学成分,到研究矿床尺度原生晕,到20世纪70年代以后研究化学元素的区域分布,到90年代以后开始研究全球尺度化学元素分布。进入2000年以后,为了更深层次理解这些宏观地球化学模式是如何受元素的微观行为控制的,开始了纳米尺度地球化学探测。目前纳米尺度地球化学和全球尺度地球化学研究成为地球化学探测的两个前沿研究领域。笔者从微观、区域和全球不同尺度地球化学探测,各列举一个前缘领域进行了介绍。(1)在微观尺度上,从纳米水平研究化学元素的存在行为、分散和迁移机理,列举了有关纳米铜和纳米金晶体颗粒的发现及其对隐伏矿勘查的意义;(2)在区域尺度上,阐述了盆地砂岩型铀矿地球化学调查理论与技术进展;(3)在全球尺度上,列举了全球地球化学基准研究的最新进展,初步总结了全球尺度化学元素分布与地质背景、矿产资源、气候变化和人类活动的关系。     

膨润土深加工的研究进展

由于膨润土具优良的物化性能、丰富的资源、低廉的价格,使得国内外有关科技人员对其深加工的方法和技术进行了大量的研究。在膨润土的提纯、钙基膨润土的钠化和活性白土的制备、各种有机膨润土的制备、膨润土凝胶的制备、用膨润土制备白炭黑等各种膨润土深加工的方法和技术,以及目前国际上研究的热点:柱撑粘土材料的制备和有机-无机纳米复合材料的制备等方面都有一定的进展。柱撑粘土是一种具有很高催化裂化活性的类分子筛新型固体酸催化材料,也是一种优良的新型环保材料。有机-无机纳米复合材料（纳米粘土）既具有粘土矿物的优良强度和尺寸稳定性,又具有聚合物断裂性能、可加工性和介电性能。膨润土的深加工技术开辟了非金属矿综合利用的新途径。     

纳米金的迁移富集与黄铁矿富金关系

黄铁矿是金矿床中常见的矿物,也是重要的载金矿物之一,有的黄铁矿富金,有的黄铁矿不含金或含微量金。为什么黄铁矿对纳米金的吸附作用强？讨论了纳米微粒金与黄铁矿的关系后指出,半导体型黄铁矿有Ｎ型和Ｐ型两种。前者具负热电动势、带负电;后者具正电位带正电荷。当其与ＳｉＯ２水溶液迁移时,若与带正电荷的Ｐ型黄铁矿相遇,即被Ｐ型黄铁矿吸附沉淀成矿。带负电荷的黄铁矿不能吸附带负电荷的纳米金,因而不能成矿。     

二氧化硅水溶物种与热力学性质

系统综述了热液流体中溶解ＳｉＯ２存在形式的研究成果，指出溶解ＳｉＯ２在天然条件下主要呈真溶液迁移，其形式为Ｈ４ＳｉＯ４或Ｓｉ（ＯＨ）４·２Ｈ２Ｏ及其它水合数的单硅酸和多硅酸；在适宜的条件下，Ｈ３ＳｉＯ－４、ＮａＨ３ＳｉＯ０４、Ｓｉ（ＯＨ）４ＳＯ２－４、（Ｋ，Ｎａ）Ｓｉ（ＯＨ）０５或硅的有机配合物将成为主要的溶解物种。最后，给出了有关上述水溶物种的热力学平衡常数     

TiO2-白云母纳米复合材料的制备及其表面化学特征

TiO2－白云母纳米复合材料属纳米薄膜材料，具有优异的珠光效应。本文利用化学液相沉积法制备出不同类型（单覆层、多覆层）的TiO2－白云母纳米复合材料，并利用扫描电子显微镜（SEM）和粉晶X射线衍射（XRD）、X射线光电子能谱（XPS）等手段对其进行了分析。SEM分析显示：所制备的TiO2－白云母纳米复合材料TiO2的颗粒直径在20－60nm之间，且颗粒均匀、界限清晰，表面平整。XRD分析表明：导晶剂Sn^4 对于提高TiO2向金红石转化起到了重要作用。XPS研究发现TiO2纳米镀层除Ti、O外还有以类同像替代Ti^4 形式存在的导晶离子Sn^4 和由载体白云母扩散的Si、Al、K成分。同时，表面O不足，偏离TiO2理想组成；随TiO2纳米镀层厚度的，TiO2逐渐接近理想成分；并且O（ls)、Ti(2p)向高结合能漂移，结合能增大，次外层比最外层组分具有较强的化学键合，最外层组分则表现出一定的化学活性。     

基于聚焦离子束-扫描电镜方法研究页岩有机孔三维结构

页岩中纳米级有机孔的大小直接影响页岩气含气量,其连通性亦对气体运移和开采至关重要。本文选择漆辽地区龙马溪组富有机质页岩,利用聚焦离子束-扫描电镜(FIB-SEM)在纳米尺度上(10 nm)进行有机孔结构的三维重构。研究结果表明:(1)FIB-SEM方法适用于微米级页岩的纳米(3 nm)孔隙结构特征研究。(2)蜂窝状有机孔发育均匀,孔径集中于10~200 nm,连通性较差;界面有机孔孔径集中于200~300 nm,局部连通性较好。(3)页岩总孔隙度与有机质含量成正比。研究认为,对于以有机孔为重要储集空间的页岩,有机质分布越集中,连续性越好,研究孔隙度的表征单元体尺度越小。     

硅灰石制备二氧化硅材料过程中的多型转变

研究了1Tr型硅灰石酸解形成二氧化硅材料过程中的多型转变和浸蚀方向。结果表明：1Tr型硅灰石在2mol／LHCl溶液中的酸解浸蚀方向严格受晶体结构控制，酸解初期晶粒首先沿{100}面方向浸蚀，结果导致衍射面的衍射强度增大；随着酸解时间的延长，[SiO4]单四面体与[CaO6]八面体共棱连接方向成为主要浸蚀方向，在XRD图谱中表现为d=0．298nm衍射蜂一直保持较大的衍射强度。特征衍射峰的相对强度变化特征表明．1Tr型硅灰石酸解形成二氧化硅过程中晶体结构发生了由1Tr型向2M型的多型转变，且酸解60min后的XRD图中各衍射峰的相对强度更接近于2M型硅灰石的衍射强度范围，其标志是d=0．299nm衍射峰成为最强衍射蜂。推测d=0．298nm左右的衍射峰强度在40min前主要来自1Tr型硅灰石的衍射面，40min以后变为2M型硅灰石的衍射面，并对1Tr型硅灰石的JCPDS 29-372卡片数据进行了讨论。     

纤蛇纹石/酸浸二氧化硅负载TiO_2复合材料的结构性能及其降解罗丹明B的实验研究

以天然纳米矿物纤蛇纹石和酸浸二氧化硅为载体,钛酸四丁酯为钛源,在室温条件下采用溶胶-凝胶法,制备了负载TiO_2的复合光催化材料。采用气体吸附、扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)等方法对载体和不同温度煅烧得到的样品进行微观形貌和结构分析,并在紫外光照射下,以10 mg/L罗丹明B为目标污染物评价不同样品的光催化活性。结果表明,750℃煅烧的酸浸二氧化硅负载TiO_2复合材料的光催化性能最好,光照40 min对罗丹明B的去除率达到91.57%,载体良好的吸附能力能够促进污染物的降解。     

微生物矿化机制研究中的介观分析技术——以微生物与六价铬相互作用为例

微生物矿化的微观机理研究是当前地质微生物学的研究热点之一。以苍白杆菌与铬相互作用的研究为例,阐述了各种介观方法在微生物矿化模拟实验及微观机理研究中的应用。该研究借助透射电子显微镜、扫描电子显微镜、原子力显微镜以及X射线吸收精细结构谱(XAFS)等表面与纳米表征手段,获得了铬还原菌与六价铬作用过程中的微观结构信息,包括菌体的形貌变化、铬在菌体内外的分布和成晶情况、非晶态还原产物的离子价态以及局域配位环境。研究结果将有利于揭示微生物与重金属相互作用机理,对其它类似体系的研究亦有借鉴意义。