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相似文献
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1.
作为一种典型的深海极端环境,热液区域不仅分布着各种硫化物矿产,而且孕育着特殊的生态群落,对热液流体理化性质的研究有助于深入了解热液的运动机制。激光拉曼光谱技术除了定性分析方面的优势外,已经被逐步用于定量分析,并且在原位探测中发挥了重要作用。该研究模拟了深海热液喷口流体的高温高压环境,探讨了水分子和硫酸根离子的拉曼光谱在热液流体温度探测中的应用价值。通过对水峰ν1(H2O)、硫酸根ν1(SO2-4)的拉曼频移与温度、离子浓度的关系进行研究,结果表明水峰ν1(H2O)和硫酸根ν1(SO2-4)的拉曼频移随温度表现出明显的变化,水峰ν1(H2O)的拉曼频移受流体硫酸根浓度的影响明显,因此不适用于硫酸根离子浓度变化明显的热液流体温度的测量。相比之下,ν1(SO2-4)的拉曼频移对流体硫酸根浓度和流体压力不敏感,为温度的反演提供了很好的依据。建立了ν1(SO2-4)的拉曼频移与温度的线性方程:Rν1(SO2-4)=-0.03T+980.69,其中,R2=0.998 6,可用于对深海热液喷口流体温度的原位探测等实际应用。  相似文献   

2.
拉曼光谱由于重现性差,在进行定量分析时往往需要内标。在水溶液中,水在2 700~3 900 cm-1范围伸缩振动拉曼峰很强,有作为内标的可能性,但水与溶质的相互作用会导致水伸缩振动拉曼峰形状发生变化,此外水的占比也会随着溶质浓度的变化而变化,当溶质浓度较高时需要对水的含量进行校正。将这两点因素考虑在内,研究了以水为内标,采用拉曼光谱法测量水溶液中NO-3,SO2-4和ClO-4浓度的适用性。不同浓度NaNO3,Na2SO4和NaClO4溶液的拉曼光谱显示随着盐浓度的升高水在2 700~3 900 cm-1范围内的拉曼峰呈现出左肩下降右肩上升的变化趋势。将三种盐溶液拉曼光谱中酸根离子拉曼峰面积(A)和水的拉曼峰面积(AH2O)的比值(S=A/AH2O)与溶液中酸根离子和水的含量的比值(c/cH2O)作图,均呈现出良好的线性关系,拟合得到三条相关曲线的R2分别为0.999 1,0.999 1和0.999 4,说明酸根离子和水的拉曼散射系数均未发生变化或者在同比例变化。虽然水拉曼峰的形状发生了改变,但并不会影响水作为内标的可行性。在引入水的含量修正后,经理论推导cRS符合关系式:c=ARS/(1+BRS)。在0.1 mol·L-1到近饱和的宽浓度范围内,将RSc作图,通过数据拟合获得的NaNO3,Na2SO4和NaClO4的工作曲线分别为cNaNO3=18.8RS/(1+0.6RS) (R2=0.999 1),cNa2SO4=20.2RS/(1+1.0RS) (R2=0.998 8),cNaClO4=15.0RS/(1+0.7RS) (R2=0.999 8)。NaNO3,Na2SO4和NaClO4的检出限分别为0.008 0,0.005 2和0.007 3 mol·L-1。在水拉曼峰形状变化不影响其作内标可行性的基础上,当溶液中同时存在两种阴离子时,通过在水含量修正部分加入干扰离子对水含量的影响,可以在单盐溶液定量工作曲线中加入校正项来消除溶液中干扰离子对待测离子分析结果的干扰,但当干扰离子浓度较大而待测离子浓度较小时,干扰离子拉曼峰强度过大会影响到待测离子拉曼峰面积的准确性,从而使得校正的效果下降。  相似文献   

3.
四丁基溴化铵(TBAB)半笼型水合物在二氧化碳(CO2)捕集和封存技术中具有巨大的发展与应用潜力。由于晶体结构的复杂性,TBAB半笼型水合物的动力学过程尚未得到充分的研究。为了解TBAB半笼型水合物在储气方面的动力学特性,实验采用原位激光拉曼技术和多晶粉末X射线衍射仪(PXRD)对nCO2·TBAB·26H2O和nCO2·TBAB·38H2O水合物的光谱特征进行了鉴别与分析,利用原位激光拉曼技术考察了CO2分子分别进入2种晶体结构的动力学过程。研究结果表明,2种晶体结构的拉曼光谱具有较高的相似性,值得注意的是nCO2·TBAB·26H2O中位于1 309.5和1 326.9 cm-1的拉曼峰为TBA+阳离子中C-C键的变形振动峰,在nCO2·TBAB·38H2O水合物中峰基本不发生改变,但半峰宽降低,峰形也变得相对清晰;同时,nCO2·TBAB·26H2O中位于1 446.6和1 458 cm-1的拉曼峰为TBA+阳离子中C-H键的剪切振动峰,在nCO2·TBAB·38H2O水合物中分别向左、右两边发生了位移,峰形的重叠度也随之下降。依据上述2处拉曼光谱特征可以对2种晶体结构进行辨别。通过PXRD图谱可以发现2种晶体结构的衍射图谱存在着比较明显的差距。nCO2·TBAB·26H2O晶体属于四方晶系,空间群(P4/m),而nCO2·TBAB·38H2O属于正交晶系,空间群(Pmma)。图谱中2θ=8.406°和10.941°分别为nCO2·TBAB·38H2O的(200)和(220)晶面的特征峰,而2θ=5.976°和6.969°分别为nCO2·TBAB·26H2O的(012)和(003)晶面特征峰,可以用来判别样品中水合物的晶体结构。在原位拉曼测量过程中,nCO2·TBAB·26H2O和nCO2·TBAB·38H2O分别在已经合成好的TBAB·26H2O和TBAB·38H2O水合物表面形成。在276 K,2 MPa条件下,气相中的CO2分子分别进入2种晶体结构中用于储气的512笼形结构,在1 275.4和1 379.3 cm-1处形成特征峰并逐渐增长。实验以2种TBAB水合物位于1 110.3 cm-1的拉曼峰作为参考,比较了CO2在水合物中的增长速率。研究发现在反应初期的75 min内CO2在2种水合物中的含量基本保持线性增长且上升速率的差别不大。由于测量点位于水合物表面,受气体在水合物中扩散的阻力较小同时2种TBAB水合物均采用512笼形结构储气导致了储气速率相近。以上的微观晶体结构研究结果对TBAB水合物法捕集和封存CO2技术应用具有重要的意义。  相似文献   

4.
碳酸盐是碳在地球内部的重要载体之一,其在地幔高温高压条件下的晶体化学是理解地球深部碳的赋存状态和循环过程的关键,而结构稳定性和相变是晶体化学最基本的研究内容。碳酸钠(Na2CO3)是一种常见的碱性碳酸盐矿物,在产自地幔过渡带-下地幔的金刚石中已发现含钠的碳酸盐矿物包裹体,这成为碳酸钠能够俯冲进入地幔深部的直接矿物学证据。前人利用拉曼光谱技术研究了Na2CO3在常温常压下的晶格振动模式,但其在高压下的稳定性和结构变化却鲜有报道。利用金刚石压腔装置结合先进的共聚焦拉曼光谱技术,以硅油作为传压介质,在准静水压力条件下,在0.001~27.53 GPa压力区间对Na2CO3粉末在600~1 200 cm-1波段的振动特征进行了细致地分析。本次实验重点分析了[CO3]2-基团振动模式在升压和卸压过程中的行为。结果表明,在0.001~11.88 GPa压力范围内,[CO3]2-基团对称伸缩振动γ1(1 088.06和1 070.76 cm-1)、反对称伸缩振动γ3(865.10和797.50 cm-1)和面内弯曲振动γ4(720.10和696.71 cm-1)都出现了振动峰的分裂。随着压力增加,所有振动峰都向高频率漂移,半高宽也逐渐增加。在13.40 GPa时,Na2CO3发生结构相变,具体表现为690.08 cm-1处出现1条新的拉曼峰,并且随着压力升高该峰的强度逐渐增大。同时反对称伸缩振动峰γ3以及面内弯曲振动峰γ4的强度持续减弱,半高宽也继续变大。这些现象表明Na2CO3结构相变源于[CO3]2-内部晶格变化。当压力卸载到4.18 GPa时,[CO3]2-的振动模式与常温常压下的完全吻合,相变出现的新峰也已经消失,表明该相变是由[CO3]2-基团畸变引起的并且具有可逆性。继续升压至27.53 GPa,拉曼光谱继续蓝移,Na2CO3的拉曼谱线再没有变化,说明高压相在这一压强范围内保持稳定。在整个加压过程中,反对称伸缩振动γ3和面内弯曲振动γ4处的拉曼峰出现强度减弱现象。同时也计算了各个峰频率对压力的依赖系数dγ/dP,结果显示[CO3]2-基团内各个振动模式对压力的响应是不同的,这很可能与C-O键的键长有关。最后,对比发现,对称伸缩振动γ1峰的强度比反对称伸缩振动γ3和面内弯曲振动γ4峰的强度大,并且[CO3]2-基团对称伸缩振动γ1受压力影响相对较小,可以用来区别不同种类的碳酸盐矿物。  相似文献   

5.
采用柠檬酸钠为表面活性剂的水热法制备了NaGd(MoO4)2xEu3+(x=10%, 20%, 30%, 40%)和NaGd(MoO4)2∶7%Eu3+, ySO2-4/BO3-3荧光粉,对所制备样品的晶相、形貌、发光性质进行了表征。XRD分析表明NaGd(MoO4)2xEu3+和NaGd(MoO4)2∶7%Eu3+, ySO2-4/BO3-3荧光粉均为四方相的白钨矿结构;红外光谱测试发现有SO2-4/BO3-3的特征吸收峰,这表明SO2-4/BO3-3被成功掺入基质;荧光光谱测试说明,在NaGd(MoO4)2基质中Eu3+掺杂量为30%时发光最强;通过研究NaGd(MoO4)2∶7%Eu3+, ySO2-4/BO3-3荧光粉的发射光谱,发现适量的SO2-4/BO3-3掺杂会使Eu3+的特征发射增强,且掺杂10%SO2-4或10%BO3-3后可以减少3%左右的Eu3+掺杂,起到了节约稀土掺杂量的作用。  相似文献   

6.
于同旭  张文彬  纪爱玲  王强 《物理学报》2016,65(8):89201-089201
多孔材料内含盐水溶液中离子的析出结晶是造成多孔结构破坏的重要因素, 因此在建筑保护和地貌学研究中受到了极大关注. 现有研究主要集中于微孔介质中盐的孔内结晶行为. 本文对比研究了限制于纳孔硅胶颗粒孔隙内的NaCl, NaNO3, Na2SO4三种盐溶液在蒸发过程中盐的孔外结晶行为. 利用扫描电子显微镜对所形成晶体的形貌进行了表征. 实验结果表明: 1) 随孔径从2 nm增加至15 nm, NaCl和NaNO3在硅胶颗粒表面的结晶由晶粒转变为晶须形态, 而Na2SO4则由晶须转变为晶粒形态; 2) NaCl和NaNO3晶须的生长主要沿垂直于颗粒表面的方向, 而Na2SO4晶须则在硅胶颗粒表面斜向生长, 后一种生长方式对硅胶颗粒产生横向的应力, 从而对孔结构具有更强的破坏作用; 3) NaNO3的细长晶须所具有的分支和珠链结构表明其在结晶过程中发生了Plateau-Rayleigh失稳.  相似文献   

7.
BaB2O4低温相单晶体的生长及其相关体系相图的研究   总被引:2,自引:0,他引:2       下载免费PDF全文
黄清镇  梁敬魁 《物理学报》1981,30(4):559-564
本文用差热分析和X射线衍射等方法研究了BaO-Na2O-B2O3三元系的两个截面:BaB2O4-Na2B2O4和BaB2O4-Na2O赝二元系的相平衡关系。BaB2O4-Na2B2O4属共晶体系,其共晶温度为826±3℃。在BaB2O4-Na2O体系中发现一个新化合物BaB2O4·Na2O,该化合物在846±3℃同成分熔化。BaB2O4·Na2O对BaB2O4和Na2O均为共晶体系,其共晶温度分别为755±3℃和573±3℃。并根据所得的结果,分别以15mol%Na2O和13mol%Na2B2O4为助熔剂,用提拉法培养出2×4×6mm3和2×4×8mm3的低温相BaB2O4单晶体。 关键词:  相似文献   

8.
利用电喷雾质谱(ESI-MS)和紫外-可见吸收光谱(UV-Vis)分析,研究了CrCl3·6H2O 浓度为0.1~0.6 mol·L-1的水溶液和[1ChCl∶2EG]/CrCl3·6H2O ILs中,Cr(Ⅲ)配合物的存在形式。研究结果表明,在含有CrCl3·6H2O的溶液中,Cr(Ⅲ)与Cl-和H2O形成[Cr(H2O)nCl6-n]n-3配合物,其配合物的优势物种受CrCl3·6H2O浓度的影响。水溶液中Cr(Ⅲ) 的优势配合物为[Cr(H2O)6]3+与[Cr(H2O)5Cl]2+,并随CrCl3·6H2O浓度增加,水溶液的UV-Vis吸收光谱峰红移,[Cr(H2O)5Cl]2+的相对含量增加。而[1ChCl∶2EG]/CrCl3·6H2O ILs中的优势配合物为[Cr(H2O)2Cl4]-和[Cr(H2O)3Cl3],且随CrCl3·6H2O 浓度增加,溶液的颜色从浅橙红色逐渐变为深绿色,溶液的UV-Vis吸收光谱峰蓝移,[Cr(H2O)3Cl3]的相对量增加。说明CrCl3·6H2O的浓度变化,将影响配体Cl-和H2O与Cr(Ⅲ)配位结合的配位数,从而影响配合物优势物种的相对量。  相似文献   

9.
采用质谱、拉曼光谱及理论计算对[M(H2O)n]+(M=Li,K)水合团簇进行了研究。质谱分析[M(H2O)n]+(M=Li,K)水合团簇的离子峰,推测其水溶液中最大水化数为12和13。采用拉曼光谱对浓度梯度相同的LiCl和KCl水溶液进行了讨论与比较,Li+和K+的水化作用导致~3 208 cm-1水结构拉曼峰发生了明显的变化,其中LiCl和KCl溶液的浓度分别在0~2.0和0~2.5 mol·L-1范围内,水化作用呈线性增强,浓度大于2.0和2.5 mol·L-1时,偏离线性关系,出现缔合。理论计算[M(H2O)n]+水合团簇结构和理论拉曼光谱表明,Li+,K+分别在n>4和n>6开始第二水化层,O-H伸缩振动频率发生了蓝移,氢键结构遭到了破坏,与实验结果一致。  相似文献   

10.
苯甲酸脱羧反应过程的拉曼光谱研究   总被引:1,自引:0,他引:1  
应用水热金刚石压腔结合拉曼光谱技术研究了升温过程中苯甲酸在水中的变化及拉曼谱图。结果表明:低温升温过程中,苯甲酸的拉曼谱图中各个特征振动谱峰没有变化,苯甲酸没有与水反应。随着温度的继续升高,苯甲酸的拉曼谱图中的特征振动峰逐渐变弱。升至150 ℃时,羧基的拉曼特征谱峰消失,说明此过程中苯甲酸发生了脱羧反应。继续升温至170 ℃,苯甲酸溶解消失。随后将体系降至常温,发现有晶体析出。由其拉曼谱图可知,重结晶的晶体含有苯环的特征峰,说明有芳香烃析出。但是没有测到羧基的特征拉曼谱峰,说明重结晶的晶体不是苯甲酸。整个过程可以说明,芳香烃在溶解重结晶过程中是可逆的,羧基是不可逆的。  相似文献   

11.
Atomic layer deposition of hafnium dioxide (HfO2) on silicon substrates was studied. It was revealed that due to low adsorption probability of HfCl4 on silicon substrates at higher temperatures (450–600 °C) the growth was non-uniform and markedly hindered in the initial stage of the HfCl4–H2O process. In the HfI4–H2O and HfI4–O2 processes, uniform growth with acceptable rate was obtained from the beginning of deposition. As a result, the HfI4–H2O and HfI4–O2 processes allowed deposition of smoother, more homogeneous and denser films than the HfCl4–H2O process did. The crystal structure developed, however, faster at the beginning of the HfCl4–H2O process.  相似文献   

12.
Michael A Henderson   《Surface science》1998,400(1-3):203-219
The reaction of CO2 and H2O to form bicarbonate (HCO3) was examined on the nearly perfect and vacuum annealed surfaces of TiO2(110) with temperature programmed desorption (TPD), static secondary ion mass spectrometry (SSIMS) and high resolution electron energy loss spectrometry (HREELS). The vacuum annealed TiO2(110) surface possesses oxygen vacancy sites that are manifested in electronic EELS by a loss feature at 0.75 V. These oxygen vacancy sites bind CO2 only slightly more strongly (TPD peak at 166 K) than do the five-coordinated Ti4+ sites (TPD peak at 137 K) typical of the nearly perfect TiO2(110) surface. Vibrational HREELS indicates that CO2 is linearly bound at the latter sites with a νa(OCO) frequency similar to the gas phase value. In contrast, oxygen vacancies dissociate H2O to bridging OH groups which recombine to liberate H2O in TPD at 490 K. No evidence for a reaction between CO2 and H2O is detected on the nearly perfect surface. In sequentially dosed experiments on the vacuum annealed surface at 110 K, CO2 adsorption is blocked by the presence of preadsorbed H2O, adsorbed CO2 is displaced by postdosed H2O, and there is little or no evidence for bicarbonate formation in either case. However, when CO2 and H2O are simultaneously dosed, a new CO2 TPD state is observed at 213 K, and the 166 K state associated with CO2 at the vacancies is absent. SSIMS was used to tentatively assign the 213 K CO2 TPD state to a bicarbonate species. The 213 K CO2 TPD state is not formed if the vacancy sites are filled with OH groups prior to simultaneous CO2+H2O exposure. Sticking coefficient measurements suggest that CO2 adsorption at 110 K is precursor-mediated, as is known to be the case for H2O adsorption on TiO2(110). A model explaining the circumstances under which the proposed bicarbonate species is formed involves the surface catalyzed conversion of a precursor-bound H2O–CO2 van der Waals complex to carbonic acid, which then reacts at unoccupied oxygen vacancies to generate bicarbonate, but falls apart to CO2 and H2O in the absence of these sites. This model is consistent with the conditions under which bicarbonate is formed on powdered TiO2, and is similar to the mechanism by which water catalyzes carbonic acid formation in aqueous solution.  相似文献   

13.
本文利用偏振拉曼光谱和第一性原理, 对磷酸二氢铵(NH4H2PO4, ADP)和不同氘含量磷酸二氢铵DADP晶体的晶格振动模式进行了研究. 实验测得了不同几何配置、200–4000 cm-1范围的偏振拉曼光谱, 分析在不同氘含量条件下921 cm-1和3000 cm-1附近拉曼峰的变化. 在ADP晶体中, 基于基本结构单元NH4+ 和H2PO4-基团的振动模, 用第一性原理进行了数值模拟, 进一步明确拉曼峰与晶体中原子振动的对应关系; 通过洛伦兹拟合不同氘含量DADP晶体的拉曼光谱中2000–2600 cm-1处各峰的变化讨论了DADP 晶体的氘化过程, 结果表明氘化顺序是先NH4+ 基团后H2PO4-基团, 研究结果为今后此类材料的生长和性能优化奠定了基础.  相似文献   

14.
Nanoparticles of NiMn2O4 were successfully obtained by mixing gelatin and inorganic salts NiCl2·6H2O and MnCl2·4H2O in aqueous solution. The mixture has been synthesized at different temperatures and resulted in NiMn2O4 nanoparticles with crystallites size in the range of 14–44 nm, as inferred from X-ray powder diffraction (XRPD) data. We have also observed that both the average crystallite size and the unit cell parameters increase with increasing synthesis temperature. Magnetic measurements confirmed the presence of a magnetic transition near 110 K.  相似文献   

15.
张轶杰  唐春梅  高凤志  王成杰 《物理学报》2014,63(14):147401-147401
采用密度泛函理论中的广义梯度近似研究C6Li吸附H2O分子并将之进行分解的催化过程. 几何优化发现:Li原子最稳定的吸附位置是位于C 原子顶位上方. 研究表明,第一个H2O 分子吸附在C6Li上需要克服1.77 eV的能量势垒,然后分解为H和OH且与Li原子成键. 当吸附第二个H2O分子时,第二个H2O分子需要克服1.2 eV的能量势垒分解为H和OH,其中H与Li原子上的H原子结合成H2,OH则替代Li 原子上的H结合在Li原子上. 因此C6Li 可以作为催化剂将H2O分子进行分解得到H2. 分析可知:C6Li主要是通过Li原子与H2O之间形成的偶极矩作用来吸附H2O 分子,与C60Li12 的储氢机制类似. 研究结果可为储氢材料的制备提供一个新的思路. 关键词: 6')" href="#">C6 Li 2O')" href="#">H2O 密度泛函理论  相似文献   

16.
杭锦2#土是内蒙古鄂尔多斯杭锦旗地区发现的层状含铁天然矿物,利用X射线衍射、吡啶吸附红外光谱及X射线光电子能谱技术对样品的性质进行了表征。X射线光电子能谱表明杭锦2#土骨架结构中Si和Al原子结合能与标准硅氧四面体和铝氧八面体中Si和Al结合能相比明显增加,表面存在Lewis酸位和Brönsted酸位,且杭锦2#土中铁物种以Fe(Ⅲ)和Fe(Ⅱ)形式存在于骨架结构中;非均相Fenton反应中杭锦2#土的Fe(Ⅱ)可与H2O2反应生成自由基(·OH)与Fe(Ⅲ),但反应速率慢且难以循环。酸活化后杭锦2#土中Si和Al的结合能进一步增加,铁物种部分转变为非结构铁并以Fe3+与Fe2+转移到样品表面;X射线光电子能谱、吡啶红外和氨气程序升温表征表明酸活化杭锦2#土表面Lewis酸位和Brönsted酸位增多;非均相Fenton反应中,酸活化杭锦2#土表面Fe3+与Fe2+可与H2O2循环反应,不断生成·OH并对甲基橙进行降解,且活化杭锦2#土表面Brönsted酸能够提供质子将H2O2包围,抑制其分解生成HO-2并提供更多的·OH,Lewis酸能增加杭锦2#土表面吸附氧(Oad)含量,而Fe2+可被Oad氧化为Fe3+,促进Fe2+/Fe3+之间的循环,同时在氧化过程中电子转移到Oad形成O·-2,O·-2能够与Brönsted酸提供的质子反应形成·OH,·OH与O·-2均为氧化性自由基,能够提升活化杭锦2#土非均相Fenton反应活性。此外,X射线衍射表明酸活化使杭锦2#土中CO2-3转化为对Fenton反应负面影响更小的SO2-4进而提升其非均相Fenton反应活性。  相似文献   

17.
The electrical conductivity of Cr2O3 nominally doped with 2 mol% MgO has been studied by the four point a.c. technique as a function of the oxygen activity (O2 + Ar, CO + CO2 and H2 + H2O) in the temperature range 400–1200 °C. It is concluded that Cr2O3 doped with MgO is an extrinsic conductor and that the dissolved Mg-dopant is compensated by the formation of electron holes at near atmospheric oxygen pressures and by oxygen vacancies (or possibly interstitial chromium ions) at highly reduced oxygen activities (in CO + CO2 and H2 + H2O gas mixtures). In H2 + H2O mixtures Mg-doped chromia also dissolves hydrogen as protons and significantly affects the defect structure and electrical conductivity. The defect structure of the oxide under various conditions is discussed.  相似文献   

18.
测量了碱土金属正磷酸盐Ba3(PO4)2和Sr3(PO4)2常温及高温拉曼光谱, 对拉曼振动模式进行指认, 并分析了晶体拉曼振动光谱及晶体结构在高温下的变化. 在温度升高的过程中, 拉曼振动频率向低频移动且振动峰宽度展宽, 晶体中的P-O平均键长随温度升高而变长, 但O-P-O的键角并未发生变化. 晶体在900 ℃以下无结构相变发生. 关键词: 3(PO4)2和Sr3(PO4)2')" href="#">Ba3(PO4)2和Sr3(PO4)2 高温拉曼光谱 振动模式 高温结构  相似文献   

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