高岭石—金—硫系列的化学键与稳定性研究

用密度泛函离散变分计算方法（ＤＦＴ－ＤＶＭ），研究了高岭石、高岭石－金和高岭石－金－硫系列，讨论了结构，化学键与稳定性之间的关系。选用了不含金及金或金－硫原子团位于不同方位的多个模型。计算结果表明，金位于层状高岭石侧面的模型比金位于上、下面更为稳定，在金位于层状高岭石侧面的情况下，金靠近铝的模型比金靠近铝空位更为稳定，高岭石－金－硫体系中的金－硫原子团比高岭石－金体系中的更容易被高岭石吸附。模型间     

网纹红土中铁矿物与粘土矿物赋存关系的X射线衍射证据

高纯度的粘土矿物样品是粘土矿物学重建古气候的关键,然而,土壤中的铁矿物(如针铁矿和赤铁矿等)和有机质的存在导致粘土矿物与非粘土矿物相互包裹,使富集的粘土矿物样品常含有其他矿物杂质。土壤沉积物中有机质去除的研究已较为充分,但铁矿物在土壤沉积物中的赋存状态倍受争议,制约了高纯度粘土矿物样品的制备。该研究将以长江中下游九江网纹红土作为研究对象,通过逐级分离试验对网纹红土中铁矿物与粘土矿物的赋存关系进行研究,为土壤沉积物中铁矿物的去除提供一定的启示。试验结果表明,针铁矿和赤铁矿等铁矿物可能主要呈现被膜状吸附在羟基间层蒙脱石和伊利石的表面,也有部分被高岭石吸附。     

和田玉糖玉的致色机理研究

采用X射线粉晶衍射(XRD)、激光剥蚀等离子体质谱(ICP-MS)、拉曼光谱(RAMAN)和高分辨率透射电子显微镜(HRTEM)对和田玉糖玉的致色机理进行研究。结果显示,糖玉的主要矿物成分为透闪石,化学成分中的Fe含量和糖玉黄褐色色调有正相关关系,颜色越深Fe的含量越高,Fe在糖玉中以独立铁质矿物的赋存形式分布于透闪石的颗粒间、微裂隙中。铁质矿物由于其含量低、粒度细小,本文设计实验对其进行富集后进行测试。将铁质矿物富集后的样品进行透射电镜测试,铁质矿物呈云状集合体,电子花样衍射图显示其矿物为针铁矿。因此,针铁矿分布于透闪石颗粒间、微裂隙中致使糖玉呈现黄褐色。拉曼光谱显示糖玉表面少见红褐色矿物颗粒为金红石,由于金红石含量少,仅对颜色成因有部分贡献。     

银纳米颗粒结晶形态形成机理研究

从结晶学的角度探讨了银纳米晶体形成的机理:银纳米晶体生长过程遵循布拉维法则,对比了银纳米晶体的立方面心格子主要面网密度应为(111)(200)(110)(100)。以银的单一晶胞为基本单元,分析了银纳米结晶形态的变化趋势:优先生长为四面体(八面体),立方体;常形成立方体、八面体与菱形十二面体,正负四面体与立方面体,八面体与立方体、菱形十二面体的聚形;以及多种银纳米尺度的结晶形态可共存。     

一维纳米银柱、银棒及银线的生长机理研究

在纳米尺度范围,以合适的物理与化学方法可以得到纳米银的多种结晶形态及其聚形,得到简单的、复杂的孪晶;也可以得到平行连生生长成的纳米银柱、纳米银棒,得到以多重孪晶生长纳米银线。以结晶学、晶体结构、晶体化学理论为基础,研究了银纳米颗粒形成不同形态结晶的机理,探讨了一维纳米银柱、银棒与银线的不同生长机理。     

ZnS掺Mn2+电子结构和光学性质的第一性原理计算

在广义梯度近似下,利用平面波赝势对ZnS(闪锌矿, F-43m)和Mn2+掺杂的ZnS超晶胞的电子态密度、原子间电子云重叠布局数和光学性质等进行了自恰计算。自旋极化的计算结果显示,掺入Mn2+离子后态密度整体向低能方向移动,在禁带中出现了由Mn 3d、Zn3d与S 3p组成的新态。电子云重叠布局分析了掺杂前后价键性质的变化,解释了磁性离子Mn2+导致Zn和S出现不对称的自旋向上和自旋向下态的机理。复介电系数谱图向高能方向迁移,并且在0到2.7eV范围内出现一个新的尖峰,利用晶体场理论和态密度,对改介电峰进行了指认,为研究此类材料光学性质提供了一定理论依据。     

过氧化氢和连二亚硫酸钠-柠檬酸钠-碳酸氢钠处理对红土中黏土矿物的影响

过氧化氢(H2O2)和连二亚硫酸钠-柠檬酸钠-碳酸氢钠(DCB)作为土壤沉积物前处理的经典方法,对土壤沉积物中黏土矿物的富集有着举足轻重的作用,但关于二者对黏土矿物的影响研究较少。运用X射线衍射作为检测技术,对比研究H2O2和DCB两种前处理方法对红土中黏土矿物的影响。结果表明,H2O2或DCB处理均可促进土壤矿物颗粒的充分分散,有效地将石英等杂质分离,进而提取到很纯的黏土矿物。同时发现,DCB处理由于其Na+与黏土矿物层间阳离子交换导致数据失真,而H2O2处理可以保证数据的真实性。结果表明:采用H2O2进行前处理能获取较为准确的黏土矿物学信息。     

水泥熟料定量分析的全谱拟合法

对Rietveld全谱拟合定量分析应用程序进行了移和改编,使其能进行更大数据量的处理计算,并提供了一个更好的操作界面。在此基础上,对水泥熟料样品进行了物相定量分析,研究了影响全谱拟合定量分析结果准确性的各种因素。结果表明,用该法对水泥熟料矿物进行定量分析,具有常规X射线衍射定量分析方法无法比拟的优越性。     

高岭石-金系列的量子化学计算研究

在许多金矿床中 ,微金与粘土矿物密切共生与伴生。研究金在粘土矿物中的赋存形式 ,对于研究金矿床的成因及选冶工艺都具有十分重要的意义 ,也是国内外研究的重要前沿课题 [1,2 ]。不同成因类型的粘土矿物具有不同的晶体化学特征 [3] ,深入研究粘土矿物与微金矿物的晶体化学性质和表面物理化学性质 ,对于粘土矿物与微金矿物之间关系的研究 ,了解金矿床在自然界的演化过程及成因机理 ,为优化选冶工艺提供可靠的理论依据也都具有十分重要的意义。化学键对于粘土矿物与微金矿物之间关系的研究也具有重要的意义。由于高岭石结构的相对复杂性等原…     

九江网纹红土中粘土矿物过渡相的矿物学特征及成因

为研究长江中下游网纹红土中粘土矿物过渡相的矿物学特征及成因,采用X射线衍射(XRD)、傅里叶红外吸收光谱(FTIR)、以及高分辨透射电子显微分析(HRTEM)等现代测试技术方法,对江西九江红土剖面网纹红土中粘土矿物过渡相开展系统、深入的研究。X射线衍射及红外吸收光谱分析结果表明,九江剖面网纹红土中粘土矿物组成主要有伊利石和高岭石,少量蒙脱石和伊利石/蒙脱石及微量高岭石/蒙脱石混层矿物过渡相。在高分辨透射电子显微镜下,可观察到蒙脱石晶层向高岭石晶层转化的现象。伊利石/蒙脱石过渡相是伊利石向蒙脱石转化的过渡产物,而高岭石/蒙脱石过渡相则为蒙脱石向高岭石转化的过渡产物,网纹红土中这两种过渡相的出现说明了粘土矿物风化演化的过程,即:伊利石→伊利石/蒙脱石混层矿物→蒙脱石→高岭石/蒙脱石混层矿物→高岭石的演化,同时表明网纹红土形成于风化作用增强的温暖潮湿气候环境。