矿物学报

Acta Minalogica Sinica

  • 甲状腺乳头状癌组织坏死后矿化特征研究

    王长秋;赵文雯;鲁安怀;李艳;熊翠娥;梅放;柳剑英;

    组织坏死后矿(钙)化是甲状腺癌病灶中普遍存在的钙化形式之一,与病变关系密切。利用光学显微镜、环境扫描电镜、高分辨透射电镜及显微红外光谱研究了6例甲状腺乳头状癌中的组织坏死后矿化特征。结果表明,组织坏死后矿化往往发生在胶原纤维丰富的位置,与胶原关系密切。矿化表现出2种形态,矿(钙)化灶内为较为致密的隐晶集合体,其表面及其附近的胶原上沉淀有许多微米级矿化小球,离矿化灶较远的胶原纤维上也散布有矿化小球。一些矿化小球边缘还发育絮状矿化物质,使之形成绒球状外貌。矿化物质结晶程度均较差,由纳米多晶组成。钙化灶中央较致密部分的n(Ca)/n(P)比较高,接近羟基磷灰石的理论比值,而其边缘以及矿化小球的n(Ca)/n(P)比均较低,可能含有磷酸八钙等低n(Ca)/n(P)磷酸钙系列矿物。矿化初期形成纳米多晶组成的微米级矿化小球,矿化小球逐渐聚集形成大面积的矿化灶。

    2011年04期 v.31 623-628页 [查看摘要][在线阅读][下载 2385K]
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  • 天然金红石可见光催化强化微生物还原作用的研究

    丁竑瑞;李艳;鲁安怀;王长秋;

    天然金红石在400~700 nm可见光范围内表现出良好的光吸收特性并具有可见光催化活性。本研究利用双室反应器,将天然金红石可见光催化作用引入微生物原有的电子还原过程。利用电化学分析等手段,对天然金红石可见光催化条件下的还原反应进行研究。金红石光催化条件下,体系整体内阻下降23.5%,功率密度增加57.1%,体系反应效率得到提高;在(0.70±0.01)V(相对于饱和甘汞电极)处发生的微生物还原氧气的反应得以加强;同时反应极化内阻降低93.05%,表明在动力学层面上促进了原有反应的发生。研究证明,可见光下天然金红石的光催化作用强化了微生物对电子受体的还原能力。

    2011年04期 v.31 629-633页 [查看摘要][在线阅读][下载 654K]
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  • 氢气还原处理对天然金红石可见光吸收的影响机制

    罗泽敏;李艳;鲁安怀;吴婧;秦善;王长秋;

    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。

    2011年04期 v.31 634-640页 [查看摘要][在线阅读][下载 637K]
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  • 天然闪锌矿光催化协同Acidithiobacillus ferrooxidans生长及抑制自身分解作用实验研究

    王鑫;鲁安怀;李艳;颜云花;曾翠平;丁竑瑞;王长秋;

    对天然闪锌矿光催化协同下的Acidithiobacillus ferrooxidans生长,以及此过程中天然闪锌矿的光催化作用对其自身分解的影响进行了研究。结果表明,天然闪锌矿的光催化作用能够将光能以电子的形式转移给A.ferrooxidans并且促进了其生长,这一过程以Fe2+/Fe3+这一氧化还原对作为媒介;有光照组的A.ferrooxidans细胞浓度达到了8×108 cell/mL,而无光照和体系无电流的2组对照组A.ferrooxidans细胞浓度分别为6×108 cell/mL和4.95×108 cell/mL。通过电感耦合等离子体发射光谱仪测定3组不同条件实验体系中Zn2+的溶出量可以发现,在光照条件下Zn2+的溶出量只有3.5×10-6,而无光照条件下Zn2+溶出量达到了5×10-6。天然闪锌矿光催化作用一方面可以促进A.ferrooxidans的生长,另一方面也能够抑制其自身的分解和金属离子向水体中的释放。研究结果为酸性矿山废水地区抑制硫化物矿物溶蚀提供了新的思路。

    2011年04期 v.31 641-646页 [查看摘要][在线阅读][下载 511K]
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  • 天然闪锌矿原位高温X射线衍射研究

    吴婧;李艳;秦善;鲁安怀;

    对天然闪锌矿进行了原位高温X射线衍射实验研究,结果表明:闪锌矿受热膨胀,27~675℃温度范围内其膨胀系数为25.61×10-6℃-1;随着温度的升高,在543℃时产生中间物相Zn3O(SO4)2,并分解产生红锌矿ZnO;在797℃时中间物相完全消失,同时出现尖晶石结构的ZnFe2O4;加热至1160℃时的产物为ZnO和ZnFe2O4。实验表明,天然闪锌矿的热改性可产生一定比例的红锌矿(ZnO),其与闪锌矿一起形成二元复合半导体。在光的激发下,该半导体体系产生的光生载流子由一种半导体注入另一种半导体,降低了光生电子-空穴对的复合几率,提高其光催化活性。本文的研究可为热改性提高天然闪锌矿光催化活性提供理论依据。

    2011年04期 v.31 647-653页 [查看摘要][在线阅读][下载 1080K]
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  • 不动杆菌属菌株WX-19还原Cr(Ⅵ)与降解苯酚特性

    徐莲;孙纪全;吴晓磊;刘伟强;陈福明;汤岳琴;

    从制革废水中筛选到1株既能还原Cr(Ⅵ)又能降解苯酚的不动杆菌属(Acinetobacter)菌株WX-19。菌株降解苯酚和还原Cr(Ⅵ)的最适温度为30℃,最适pH为7.0~8.0。0.2~0.5 mol/L NO3-、SO42-和Cl-能够促进WX-19的生长及其对Cr(Ⅵ)的还原。利用PCR、克隆和基因测序的方法从WX-19中检测到苯酚羟化酶基因(GenBank No.JF730215),与Pseudomonas sp.DHS3Y的苯酚羟化酶基因的同源性为88.5%。在含5 mg/LCr(Ⅵ)的基础盐培养基中,菌株WX-19可以利用苯酚为唯一碳源生长,并还原Cr(Ⅵ);在含有葡萄糖的基础盐培养基中,添加苯酚有利于菌株WX-19的生长和Cr(Ⅵ)还原。

    2011年04期 v.31 654-661页 [查看摘要][在线阅读][下载 1476K]
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  • Fe~(2+)浓度对Acidithiobacillus ferrooxidans耐铜性的影响

    符翔;王红梅;刘乔;周健平;

    嗜酸性氧化亚铁硫杆菌(Acidithiobacillus ferrooxidans)是铜矿生物冶金中应用最广泛的微生物之一。但在冶金过程中淋滤出来的Cu2+等重金属逐渐积累,达到一定的浓度后就会抑制A.ferrooxidans的生长,从而降低冶金的效率。本文着重研究了Fe2+初始浓度对A.ferrooxidans耐铜性的影响。实验中ρ(Cu2+)变化范围为0~5.0 g/L。结果表明,当ρ0(Fe2+)为6.7 g/L时,A.ferrooxidans仅在Cu2+为0~0.4 g/L的体系中能显著地氧化Fe2+进行生长;当Cu2+≥0.5 g/L时,A.ferrooxidans生长完全受到抑制。将ρ0(Fe2+)增加到8.9 g/L,A.ferroox-idans在0.5、1.0、2.0和3.0 g/L Cu2+的培养基中也能明显氧化Fe2+,并最终将其完全氧化,Cu2+对A.ferrooxidans生长抑制作用仅出现在4.0和5.0 g/L Cu2+的体系中。因此提高体系中亚铁离子的浓度能提高菌体对Cu2+的耐受力。研究结果对铜矿的生物冶金具有重要意义。

    2011年04期 v.31 662-667页 [查看摘要][在线阅读][下载 995K]
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  • 合成施威特曼石吸附Cu~(2+)和Pb~(2+)的实验研究

    刘欢;陆现彩;李磊;谭丽华;吴海光;朱婷婷;李娟;

    施威特曼石普遍存在于含大量SO42-的酸矿水中,其表面吸附的SO42-使得该矿物具有强吸附重金属离子的能力,可用于处理重金属离子污染。实验通过在不同浓度Cu2+溶液中合成施威特曼石时发现,Cu2+与施威特曼石的共沉淀量较低,FTIR分析表明Cu2+与施威特曼石的羟基发生反应。开展施威特曼石吸附Pb2+的实验,结果表明施威特曼石对Pb2+的吸附符合Langmuir模型,施威特曼石吸附Cu2+和Pb2+后出现1545.4 cm-1和1435.0 cm-1(Cu2+)两个吸收峰,可能是施威特曼石孔道表面形成了三元配合物。在241×10-6的初始浓度(与尾矿孔隙水的Pb2+含量相近)下有61.4%的Pb2+去除率,显示了较好的环境修复价值。

    2011年04期 v.31 668-675页 [查看摘要][在线阅读][下载 1616K]
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  • 铜陵矿区废矿石次生氧化产物及其成因初探

    李娟;陆建军;陆现彩;王汝成;徐兆文;屠博文;

    对铜陵矿区废矿石的矿物组成及其成因进行研究,利用X射线衍射仪(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)分析原生矿物及其风化产物的组成,探讨次生矿物的形成机制。XRD及SEM/EDS分析表明,废矿石中残留的主要原生矿物为黄铁矿,次生矿物为针铁矿、赤铁矿、水铁矿及次生硫酸盐矿物。原生矿物风化为次生矿物的过程是从黄铁矿的裂隙带等有缺陷的部位开始,逐步氧化成最终产物针铁矿。中间过程出现了矿物相及形态的多样性,局部可能会先形成中间产物水铁矿,由于水铁矿很不稳定,在不同的温、湿度条件下会很快转化成针铁矿或赤铁矿。针铁矿在风化过程中呈现出多种形态,针状矿物最先形成,随后重结晶成球状集合体和菱方双锥单晶,最后在废矿石表面完全覆盖一层土状针铁矿。SEM观察到的黄铁矿表面的生物矿物与最外层风化层上的菌丝类物质说明,在废矿石的风化过程中生物亦起了一定的作用。

    2011年04期 v.31 676-682页 [查看摘要][在线阅读][下载 3863K]
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  • Acidithiobacillus ferrooxidans氧化分解毒砂的次生产物研究

    朱婷婷;陆现彩;李娟;陆建军;王汝成;徐兆文;

    毒砂是常见的含砷硫化物矿物。在金属硫化物矿山环境中,含毒砂矿石和尾矿的风化会导致严重的重金属污染,在其风化过程中,微生物能够显著促进毒砂的氧化分解。本文实验研究了Acidithiobacillus ferrooxidans氧化分解毒砂矿物的现象,利用X射线衍射和扫描电子显微镜,分析了毒砂微生物氧化作用形成的次生矿物类型,发现毒砂表面存在As含量明显不同的2类次生产物,观察到黄钾铁矾、臭葱石、自然硫和施威特曼石等矿物;借助光电子能谱仪重点分析了微生物作用前后毒砂晶面的表面化学组成,基本查明了Fe、As和S三种元素的价态变化,初步探讨了毒砂表面次生矿物成因和As的化学态转化。

    2011年04期 v.31 683-691页 [查看摘要][在线阅读][下载 3206K]
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  • 几种氨基酸对碳酸钙矿化的影响

    陈昕;任冬妮;冯庆玲;李胜荣;

    采用扩散法在CaCl2水溶液中加入不同氨基酸进行碳酸钙的体外矿化实验,利用扫描电子显微镜及拉曼光谱等方法对矿化结果进行观察和分析。结果表明,极性和碱性的氨基酸在pH值与其等电点不同的溶液中会发生解离,从而使自身荷电,并对碳酸钙的矿化产生影响;非极性的氨基酸对矿化基本没有影响。利用模板效应理论可以解释甘氨酸和丝氨酸对球文石沉淀结晶的诱导机理。

    2011年04期 v.31 692-697页 [查看摘要][在线阅读][下载 2311K]
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  • 锰钾矿处理高浓度含酚废水研究

    张慧琴;李艳;鲁安怀;王长秋;王浩然;

    对人工合成锰钾矿氧化降解高浓度含酚废水的特性进行了研究。结果表明,体系酸度和矿物用量是影响废水处理效果的重要因素。加酸量为0.12 mol/L,矿物用量20 g/L,温度70℃,反应时间3 h时效果最佳,废水总酚含量由1269 mg/L降低至268 mg/L,同时CODCr与TOC去除率为31.2%和70.5%。经GC/MS测定,水中酚类物质为苯酚、甲基苯酚、二甲基苯酚,最佳条件下,酚类物质浓度已低至检测限以下,水中残余吲哚、长链烷烃、喹啉及其衍生物等难降解有机物。

    2011年04期 v.31 698-703页 [查看摘要][在线阅读][下载 1536K]
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  • 乳腺病变伴发生物矿化的类型及机制研究

    梅放;柳剑英;张燕;王长秋;鲁安怀;赵文雯;熊翠娥;张波;

    乳腺病变伴发生物矿化的类型多样、机制复杂。本试验对手术切除或粗针穿刺获得的乳腺脂肪坏死标本5例、乳腺增生症8例、乳腺纤维腺瘤7例及乳腺浸润性癌或原位癌6例分别进行常规HE(苏木素-伊红)染色、普鲁士蓝、茜素红S、Masson三色特殊染色及Ⅲ型胶原、Ⅳ型胶原免疫组织化学染色,以观察各种病变伴发矿化的常规病理学改变及无机、有机成分的差异。染色结果显示各种矿化物的主要无机成分均为钙盐。脂肪坏死和纤维腺瘤伴发的矿化均与Ⅲ型胶原有关,乳腺增生症伴发的矿化与Ⅳ型胶原有关,而乳腺导管原位癌矿化与上述两种胶原的关系不大。根据形态可将乳腺病变伴发的生物矿化分为坏死相关性矿化及非坏死相关性矿化。前者又可分为肿瘤性坏死相关性矿化和非肿瘤性坏死相关性矿化。非坏死相关性矿化可分为上皮相关性矿化及间质相关性矿化。乳腺病变类型不同,其伴发矿化的机制也不尽相同。

    2011年04期 v.31 704-712页 [查看摘要][在线阅读][下载 2510K]
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  • 乳腺纤维腺瘤病灶中钙化的矿物学研究

    熊翠娥;王长秋;鲁安怀;李艳;梅放;柳剑英;朱梅倩;张波;

    选取8例乳腺纤维腺瘤的钙化样品,利用光学显微镜(OM)、环境扫描电镜(ESEM)、高分辨透射电镜(HR-TEM)、显微红外光谱仪(FTIR)、微区X射线衍射等矿物学方法对样品进行了原位和分离后形貌、结构及成分的测试分析,探讨了病灶中钙化的矿物学特征,初步探讨了钙化的组成及形成机理。研究结果表明,乳腺纤维腺瘤中的钙化是由病变后期玻璃样变性胶原中的羟基和羧基为钙化提供了成核位点,伴随病情发展最后形成OM下可见的以羟磷灰石为主要成分的坏死钙化。

    2011年04期 v.31 713-718页 [查看摘要][在线阅读][下载 2483K]
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  • 心血管主动脉粥样硬化斑块钙化物矿物学特征研究

    朱梅倩;李艳;鲁安怀;王长秋;杨重庆;于启;熊翠娥;李康;

    心血管系统中主动脉粥样硬化斑块的钙化主要发生在动脉内膜,能够预测心血管系统疾病的风险性和死亡率,对钙化物的矿物组成及形成机制的分析有望为主动脉粥样硬化的发生发展过程提供辅助信息。本文以心血管主动脉粥样硬化斑块中的钙化物为研究对象,采用偏光显微镜、扫描电子显微镜及X射线能谱仪、微区X射线衍射、透射电子显微镜以及傅里叶变换红外光谱仪等矿物学研究手段,对原位和分离的钙化物的矿物形态、成分、结构等进行了较为系统的观察测试。研究结果表明,主动脉粥样硬化斑块钙化物的主要成分为纳米尺寸的粒状、针状及柱状的B型碳羟磷灰石,并与低n(Ca)/n(P)的磷酸钙矿物共存。钙化初期是沉淀在胶原纤维上的低n(Ca)/n(P)磷酸钙矿物小球,在钙化发展过程中,胶原纤维随之钙化并不断富集,形成最终的块状钙化。

    2011年04期 v.31 719-725页 [查看摘要][在线阅读][下载 1795K]
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  • 针铁矿和菱苦土强化养殖粪污厌氧发酵液中氮、磷固定的研究

    周跃飞;归显扬;陈天虎;姚敦璠;何光亚;张楠;黎少杰;

    对比研究了养殖粪污厌氧发酵体系中添加针铁矿和/或菱苦土对N、P固定的作用。实验过程中对溶液pH进行监控,厌氧发酵44 d后,对发酵液中氨氮和磷浓度进行了分析,对固体产物进行了XRD和SEM分析。结果表明:单独或同时添加针铁矿、菱苦土的厌氧发酵罐中,发酵液中N、P浓度均降低,其中N浓度降幅小于P,添加菱苦土厌氧发酵罐中P浓度降幅较大,达90%以上。单独添加针铁矿的厌氧发酵罐中,针铁矿发生还原分解,转化为铁白云石;添加菱苦土的厌氧发酵罐中,形成了大量鸟粪石。研究认为在养殖粪污厌氧发酵体系中,由于碱金属离子的影响,针铁矿和菱苦土对N的固定作用不明显;针铁矿对P的固定效果一般,菱苦土对P固定效果显著,固P产物鸟粪石可作为优质缓释肥使用。

    2011年04期 v.31 726-731页 [查看摘要][在线阅读][下载 1024K]
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  • 赤铁矿和氧化镁对养殖粪污厌氧发酵气体中H_2S的抑制

    归显扬;陈天虎;周跃飞;姚敦璠;何光亚;张楠;黎少杰;

    集约化畜禽养殖场厌氧发酵过程中产生的大量H2S具有潜在的危害。本文以某畜禽养殖场的新鲜猪粪为研究对象,通过添加不同比例的赤铁矿和氧化镁,模拟猪粪厌氧发酵过程中对H2S产生和释放的影响。在18 d的持续实验中,对发酵液中pH和发酵气体中H2S浓度变化进行全程监控,结果表明:添加赤铁矿对发酵体系的pH无明显影响,而添加氧化镁可显著提高发酵体系的pH值;添加2种矿物越多,气体中H2S含量越低。推测2种矿物对H2S产生的抑制在机制上有所不同。赤铁矿主要通过还原分解消耗H+和沉淀消耗S2-的方式抑制H2S的产生;氧化镁则主要通过提高体系pH值,抑制SRB的活性以及降低H2S在气相中的分配。

    2011年04期 v.31 732-737页 [查看摘要][在线阅读][下载 754K]
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  • 凹凸棒石与Zn~(2+)的长期作用研究

    谢晶晶;陈天虎;王健;谢巧勤;刘海波;

    以凹凸棒石与Zn2+为例研究粘土矿物与重金属离子长期作用过程,并运用高分辨透射电镜和X射线衍射分析粘土矿物与重金属离子长期作用的次生物相。结果表明:Zn2+与凹凸棒石的长期作用是一个二阶段的过程,初始阶段为快速吸附作用,其后表现为慢速沉淀反应。高分辨透射电镜和X射线衍射分析表明,凹凸棒石与Zn2+的长期作用过程中,具有纳米矿物特性的凹凸棒石表面快速水化,提高了悬浮液的pH值,诱导Zn2+水解沉淀。而后,凹凸棒石缓慢溶解释放Al3+和SiO44-与Zn(OH)2沉淀反应,形成Zn-A1双氢氧化物和异极矿。这一结果对认识土壤环境中重金属与粘土矿物的作用及重金属的归宿具有重要意义。

    2011年04期 v.31 738-741页 [查看摘要][在线阅读][下载 989K]
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  • 基于硫酸盐还原菌作用的油菜秆固定床处理模拟含Cr(Ⅵ)废水

    刘畅;陈天虎;周跃飞;金杰;

    探讨了固定床除Cr工艺以油菜秆为微生物生长的缓释碳源,含SRB的混合微生物和油菜秆对Cr(Ⅵ)的还原和固定的共同作用。动态实验分2阶段开展:初始2周的驯化阶段和梯度增加Cr(Ⅵ)浓度的除Cr实验阶段。除Cr实验中,间歇对固定床出水pH、氧化还原电位、SO42-及硫化物浓度、DOC、Cr(Ⅵ)浓度进行测试,实验结束后对固定床中固体产物进行SEM、EDS和XPS等分析。结果表明,油菜秆固定床处理模拟含Cr(Ⅵ)废水效果明显。当进水Cr(Ⅵ)浓度ρ[Cr(Ⅵ)]<19.52 mg/L时,出水Cr(Ⅵ)和Cr(Ⅲ)浓度均低于排放标准(0.05 mg/L);Cr(Ⅵ)被还原为Cr(Ⅲ),Cr(Ⅲ)以氢氧化物的形式沉淀附着于油菜秆和其它固体物质之上。分析认为,油菜秆在固定床处理模拟含Cr(Ⅵ)废水中所起的作用主要包括3方面(作为微生物生长的缓释碳源;吸附Cr(Ⅵ),降低其对微生物的毒性;作为Cr(Ⅲ)矿化产物的沉淀附着界面);Cr(Ⅵ)主要通过SRB的直接作用及H2S的作用被还原为Cr(Ⅲ);以油菜秆为碳源的固定床处理Cr(Ⅵ)的浓度上限介于15.05~19.52mg/L之间。

    2011年04期 v.31 742-749页 [查看摘要][在线阅读][下载 2441K]
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  • 营口蛇纹石玉红外发射功能及其影响因素

    周维卫;传秀云;王时麒;

    辽宁省营口市大石桥产出的蛇纹石玉是传统名玉岫玉的一种,其物理化学特征和矿物岩石学特征与传统岫岩玉有较大差别。本文采用一系列分析技术测试了该地区蛇纹石玉的放射性、化学成分、矿物成分及在8~15μm波长带的红外发射率,结果表明:该地区蛇纹石玉不具有放射性,对人体安全无害,有良好的红外辐射功能,至少两类玉石有可能直接用作天然保健材料;玉石的矿物组成越复杂、矿物的红外活性越强、红外吸收波段范围越大,玉石的红外发射率就越高;含有硼镁石的样品的红外发射率较高达0.82。蛇纹石的晶体结构和过渡元素含量是蛇纹石玉红外发射功能的重要影响因素,晶格活性振动强、Fe2O3含量为6.28%的样品红外发射率高达0.83。引入过渡元素可以提高玉石样品的红外发射率。

    2011年04期 v.31 750-756页 [查看摘要][在线阅读][下载 568K]
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  • 铵在中砂上的3种吸附形态研究

    付佳妮;刘菲;陈坚;徐基胜;梁静;

    通过动力学和等温吸附实验,研究了不同初始氨氮浓度下水溶铵、交换铵和固定铵在中砂上的吸附规律。结果表明,吸附平衡时各种形态铵含量随初始氨氮浓度增加而增大。3种形态铵吸附行为符合准二级动力学方程。吸附速率常数K大小顺序为:固定铵>交换铵>水溶铵,初始速率:固定铵<交换铵<水溶铵。随着初始氨氮浓度的增加,水溶铵占总铵的比重由40%上升到65%,其吸附的主要限制步骤为颗粒间扩散。交换铵对总铵的贡献率维持在25%左右,吸附饱和后有所降低,初始氨氮浓度为交换铵吸附的主要限制步骤。固定铵达到饱和时,吸附量只有26.18 mg/kg,对总铵的贡献率由33%下降到9%。

    2011年04期 v.31 757-764页 [查看摘要][在线阅读][下载 908K]
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  • 矿物学报2011年第31卷总目次

    <正>~~

    2011年04期 v.31 765-774页 [查看摘要][在线阅读][下载 127K]
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