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The crystal structure of metal borates has been extensively investigated by X-ray and neutron diffraction,but,the structure of aqueous polyborate solutions are still largely unknown.Over the last decade,our group has focused on studying the structure of complex aqueous polyborate solutions of Li,Na,K,Rb,Cs,and Mg using synchrotron radiation X-ray scattering(XRS),EXAFS,Raman,NMR,and DFT,as well as determining the density,conductivity and pH of such solutions.Polyborate species distributions were calculated using pH measurements,and the main species in the solution have been confirmed by NMR and Raman spectra.For alkali-metal metaborates,the dominant species is always B(OH)-4in a wide range of concentration,while the presence of others species is negligible.For alkali metal tetraborates,when concentration is in the extreme low range,only B(OH)3 and B(OH)-4 are present in these solutions.As the total boron concentration increases,B(OH)3 and B(OH)-4 polycondensated to form more complex oligomers.Of them,while B4O5(OH)2-4 in the tetraborate solutions is the main species,B(OH)3,B(OH)-4,and B3O3(OH)-4 are minor species,and B3O3(OH)2-5 and B5O6OH)-4 are present only in negligible amounts.As solution continues to concentrate,B4O5(OH)2-4 eventually becomes the dominant species,which is consistent with the congruent compound M2B4O7·nH2O(M=Li,Na,K,Rb,Cs) in the system M2O-B2O3-H2O(M=Li,Na,K,Rb,Cs).For alkali metal pentaborates,B(OH)3 and B(OH)-4 are the main species at low concentrations.The species distribution,Raman and NMR spectroscopy results verified that the dominant species in concentrated pentaborate solutions with Li and Na is pentaborate B5O6OH)-4,but it is surprising that the main species with K,Rb,and Cs is always the triborate monoanion B3O3(OH)-4.Although all M[B5O6OH)4]·nH2O(M=Li,Na,K,Rb,Cs) are all congruent compounds in the system M2O-B2O3-H2O(M=Li,Na,K,Rb,Cs) ,the main species in aqueous solutions are quite different because of various cation hydration distance(d),hydration number(CN),and configuration,especially charge(Z).For bivalent Mg2+,three borate minerals,namely,Inderite(2MgO·3B2O3·15H2O),Hungchaoite(MgO·2B2O3·9H2O),and Mcallisterite(MgO·3B2O3·7.5H2O),exist in the system MgO-B2O3-H2O at 298K.Inderite is a congruent compound,but Hungchaoite and Mcallisterite are incongruent compounds.The species distribution and Raman spectra demonstrat that the predominant species in all the solutions with magnesium borates is bivalent triborate B3O3(OH)2-5,while the subordinate species are B(OH)-4 at a low B2O3/MgO ratio and B(OH)3at a high B2O3/MgO ratio,and the other anions are negligible,as the high Z of the borate anion must match that of Mg2+.The disappearance of divalent B4O5(OH)2-4 is in agreement with its incongruent nature.The DFT and XRS results showed that tetrahedral Li(H2O)+4(d=0.20 nm,CN=4),octahedral Na(H2O)6+(d=0.236 nm,CN=6),and Mg(H2O)2+6(d=0.210 nm,CN=6) in the first hydration shell belong to Platonic polyhedra.However,K(H2O)+8(d=0.28 nm,CN=8,XRS and DFT),Rb(H2O)+8(d=0.293 nm,CN=7.7-8.2,EXAFS),and Cs(H2O)+8(d=0.320-0.326 nm,CN=7.6-7.9,EXAFS) are inclined Voronoi polyhedra.Therefore,the effects of cation Z and d on the structure of polyborates in aqueous solutions are deterministic,while the effect of hydrated-cation symmetry is secondary.Their hydrolysis order was:Mg＞Li＞Na＞K＞Rb＞Cs,in step with hydration power.Among them,Mg2+ and Li+have a strong tendency towards hydrolysis,but Na+ scarcely hydrolyzes,especially Rb+ and Cs+ have a little protonation.X-ray scattering of aqueous alkaline sodium borohydride solutions confirmed that dihydrogen bonds exist in an aqueous solution.The four distinct features of dihydrogen bonds in aqueous solution-unidirectionality,divaricativity,multicentricity,and multidentativity have been also described here in brief. 相似文献
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利用精密量热仪测定了MgCl_2、MgCl_2·2H_2O、MgCl_2·4H_2O和MgCl_2·6H_2O在298.15°K溶于水的积分溶解热,并利用Pitzer电解质溶液的。~ΦL方程,计算了溶质的相对表观摩尔热焓,从而得到标准溶解焓分别为(KJ·mol~(-1))—155.86±0.17、—79.45±O.17,—41.78±O.18和—14.58±0.16;晶格能分别为—2490.36,—3158.37,—3772.70和—4376.56。二、四、六水合物的标准生成焓分别为—1289.39,—1898.72和—2497.58;水合焓分别为—76.41,—114.08和—141.28。 相似文献
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在HCl-NiSO4-H2 O混合溶液中 ,以标准氢电极和银—氯化银电极组成无液接电池 ,恒定溶液总离子强度I和NiSO4在溶液中的离子强度分数yB 的条件下 ,在 2 78 1 5～ 3 2 3 1 5K温度范围内测定下列电池的电动势Pt,H2 ( 1 0 1 3 2 5kPa) |HCl(mA) ,NiSO4(mB) ,H2 O|AgCl-Ag由于体系存在硫酸的二级解离 ,应用数学迭代方法确定平衡体系氢离子的浓度 ,计算了混合溶液中HCl的活度系数γA,结果表明 ,在溶液总离子强度保持恒定时 ,HCl的活度系数服从Harned规则。在溶液组成恒定时 ,盐酸的活度系数logγA 对热力学温度l/T作图 ,是一条直线 相似文献
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用无定型磷酸钛和磷酸在175℃,约3MPa气压下,合成的晶形细微化合物,即二水合二磷酸氢钛[TI(HPO_4)_2·2H_2O],是一种层状结构的无机离子交换剂。在酸性和中性介质中其溶解度极小,对于钾、锂碱金属离子具有很好的交换吸附效应。以聚丙烯腈的二甲基甲酰胺溶液为粘合剂,压制成型,装制成色谱柱,以LiNO_3溶液为原料,HCl为洗脱剂,合理截取洗脱流分并测得~6Li和~7Li的单级分离因数为1.023,获得了文献中尚未报道过的结果。 相似文献
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作为四元交互水盐体系Li~+,NH_4~+∥Br~-,I~-—H_2O的前导,测定了其3个边界体系NH_4I—LiI—H_2O(Ⅱ),LiI—LiBr—H_2O(Ⅲ)和NH_4Br—LiBr—H_2O(Ⅲ)在298.2K时的溶度和折光率,绘制了溶度图和折光率—组成图,这三个体系都是简单低共饱型体系,3相无变点组成数据分别为:NH_4I 6.28,LiI 57.39 Mass％(Ⅰ);Lil 23.71,LiBr 41.14 Mass％(Ⅱ);NH_4Br 3.52,LiBr 58.91 Mass％(Ⅲ)。 相似文献
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报道由硫酸钠水溶液实验径向分布函数通过理论模型计算,解析溶液结构参数的方法。其中包括建立理论结构模型的基本依据,专用KURLVR程序使用和结构参数最小二乘精修,以及高斯多峰拟合等实用方法,最终给出能够阐述溶液本质的微观结构参数。结果表明,硫酸钠溶液中水合Na+有2个水合层,第一水合层Na+-OH2(I)距离为0.243 nm,配位数6.0;第二水合层距离为0.448 nm,配位数为13.3;SO2-4存在第一水合层,SO2-4-H2O距离为0.374 nm,配位数为9.1;水合硫酸根原子团中氧原子与水分子的作用距离和配位数按OS-W(1)、OS-W(2)、OS-W(3)、OS-W(4),距离依次为0.283、0.322、0.375和0.486 nm,配位数除OS-W(2)为12.9,其余都在8左右;除此之外溶液中还存在NaOSO-3接触离子对,Na-S距离为0.348 nm,配位数0.20,与晶体结构比较证实SO2-4以单齿形式配位到Na+;水共享离子对Na+-W-SO2-4中Na-S距离精修为0.491 nm,配位数0.62。精修的R因子为0.16,表明获得了很好的精修结果。 相似文献
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The model selection from EMF data of pH titration curves has been studied for binary and ternarysystems(Ni~(2+)-glycine and Ni~(2+)-methionine-taurine respectively)by using the MINIGLASSprogram.Comparison between experimental and calculated titration curves with this interactive programindicates the presence(and the pH range)of the different species in equilibrium. 相似文献
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Li2SO4溶液中离子间的缔合相互作用:基于密度泛函理论和分子动力学模拟的研究 总被引：1，自引：1，他引：0
基于密度泛函理论,使用B3LYP/aVDZ方法对[Li_2SO_4(H_2O)_n]~0(n=0~10、18)水合团簇的结构和性质进行了系统地研究,并结合Car-Parrinello分子动力学(CPMD)模拟了不同浓度的Li_2SO_4溶液结构,目的在于理解在Li_2SO_4溶液中离子间缔合相互作用及可能存在的物种。研究发现,对于[Li_2SO_4(H_2O)_n]~0(n=0~10、18)水合团簇,双配位单齿螯合接触离子对结构比双配位双齿螯合接触离子对结构更稳定,溶剂共享离子对结构最不稳定。同时,CPMD模拟结果表明,在3.09和3.17 mol/kg的Li_2SO_4溶液中,双配位单齿螯合接触离子对结构仍然是主要物种。以上结果表明在饱和的Li_2SO_4溶液(3.16 mol/kg)中,Li~+和SO_4~(2-)离子间的相互缔合作用主要以双配位单齿螯合接触离子对结构的物种存在,而具有双配位双齿螯合离子对结构的物种占少数,溶剂共享离子对结构几乎不存在。 相似文献
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在进行青藏高原盐湖含硼盐卤天然蒸发和25℃等温蒸发实验的基础上,绘制成复杂盐卤的蒸发相图。该相图与Na~+、K~+、Mg~(2+)//Cl、SO_4~(2-)—H_2O体系25℃介稳相图基本上相符合。在将蒸发相图与该五元体系平衡溶解度相图进行比较后,从盐溶液化学的角度对蒸发相图的形成原因进行了解释。 相似文献
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用溶胶 -凝胶法制备了 L i Mx Mn2 - x O4( M=Cr、Al;x≤ 0 .2 )尖晶石相锂离子电池阴极材料。SEM表面观测显示材料的晶形好 ,粒度均匀 ,粒径小于 0 .5微米。电化学测试表明 ,低水平量 ( 0 .0 2≤ x≤ 0 .0 5 )的 Cr、Al掺杂材料初始容量稍有降低 ,但却较大地改善了循环性能。在 L i Mx Mn2 - x O4中 ,掺 Al降低了 L i+、Mn3+占位的无序度 ;Cr3+和 Al3+取代了其中的部分 Mn3+ ,占据八面体位 ( 16 d) ,抑制了 Jahn-Teller效应 ,增强了尖晶石骨架的稳定性 ,提高了其电化学性能。在 3.0～ 4.3V的充放电过程中 ,材料中的 Cr、Al都保持 +3价不变 ,不发生氧化还原 相似文献
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本文利用等温溶解度法测定了H~+,Li~+,Mg~(2+)//Cl~-—H_2O四元水盐体系在—10℃±0.1℃时的溶解度并绘制了等温相图。相图由HCl·MgCl_2·7H_2O、MgCl_2·8H_2O、HCl·6H_2O和LiCl·2H_2O四个相区构成,只有一个零变量点I:LiCl·2H_2O+MgCl_2·6H_2O+HCl·MgCl_2·7H_2O+L_(?)利用坐标变换和直线外推法,对溶解度数据进行处理后,用湿渣结线法解决了低温平衡固相较难确定的问题。 相似文献
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为了研究碱湖N2O释放速率及其对盐度与pH的响应,选取内蒙古大克泊碱湖的五个沉积物样点,采用15N同位素标记模拟实验,研究反硝化和厌氧氨氧化的速率、相对比例和气体产生情况,揭示高盐和高pH对碱湖氮移除的影响。发现大克泊湖潜在氮移除速率为0~16.06 n mol N mL-1 h-1,潜在反硝化速率为0~12.62 n mol N mL-1 h-1,潜在厌氧氨氧化速率为0~9.81 n mol N mL-1 h-1;当盐度34.00 g·L-1与pH 10.22时,厌氧氨氧化对氮移除贡献较大,达到43.18%~71.79%。反硝化过程气体产物以N2为主,几乎无N2O气体释出。另外,该区域潜在氮移除速率与pH呈正相关关系,与TOC、NO-3、HCO-3呈负相关关系;未发现氮移除速率与盐度之间的相关关系。因此,在研究的碱湖中,氮移除过程中主要为N2排放,而N2O低于检测水平;氮移除过程的影响因素复杂且不限于最主要的环境变量(盐度与pH)。这些结果为研究湖泊N2O排放提供了数据基础。 相似文献
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研究了三元体系Li~+,Mg~(2+)∥SO_4~(2-)—H_2O在25℃时的相关系和平衡液相的密度、粘度、折光率、电导等物化性质,该体系为简单共饱型,两段溶解度曲线对应于体系的两种原始组份Li_2SO_4·H_2O和MgSO_4·7H_2O的结晶区,无复盐和固溶体形成,亦无脱水作用发生,应用电解质溶液Pitzer模型检测该体系25C的溶解度,并用经验或半经验公式对平衡液相的密度和折光率进行了理论计算,计算值与实验值非常接近。 相似文献
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用等压法研究了LiCl-Li2 B4O7-H2 O体系离子强度范围为 0 1 5 3 0～ 3 0 75 8mol kg-1不同质量摩尔浓度分数的等压平衡浓度 ,水活度 ;计算了LiCl和Li2 B4O7,混合盐溶液的饱和蒸汽压 ,渗透系数等热力学性质。以总硼浓度 0 0 8mol·kg-1为界 ,把所有混合盐的实验数据分为高浓度和低浓度两部分 ,按照不同的物种生成转化反应 ,考虑溶液中H3 BO3 和硼氧配阴离子B(OH) 4 -,B3 O3 (OH) 4 -和B4O5(OH) 4 2 -的存在形式。由实验数据用最小二乘法和迭代法求取了LiB(OH) 4 离子对的缔合平衡常数Km1,B3 O3 ,(OH) 4 离子的生成转化反应的化学计量平衡常数Km2 ,以及Pitzer模型的离子相互作用参数。用该模型计算的渗透系数值与实验结果取得合理的一致。对完善含锂、硼盐湖卤水体系的热力学模型和盐湖资源的综合开发具有重要意义 相似文献
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本要用情性气体保护下的高温熔融反应及液氮淬冷技术制备了Li_2S-B_2O_3体系玻璃。采用XRD、ICP及化学滴定法分别确定了产物的形态和化学组成。利用DTA星热法测定了玻璃的转变温度Tg、晶化温度Tc及晶化峰值温度Tp，并根据Tg、Tc-Tg、Tp－Tg、（Tp－Tg）／Tg四种玻璃稳定性判据讨论了Li2S-B2O3玻璃的相对稳定性。实验表明，Li2S-B2O3体系能在Li2S的摩尔分数X≤0．45的浓度范围形成玻璃，且在x=0．25附近玻璃的稳定性最强。 相似文献