天然黑钨矿可见光催化活性的实验研究     

李灵慧  李艳  黎晏彰  鲁安怀  丁竑瑞 《地学前缘》2019,26(4):287-294

天然半导体矿物具有优良的日光催化特性。本研究选取天然钨酸盐作为研究对象,对武鸣、栗木、崇义3个不同矿区的天然黑钨矿进行了矿物学及光催化实验探究。利用X射线衍射、拉曼光谱、红外光谱、电子探针微区分析对天然样品的结构与成分进行分析,鉴定其主要矿物相为黑钨矿(Fe,Mn)[WO4],从武鸣、栗木到崇义矿区,Fe/Mn摩尔分数比从7.1、0.9到0.3依次降低。利用紫外可见漫反射测得武鸣、栗木、崇义地区样品禁带宽度分别为1.5、1.6和1.7eV,说明其具有良好的可见光响应。在pH为7的条件下用质量浓度为1g/L的样品对5mg/L的有机染料亚甲基蓝(MB)进行光催化实验(含0.01mol/L H2O2 ),结果表明武鸣地区黑钨矿实验组降解MB的效果最佳,3h后其效率分别是栗木、崇义地区样品的1.1倍和1.6倍。电子顺磁共振谱检测结果显示,反应过程中均产生氧化性羟自由基(·OH),其中效果最好的武鸣黑钨矿产生的·OH信号更强;不同自由基捕获实验证明·OH在光催化反应过程中起主要作用。进一步选取武鸣黑钨矿开展光催化降解机制研究,实验结果显示:光照下黑钨矿与H2O2共存的实验组对MB的脱色降解率可达99%(3h),只有黑钨矿的对照组降解7%的MB,只有H2O2 的对照组降解31%的MB;黑暗条件下,同时添加黑钨矿与H2O2的对照组对MB的去除率为34%。不同H2O2 浓度条件下黑钨矿降解MB符合准一级动力学方程,说明降解过程与催化剂含量无关,H2O2 更多的是充当电子受体。分析认为,不同产地黑钨矿日光催化效率与矿物铁含量呈正相关,与禁带宽度呈负相关,推测其反应机理是光催化与芬顿反应协同产生的·OH将MB氧化降解。本研究为开发利用天然矿物治理环境污染提出了新方法。  相似文献   

系统动力学及其在区域可持续发展研究中的应用   总被引：1，自引：0，他引：1  

张爱胜李锋瑞  康玲芬 《干旱气象》2005,23(2):70-74

系统动力学是一种以反馈控制理论为基础、计算机仿真技术为手段、研究复杂社会经济大系统的方法。近年来随着计算机技术的飞速发展和系统动力学理论与方法体系的不断完善,该方法得到了广泛地应用。该文综述了系统动力学方法在区域可持续发展研究中的应用,提出了在这一领域进一步研究的若干方向。  相似文献   

化能自养型微生物利用太阳能途径的实验研究   总被引：2，自引：0，他引：2  

王鑫  李艳  鲁安怀  颜云花  曾翠平  丁竑瑞  王长秋 《岩石矿物学杂志》2009,28(6):527-534

针对自然界中天然半导体矿物和化能自养微生物之间的能量交换途径进行了详细的实验研究.半导体光电化学实验结果显示,天然半导体矿物在光照情况下产生的光生电子可将Fe3+还原为Fe2+,其中金红石光催化还原Fe3+的效率为12.5%,闪锌矿为7.86%,该过程通过天然半导体矿物的日光催化作用实现了太阳光能→电能→化学能的转化;控制电势的微生物电化学反应实验结果显示,化能自养型微生物A.f.菌的细胞增加量与外界电子传入而生成的Fe2+的量呈线性关系,且有外来电子传入实验组的A.f.生长量是无电子传入组的441%,该过程通过菌的生长代谢作用实现了化学能→生物质能的转化.进一步的光电化学和微生物电化学耦合实验结果证明,在太阳光和天然半导体矿物共同作用下,A.f.菌的对数生长期由无光时的36 h延长到72 h,同时细菌的生长在该能量转化过程中得到了明显促进.在天然闪锌矿催化条件下,有光条件的A.f.菌数量增加到无光条件的1.90倍;而在金红石催化条件下,有光条件的A.f.菌数量增加到无光条件的1.69倍.实验结果说明,在以天然半导体矿物为媒介的情况下,化能自养微生物可间接利用太阳能来获得自身的生长繁殖所需的能量,这一过程也实现了太阳光能→电能→化学能→生物质能的能量转化途径.  相似文献   

微生物电化学体系中金红石可见光还原降解偶氮染料的实验研究     

丁竑瑞  李艳  鲁安怀  权超  王鑫  颜云花  曾翠平  王长秋 《岩石矿物学杂志》2009,28(6):541-546

利用双室微生物电化学装置对微生物和半导体矿物协同作用下偶氮类染料废水的还原脱色降解进行了系统的实验研究.不同光照条件及不同阴极电极材料的对比实验结果显示,偶氮染料甲基橙(MO)可作为终端电子受体直接从固体电极上获得电子被还原脱色;各对比实验中,在微生物催化与半导体矿物光催化协同作用条件下,MO还原脱色效率最高.电化学交流阻抗谱(EIS)的拟合结果显示金红石涂布阴极电极光照下极化内阻(Rp)为443.4 Ω,较无光条件下的1378 Ω显著降低,证明光照下金红石阴极的电子转移过程受其光催化作用的驱动.不同初始浓度下MO的生物-半导体催化还原反应符合准一级动力学模型,其反应速率随MO初始浓度降低而增加.通过对脱色产物的进一步分析,推测该实验中MO的还原脱色反应机制为: 阳极初始电子供体在微生物的催化作用下将电子通过阳极电极和外电路传递给阴极半导体矿物电极,进而在半导体矿物的光催化作用下通过光生电子还原终端电子受体MO,使MO中的偶氮键断裂,生成无色的联氨类衍生物.  相似文献   

西北地区建立节水型社会的对策研究     

张爱胜李锋瑞  康玲芬 《干旱气象》2004,22(4):82-86

西北地区是我国水资源最为缺乏的地区之一,水资源短缺和利用不合理已成为该地区经济社会可持续发展的主要障碍。本文通过对西北地区水资源及其利用现状的分析和评价,提出实现该地区水资源可持续利用的关键是建立节水型社会,而建立节水型社会的重点在于建立、健全水资源的行政管理体制、市场运行机制和法制体系;建立科学合理的用水指标体系;大力调整农业产业结构。逐步形成节水型农业种植体系;大力调整工业产业结构。逐步建立节水型的工业体系。  相似文献   

羌塘盆地东部晚三叠世-侏罗纪构造-沉积演化   总被引：4，自引：1，他引：3  

刘若涵  何碧竹  郑孟林  彭阳  陈威威  余卓颖  贠晓瑞  徐士陆 《岩石学报》2019,35(6):1857-1874

本文以野外实测剖面为基础,结合区域地质调查,通过地层学、岩石组合特征及沉积盆地分析,并综合区域构造演化背景及年代地层学等最新研究成果,对羌塘盆地东部上三叠统-侏罗系岩石组合、沉积类型和沉积相特征进行了对比研究,明确了羌塘盆地东部晚三叠世-侏罗纪的地层分布特征、沉积相类型、展布特征及构造-沉积演化过程。以区域性角度不整合为标志,将羌塘盆地东部上三叠统-侏罗系划分为2个构造层(卡尼阶-诺利阶构造层和瑞替阶-基默里阶构造层),并详细叙述了不同构造层内各地层的分布范围、厚度变化及岩性特征。研究区上三叠统-侏罗系以海陆过渡相和海相沉积为主,其中海陆过渡相包括三角洲相和潮坪-泻湖相,海相包括碳酸盐缓坡、蒸发台地、局限台地、滨海、浅海、半深海和深海相沉积。卡尼期主要发育滨海-浅海-半深海-深海相沉积(北羌塘坳陷)和滨浅海沉积(南羌塘坳陷)。诺利期早期以碳酸盐岩缓坡-混积陆棚沉积为主,诺利期晚期、赫塘期-巴柔期、卡洛期和基默里期主要发育潮坪-三角洲相沉积(北羌塘坳陷)和滨浅海沉积(南羌塘坳陷),巴通期和牛津期以蒸发台地-局限台地-混积陆棚沉积为主。沉积相东西向带状展布,东部低隆起是分割南北相带的重要构造单元,并在巴通期及牛津期为水下隆起,控制着羌塘东部局限台地、蒸发台地及台地边缘的分布。将区域构造背景与沉积记录相结合,总结出5个构造-沉积演化阶段:活动陆缘阶段(卡尼期,Ⅰ_1)、前陆盆地演化阶段(诺利期,Ⅰ_2)、裂陷-坳陷阶段(瑞替期-巴柔期,Ⅱ_1)、被动陆缘-坳陷阶段(巴通期-卡洛期,Ⅱ_2)和被动陆缘-坳陷阶段(牛津期-基默里期,Ⅱ_3)。  相似文献   

有明黏土各向异性固结特性的试验研究     

加瑞  雷华阳 《岩土力学》2019,40(6):2231-2238

由于大多数黏土矿物是片状的,在沉积和随后的固结过程中黏土颗粒和组构单元趋向水平定向排列,使天然沉积黏土呈现各向异性的固结特性。通过垂直切和水平切试样的恒应变速率固结试验研究了日本有明黏土的各向异性固结特性。试验结果表明,水平切试样的先期固结压力pch与垂直切试样的先期固结压力pcv的比值在0.5～1.0之间,主要是因为天然沉积黏土各向异性的屈服轨迹以及垂直切和水平切试样所经历的应力路径不同;在正常固结阶段,水平切试样的固结系数ch与垂直切试样的固结系数cv之比约为1.43,水平切试样的渗透系数kh与垂直切试样的渗透系数kv之比约为1.40,水平切试样的体积压缩系数mh与垂直切试样的体积压缩系数mv基本相等。因此,有明黏土固结系数的各向异性主要是因为渗透系数的各向异性,而渗透系数的各向异性本质上是因为其微观结构的各向异性。  相似文献   

中国喜马拉雅山地区冰川1999—2015年期间动态变化遥感调查     

安国英  韩磊  涂杰楠  支瑞荣  黄树春  童立强 《现代地质》2019,33(5):1086-1097

根据完成的青藏地区基于1999年ETM、2014/2015年GF-1/OLI两期遥感调查的冰川编目数据,对1999-2015年期间中国喜马拉雅山地区的冰川变化进行分析。结果显示,从1999-2015年间,中国喜马拉雅山地区的冰川普遍退缩,冰川数量减少了85条,面积减少了42.00 km^2,冰储量减少了2.385 km^3,分别占其减少变化率的1.53%、0.67%和0.50%。沿山脉由东向西冰川变化不一,其中东段的冰川数量减少多,西段的冰川面积和冰储量减少多,并且东段的数量减少变化率远大于西段,西段的面积、冰储量减少变化率大于东段,中段的冰川相对稳定。喜马拉雅山地区的冰川在北、北东和东等方向上发生退缩,且减少量依次减少,其中东向的数量减少变化率最大,北东向的面积减少变化率最大,而北向的减少变化率最小。冰川在不同坡度退缩程度不一,在坡度10°~15°范围冰川面积退缩最多、变化率最大,在坡度30°~35°范围数量减少最多、变化率最大。冰川在高程5 500~6 000 m区间数量和面积退缩量最多,其次是在高程5 000~5 500 m区间;在高程3 500~4 000 m区间的退缩变化率最大,而在高程6 000~6 500 m区间的退缩变化率最小。不同流域中冰川变化差异较大,在雅鲁藏布江流域(5O2)冰川数量和面积减少最多,其次是朗钦藏布等流域(5Q2)和朋曲等流域(5O1),而扎日南木措流域(5Z3)的冰川减少量最小,但是变化率最大。总之,小冰川的大规模退缩或者消失,较大冰川也普遍退缩,是喜马拉雅山地区冰川变化的特点。喜马拉雅山地区冰川退缩与气候变化关系密切。根据多年年平均气温和年降水量分析,自1961年以来,该地区年平均气温显著上升,年降水量有增有减,但气温上升、降水量减少是导致冰川消融原因之一。  相似文献   

江西省峡江-广丰地区白垩纪红盆-火山盆地对铀成矿的制约探讨     

黎广荣  郭福生  金腾瑞  张炜强  张运涛  杨庆坤  陈留勤  周万蓬  于玉帅 《大地构造与成矿学》2019,43(3):542-557

江西峡江-广丰地区产铀盆地常具有特殊的三元结构:含铀火山岩发育在燕山早期的断陷区内,火山岩之下为一(几)套煤系地层,火山岩系之上为一套红色碎屑岩层,构成“黑-灰-红”特色三层结构的叠合式盆地。本文在总结前人工作的基础上,分析了该区叠合式盆地的空间分布、组成结构、形成演化和矿化等特征,并探讨区域构造演化对铀成矿富集的控制作用,以期为研究区铀矿勘查提供新的思路。研究表明:(1)叠合式盆地主要由多旋回的火山岩及其上部的巨厚红层组成,发育在前寒武系变质基底及较薄的峡山群(D2X)、安源群(T3A,含煤层)和林山群(J1L)之上。下白垩统武夷群(K1W)与火把山群(K1H)之间存在构造挤压事件,时限约为132~110 Ma,主要表现为近SN向的挤压和区域性抬升剥蚀,并导致NE和NW向两组共轭断裂分别发生左行和右行压扭,派生的近SN向断裂以张性为主。这些断裂构造是主要的控矿-赋矿构造,特别是近SN向张性断裂,富大矿体均赋存其中;(2)铀矿化时代晚于火山岩围岩的成岩时代,与红层沉积时代有很大程度上的重叠,暗示红盆发育过程对区内铀成矿起重要控制作用;(3)与铀矿物相伴生的萤石、石英中H、O、C同位素指示大气水对铀成矿的贡献,大气水对红层中的Fe^3+、F、Cl、H2S、(U)等进行淋滤,并携带至火山岩的构造裂隙中,在与深部来源流体共同作用下,使火山岩普遍发育水云母化、铀矿化等,因而成矿作用应滞后于火山作用。  相似文献   

磁铁矿中硅的赋存状态研究进展:兼论新疆雅满苏铁矿床中磁铁矿晶体化学特征          下载免费PDF全文

董斌斌  黎广荣  郭福生  王哲  金腾瑞 《高校地质学报》2017,23(2):213

磁铁矿广泛出现于各种类型的岩石中,具有反尖晶石结构。Si与Fe无论是从离子半径还是从电子的获取能力上均存在较大区别,然而无论是利用电子探针分析还是湿化学法,很多研究均表明:磁铁矿晶体中含有一定数量的硅。目前,硅是否类似于Al、Mg、Ti等元素,以类质同象的方式进入磁铁矿晶格目前尚不明确。已有研究表明Si在磁铁矿中的含量对磁铁矿的生成环境(成矿环境)有较大的指示意义:热液环境中生成的磁铁矿晶体的SiO_2的含量可达6.19 wt%,而在一些正岩浆型的磁铁矿中,SiO_2的含量常常低于电子探针的检出限。结合实际研究资料,尝试阐明新疆哈密地区雅满苏矽卡岩型矿床磁铁矿晶体中硅的可能赋存状态。研究表明,新疆雅满苏矽卡岩型磁铁矿矿床中的磁铁矿中SiO_2的含量相对较高,而且Si的含量与Fe~(3+)含量呈明显的线性负相关关系;穆斯堡尔谱结果亦指示Si替换了四面体上Fe~(3+)的位置,并且在八面体位置上四极分裂愈大,类质同象替代愈加广泛。  相似文献