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隧道构造的钙锰矿以其特殊的结构和理化性质在催化、吸附、二次电池正极材料等领域有广泛的应用,常以层状Na-布塞尔矿(Na-buserite)为前驱物进行人工合成。焦磷酸盐(pH=1～8)对Mn(Ⅲ)有很强的络合作用,经焦磷酸盐处理的Na-布塞尔矿向钙锰矿转化的特点可表征Mn(Ⅲ)在层状向隧道构造转化中的重要作用。常压回流条件下Na-布塞尔矿向钙锰矿的转化程度随着焦磷酸盐处理浓度的增加和处理时间的延长而逐渐减小,直至不能向钙锰矿转化。钙锰矿形成的难易与Na-布塞尔矿结构中Mn(Ⅲ)被络合数量成反比,用对Mn(Ⅲ)络合作用很弱的焦磷酸盐溶液(pH=10)处理的Na-布塞尔矿可在常压回流条件下完全转化形成钙锰矿。 相似文献
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碱性介质中合成水钠锰矿的几个影响因素 总被引：8，自引：0，他引：8
水钠锰矿是土壤和沉积物中常见的氧化锰矿物。较系统地研究了碱性介质中合成水钠锰矿几个影响因素的作用规律。结果表明,在实验条件下,反应液的流动速率和氧气流量是合成水钠锰矿的主要影响因素,在反应中使用机械搅拌,可以使水钠锰矿的合成简单易行;而反应前通氮气处理和反应温度对水钠锰矿的合成没有影响;实验合成单相水钠锰矿的条件为:OH-/Mn摩尔比为13.7,O2的流量2L/min,在常温和机械搅拌下氧化5h;其平均化学组成为Na0.25MnO2.07·0.66H2O。 相似文献
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水钠锰矿、钙锰矿是土壤和沉积物中常见的氧化锰矿物。本文用改进的方法在碱性介质中合成了结晶度高的单相水钠锰矿 ,其平均化学组成为Na0 .2 5MnO2 .0 70 .6 6H2 O。合成在常温 2 5℃以及机械搅拌作用下进行 ,反应易于控制 ,没有黑锰矿、六方锰矿等其它矿相生成。合成的单相水钠锰矿经Mg2 + 交换、热液处理 ,完全转化为结晶良好、隧道构造为 3× 3的钙锰矿。生成的钙锰矿呈长短不一的纤维状 ,沿三个方向生长的晶体形成各交 12 0°角的三连晶结构 ,平均化学组成为Mg0 .1 6 MnO1 .570 .82H2 O 相似文献
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碱性介质中水钠锰矿的生成途径 总被引：1，自引：0，他引：1
水钠锰矿(birnessite)是表生作用中含锰矿物岩石风化和氧化较为常见的产物. 在碱性介质中, 以O2氧化Mn(OH)2合成单相水钠锰矿, 结合快速X射线衍射(XRD), 粉晶XRD, 透射电子显微镜(TEM), 电子衍射(ED), 能量色散X射线分析(EDAX), 红外光谱(IR), 化学组成分析等方法和相关氧化锰矿物的Eh-pH平衡关系对该反应过程和水钠锰矿的生成途径进行了研究. 结果表明: 在实验条件下, 该反应过程可分为四个阶段: (1) 黑锰矿(Mn3O4, hausmannite)和六方水锰矿(β-MnOOH, feitknechite)的形成阶段, (2) 黑锰矿和六方锰矿转化为布塞尔矿(buserite)阶段, (3) 布塞尔矿生长阶段, (4) 布塞尔矿转化成水钠锰矿阶段; 氧化过程中, 布塞尔矿按两种途径由中间产物溶解后重新结晶生成, 矿物转化受其表面溶解O2浓度决定的Eh值控制. 实验结果可为进一步揭示水钠锰矿在碱性介质中的形成机制提供重要的理论依据, 对水钠锰矿的合成, 改性和在材料科学中的应用也具有实际意义. 相似文献
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几种氧化锰矿物的合成及其对重金属的吸附和氧化特性 总被引：7，自引：0，他引：7
以改进或优化的方法合成土壤中常见的几种氧化锰矿物,对其形貌、结构、组成和表面性质进行表征,研究其对几种重金属的吸附和对Cr(Ⅲ)的氧化特性及与其结构和表面性质的关系。结果表明,合成的水钠锰矿、钙锰矿、锰钾矿和黑锰矿均为单相矿物,具有典型的形貌特征。水钠锰矿、钙锰矿和锰钾矿的PZC较低,分别为1.75、3.50和2.10,其表面可变负电荷量的大小顺序为水钠锰矿≥锰钾矿>钙锰矿;黑锰矿的PZC较高,表面可变负电荷量远低于其他3种矿物。供试矿物中,水钠锰矿对Pb2 、Cu2 、Co2 、Cd2 和Zn2 等重金属的吸附能力最强,黑锰矿的吸附能力最弱,除黑锰矿吸附更多的Cu2 外,供试氧化锰矿物对Pb2 的吸附量最大。氧化锰矿物对重金属的吸附受重金属的水解常数和矿物的表面负电荷的影响较大,它们均影响氧化锰矿物表面诱导水解作用及吸附离子形态。供试氧化锰矿物对Cr(Ⅲ)氧化能力和氧化过程中Mn2 释放量不同,受矿物结构、氧化度、表面性质以及结晶度等因素影响,氧化能力顺序为水钠锰矿>锰钾矿>钙锰矿>黑锰矿,最大氧化量分别为1330.0、422.6、59.7和36.6mmol/kg。 相似文献
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常压下pH对Cu-布塞尔矿向钙锰矿转化的影响 总被引：1，自引：1，他引：0
钙锰矿是表生环境中常见的隧道构造氧化锰矿物,常由层状构造的Na-布塞尔矿或水钠锰矿(Na-布塞尔矿脱水产物)经不同离子交换后在热液条件下转化而成.Na-布塞尔矿与离子交换过程中溶液pH对Me-布塞尔矿亚结构及常压下向钙锰矿的转化有重要影响.本文以Na-布塞尔矿为前驱物,探讨了pH对Cu-布塞尔矿形成及其在常压回流条件下向隧道构造钙锰矿转化的影响.结果表明,不控制pH值时,随着溶液中交换性Cu2+数量的增加,前驱物Na-布塞尔矿层间Na+离子的数量逐渐减少,直至被Cu2+离子完全交换.层间的Mn2+只有在加入的Cu2+达到一定量时才能被置换出来,体系pH值随着CuCl2加入量的增加而降低.随着进入Na-布塞尔矿层间Cu2+离子数量的增加,经回流转化后逐渐生成结晶度较好的钙锰矿相,但加入量超过一定量时,不能转化形成钙锰矿.在控制pH为4.5的体系中进行离子交换时,钙锰矿的形成随着Cu2+离子的增加而增加,并在高加入量时也可完全转化形成钙锰矿.上述两种转化的差异与pH变化所引起的Na-布塞尔矿亚结构变化及交换性Cu2+离子在其层间分布的形态密切相关. 相似文献
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回流条件下钙锰矿的合成及其初步表征 总被引：2，自引：2，他引：2
采用改进方法制备的水钠锰矿为前驱物, 在加热回流的条件下一次合成了大量结晶良好的单相钙锰矿, 回流8和24 h合成的钙锰矿的平均化学组成分别为Mg0.19MnO2.11(H2O)1.15和Mg0.17MnO2.10(H2O)0.88, 随着回流时间的延长, 钙锰矿结晶度进一步提高, 且无其他矿相生成. 回流条件合成的钙锰矿与天然钙锰矿及热液条件合成的钙锰矿具有相同的形貌特征和相似的结构特点. 除锰氧化度较高外, 其化学组成与热液条件合成的钙锰矿相近. 相似文献
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水铁矿广泛分布于水、土壤、沉积物和生物体中,它具有大比表面积和高表面活性,控制和影响着环境中某些污染物质和营养元素的形态、迁移和转化。此外,它也是环境中其他晶质铁(氢)氧化物形成的前驱体。然而,人们对水铁矿在环境中的作用和重要性的认识还存在不足,主要表现在：(1)水铁矿通常被混淆为无定形铁氢氧化物或水合铁氧化物,环境中的水铁矿因难以分离和进行定量分析而使其含量常被低估;(2)水铁矿结晶弱,结构表征困难,对其在环境中的分布、组成、结构及性质的认识较欠缺。水铁矿以弱晶质的纳米颗粒形式存在,其XRD(X射线衍射)线少且宽、强度弱。根据衍射线的条数可将水铁矿分为结晶较弱的2 线水铁矿(2LFh)和结晶较好的6 线水铁矿(6LFh)。目前,普遍接受的水铁矿化学式为Fe5HO8·4H2O,但大量实验表明H2O不是水铁矿结构的必要成分,且容易被吸附的外来物质取代。有人提出水铁矿是一种二元结构,中心为八面体配位Fe,表面以四面体配位Fe为主,这有待论证。最近,通过PDF(配对分布函数)研究水铁矿的结构表明,理想水铁矿结构包含20%四面体配位Fe和80%八面体配位Fe,化学式为Fe10O14(OH)2。然而, 不少学者对这一新的水铁矿结构模型提出了质疑。对近年来水铁矿的分布、组成、结构和环境行为方面的研究和存在的问题进行了综述和讨论,并且对水铁矿的未来研究方向进行了展望。 相似文献
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钙锰矿是表生环境中常见氧化锰矿物. 文中初步探讨了常压下影响钙锰矿形成的温度、金属离子、溶解氧、pH值等几个环境因素, 结果表明: (1)钙锰矿的形成转化速率和结晶度随温度的降低而下降, 且温度的影响比其它因素显著; (2)钙锰矿形成的前驱物布塞尔矿结构和层间金属阳离子性质影响相应布塞尔矿向钙锰矿的转化, 层间离子以弱结合力与布塞尔矿锰氧八面体层作用有利于形成钙锰矿; (3)较低温度下适量的O2可促进钙锰矿的形成; (4)体系pH值对钙锰矿形成有一定影响, 在相对较弱的酸碱条件下均可形成钙锰矿. (5)前驱物布塞尔矿经过老化后更易形成钙锰矿. 相似文献
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几种氧化锰矿物对As(Ⅲ)的氧化特性及针铁矿的影响 总被引：1，自引：0，他引：1
用化学分析、氧化还原平衡、X射线衍射(XRD)及透射电镜(TEM)等方法与技术研究了水钠锰矿、钙锰矿和黑锰矿等三种不同结构类型的氧化锰矿物对As(Ⅲ)的氧化特性,及针铁矿对上述氧化的影响。结果表明:三种氧化锰矿物对As(Ⅲ)的氧化能力差异较大,氧化能力受矿物组成、结晶度和表面性质等因素影响。水钠锰矿的氧化能力最强,其次是钙锰矿。低价矿物黑锰矿的氧化能力最弱,但其氧化过程释放Mn2+的量比水钠锰和钙锰矿的均高。对As(Ⅲ)的最大氧化量大小顺序为:水钠锰矿(480.4mmol/kg)>钙锰矿(279.6mmol/kg)>黑锰矿(117.9mmol/kg)。体系中存在针铁… 相似文献