用密度泛函和XANES计算研究Zn^(2+)在水锰矿表面的吸附和沉淀

用密度泛函理论(densityfunctiontheory,DFT)和X射线近边结构(X-rayabsorptionnearedgestructure,XANES)模拟计算了不同酸度(pH=7.0,7.5和8.0)下Zn(II)在水锰矿表面的吸附.优化的几何结构表明,只有双边吸附方式的水解簇既能解释H+释放机制,又能与扩展X射线吸收精细结构(extendedX-rayabsorptionfinestructure,EXAFS)实验键长值相吻合.吸附能计算表明,各种吸附方式的稳定性双边(DE)>双角(DC)>B型单边(SE-B)>A型单边(SE-A);水解能计算表明各种吸附态Zn2+均比溶液中水合锌离子易水解.各种吸附簇模型的XANES计算谱未能与实验谱吻合,即,表面发生的并不是简单的吸附.pH=7.5和pH=8.0吸附样品的XANES实验谱与Zn5(OH)6(CO3)2的实验谱非常接近,因此认为pH=7.5和pH=8.0下Zn(II)在水锰矿表面发生沉淀,Zn(II)是Zn—O八面体和Zn—O四面体的混合,它们按类似Zn5(OH)6(CO3)2结构中的八面体和四面体排列方式排列.pH=7.0时,Zn(II)在水锰矿表面发生的主要是边连接方式的吸附.

系列烷基多硫化物形成的摩擦膜和热膜的XANES分析

采用X射线吸收精细结构光谱(XANES)对不同硫含量的系列烷基多硫化物与钢表面在70℃和150℃反应的热膜以及摩擦膜进行了分析.结果表明,在70℃和150℃下生成的热膜的主要成分是FeSO4或Fe2(SO4)3,温度的升高会增大生成的热膜厚度;生成的摩擦膜成分主要是铁的硫酸盐、二硫化铁和亚砜的混合物.添加剂分子中硫含量的提高可以增大生成的热膜和摩擦膜的厚度.

铅锌矿区浮萍中铅的XANES形态分析

南京栖霞山铅锌矿是华东地区最大的铅锌矿床之一,已开采50多年,由此引发的环境问题日益突出。当地环境中铅含量较高,但铅的迁移和毒性机理不明。为此在该地区开展了铅锌矿生物地球化学研究,借助ICP-MS铅含量分析和Pb-LⅢ边XANES形态分析技术,在该污染区发现了耐受并富集重金属的浮萍样品,浮萍中铅的含量为39.4mg.kg-1。XANES分析和形态拟合结果显示其含硬脂酸铅65%和硫化铅36.9%,从而揭示浮萍样品中铅以含硫的有机酸铅形式存在。

燃煤小锅炉燃烧产物的SR-XRF和XANES分析

为研究生活锅炉燃煤释放微量元素对环境的影响,应用同步辐射X射线荧光(SR-XRF)测定了锅炉原煤、底灰、飞灰及其PM2.5中V、Cr、Mn、Co、Ni、Cu、Zn、As、Pb等元素含量,探讨了微量元素在煤炭燃烧过程中的转移特性和富集规律。还进行了As的K边X射线吸收近边谱(XANES)测量,研究As在煤炭燃烧排放过程中的价态变化特征。结果表明,V在飞灰中亏损,在底灰富集;Mn、Co在底灰中亏损;Cr、Ni、As、Cu、Pb、Zn等在飞灰和底灰中呈富集状态,As、Cu、Pb、Zn在PM2.5中高度富集。在煤中,As大部分以As5+存在,少部分以As3+存在,As5+占总砷的71%。经过高温燃烧,As富集在飞灰和细颗粒中。在底灰、飞灰和PM2.5中,As主要以As5+存在,相对含量分别为总As的84%、81%和87%。

结合XANES和IC技术测量大气颗粒物中硫的形态分布及其含量

结合XANES和IC技术定量分析大气颗粒物中硫的含量及其形态分布。先通过硫的K边XANES分析得到样中硫元素的价态分布,从而得各价态硫的相对含量(原子数比值);再用IC技术测量其中可溶性SO42–的绝对含量,近似得到+6价硫的绝对含量;最后反推出硫元素的总含量及各个价态分布。结果表明,上海沿海地区大气颗粒物PM2.5中的含硫化合物主要为硫酸根(约90%),还有少量的磺酸类物质(4.8%–6.5%)和有机硫化物(0%–6.8%)等;硫元素总含量为3.60–6.38μg.m3。磺酸类物质普遍存在于PM2.5颗粒物中。

硼硅酸盐玻璃中硫的形态和结构的XANES方法研究

本工作研究硫结合入硼硅酸盐玻璃的结构,结构性质可为提高硫的包容量提供理论依据。实验收集了多种晶体标准的硫XANES谱图,通过比较玻璃中硫的XANES谱图与标准物质中硫的XANES谱图,得出在硼硅酸盐玻璃中,硫以硫酸根形式存在,无明显可观测到的还原性硫存在。硫酸根被网络调节剂阳离子所环绕。

硅酸盐玻璃中的Na,Mg K-边XANES谱研究

本文利用同步辐射的NaK 边X 射线近边结构 (XANES)谱研究了含Na玻璃 (Na2 O SiO2 P2 O5和Na2 O SiO2 )的NaK 边的特征 ,同时建立了含磷 (P)的钠玻璃中NaK 边的能量 ,其能量位置随着P的含量增加 ,而增大其能量位置。CaMgSi2 O6(Di) NaAlSi3 O8(Ab)玻璃中MgK 边XANES的能量和Mg—O的键长有关系。在Di Ab玻璃中的Mg—O键距是 2± 0 0 4 。

渣油悬浮床加氢裂化分散型催化剂的XANES研究

为获得原位合成的渣油加氢裂化分散型催化剂的结构信息,对分散型Fe、Mo催化剂进行了K边的XANES测试。结果表明,催化剂中的Fe易被硫化生成硫化铁,其结构与FeS类似,但八面体的配位结构稍有畸变,且该硫化物中Fe的氧化价态稍高于FeS中Fe的氧化价态;Mo在催化剂中并没有生成所希望的MoS2,其存在形态可能为四面体配位结构或部分四面体结构的氧化物。

高碱值硫化烷基酚钙盐摩擦膜的XANES研究

本文利用碳的K-边、钙的L-边和硫的K-边和L-边X射线吸收精细结构光谱(XANES)系统研究了高碱值烷基酚盐润滑下摩擦膜的表面化学结构。摩擦学实验在高频摩擦磨损试验机上进行,结果表明,高碱值烷基酚盐具有一定的抗磨性能,其原因在于摩擦导致清净剂胶体结构被破坏,释放的碳酸钙纳米颗粒沉积在表面上形成摩擦膜,从而降低了材料的接触,起到抗磨作用。

乳腺组织中Ca、Fe和Zn的XANES谱

利用北京同步辐射装置XAFS站对正常的、良性的和癌变的乳腺组织中的Ca、Fe和Zn的X射线近边结构(XANES)进行了分析和研究,结果显示:不同类型的乳腺组织中,只有Fe出现了边前结构,而Ca和Zn没有出现边前结构;在边后,肿瘤组织中Ca和Zn的变化规律基本相似,与正常组织的不同,但是正常组织和癌变组织中Fe的边后规律是相似的,而良性组织中的规律存在特异性。

非晶Ce_xRu_(100-x)的Ce L_2边XANES

利用高速溅射法制备了系列非晶CexRu100-x化合物样品.X射线衍射实验表明,样品均处非晶态.通过X射线吸收精细结构测量获得了Ce L3,L2,L1边X射线近边吸收谱,其中Ce L2边吸收谱呈现两个峰,分别对应2p1/2电子跃迁到空5d态(最终组态4f1)和2p1/2电子跃迁到空5d态(最终组态4f0),跃迁能量随着Ce浓度的增加而趋向低能级.

Acidianus manzaensis浸出黄铁矿过程中铁L边和硫K边XANES光谱学分析（英文）

基于同步辐射技术对Acidianus manzaensis（A.manzaensis）浸出黄铁矿过程中铁L边XANES和硫K边XANES进行光谱学分析。浸出实验表明,A.manzaensis能加速黄铁矿的氧化。随着浸出时间的增加,浸出液的pH值逐渐降低;氧化还原电位值在第0-3天快速增加,然后缓慢增加。SEM结果表明,黄铁矿表面被A.manzaensis逐渐腐蚀;XRD结果表明,浸出残渣包含新组分黄钾铁矾和单质硫。铁L边XANES光谱学分析表明,黄铁矿生物氧化过程中铁形态逐渐转变为含Fe（Ⅲ）物质。硫K边XANES光谱学分析表明,在黄铁矿生物浸出过程中产生元素硫且其质量比维持在3.2%-5.9%。硫代硫酸盐在第2-4天也被检测出来,这表明黄铁矿生物浸出过程中存在硫代硫酸盐。

碳酸盐岩储层原油裂解过程中的钙、硫分子地球化学研究——同步辐射XANES技术的应用

为了研究碳酸盐岩储层原油裂解过程中硫、钙元素赋存状态的变化,采集塔河油田TK772井奥陶系鹰山组产层的原油,通过半开放实验体系"地层孔隙热压生排烃模拟仪"开展仿真地层条件的成气模拟实验,利用同步辐射X射线吸收近边结物(XANES)技术对固体产物中的硫、钙元素的化学赋存状态进行精确检测。结果表明,原油直接裂解(原油+灰岩实验(系列1))固体产物中含硫化合物以噻吩类和硫酸钙为主,是原油裂解过程中部分噻吩类物质被氧化的结果;含钙化合物以碳酸钙为主。有溶解硫酸盐存在的原油裂解(原油+灰岩+硫酸镁实验(系列2))固体产物中含硫化合物以硫酸钙为主,噻吩类为辅,可能是溶解硫酸盐(硫酸镁)的加入、硫酸盐热化学还原反应(TSR)和溶蚀-沉淀作用共同作用的结果。系列2中伴随着温压的升高,H2S的生成和硫酸钙相对百分含量增加,指示原油裂解过程中发生了硫酸盐热化学还原反应(TSR);硫酸钙的生成和富集表明,TSR过程产生的酸性流体可以对碳酸盐岩储层产生明显的溶蚀作用,同时可能会生成次生膏盐。

稀释磁性半导体Pb0.954Mn0.046Se纳米晶体的合成和XANES测试

采用高温溶剂合成法制备了稀释磁性半导体(DMS)Pb0.954Mn0.046Se纳米晶体(NCs).使用TEM和XANES测试手段对此DMS纳米晶体进行了表征.测试结果表明,纳米晶体尺寸分布较均匀,而且掺杂在PbSe中的Mn离子仍是+2价的,同时也证实了Mn离子的掺杂导致了DMSNCs的晶格发生了少许的改变.

XANES技术探究酸处理对义马煤中硫形态及其热变迁行为的影响

利用XANES技术研究了酸处理对义马煤的比表面积、体相及表面硫形态分布和热解过程中硫变迁行为的影响。结果表明,由于酸处理过程中部分镶嵌于有机质中的矿物质被脱除导致部分闭合孔打开,煤的比表面积有所增大。HCl-HF和HCl-HF-HNO3处理脱除了煤中大部分矿物质和无机硫,由于HNO3的强氧化性,YMN中亚砜和砜硫化物的相对含量均高于YMR和YMD。相比煤样体相,酸处理过程对表面形态硫的分布产生了更为明显的影响。酸处理煤样热解含硫气体释放量减少,但由于大部分碱性矿物质的脱除和煤中易分解形态硫相对含量的增加,含硫气体释放率增加。不同形态硫之间的内部转化使得酸处理煤焦中主要形态硫的分布更为均匀。通过HCl-HF-HNO3处理可以有效地脱除煤中矿物质及无机硫,并改变煤中形态硫分布,从而为高灰分、富含黄铁矿的高硫煤的利用提供指导。

利用XANES谱研究凝聚态物质的电子结构(英文)

讨论了利用XANES谱研究凝聚态物质费米能附近空态电子结构的要点 ,给出了XANES谱多次散射计算的概要 .并列举了探测凝聚态物质电子结构的XANES谱学方法的几个实例 .

用XANES光谱监测SBR硫黄交联键热氧化过程的可行性研究

前言硫黄交联橡胶的热氧化是一个复杂的过程,虽然人们已对此作过大量研究,但是其机理仍没有完全弄清楚。大多数研究都反映了各种橡胶配合剂(如聚合物基体、填料、抗氧剂和初始硫黄网络)的氧化过程是相互影响的。