方解石表面Cd2+与Pb2+类质同象的AFM研究

 借助原位液槽原子力显微镜（in situ AFM）的观察,通过Cd2+,Pb2+替代方解石最外层晶格Ca2+生长模式的实验研究, 探讨了Cd2+与Pb2+作用下方解石表面溶解与结晶行为。在液体反应槽中,分别将含不饱和Cd2+与Pb2+溶液流经方解石{101 _ 4}解理面,结果发现:（1）Cd2+的存在不影响方解石沿<4_41> 晶向台阶的溶解,而Pb2+的存在则强烈阻碍了方解石沿<441>+晶向台阶的溶解;（2）停止输入溶液含Cd2+,Pb2+溶液后,随着方解石表面与溶液达到平衡,溶解过程逐渐转变为结晶过程。结果显示在Cd2+存在时,单分子生长层具有方解石原有的定向性,而在Pb2+存在时的生长则不具任何定向性。尽管有此差异, 但（Ca,Cd）CO3 和（Ca,Pb）CO3 固溶体都受控于单分子层外延生长这一结晶机理。 　　含Cd2+和Pb2+溶液对方解石溶解动力学的作用与选择性吸附的阳离子半径大小、吸附复合体的几何形状及其结晶学取 向有关。Cd2+离子倾向于优先进入更狭小的<4_41>- 晶向的微台阶上,而Pb2+则倾向于形成扭曲的八面体络合物吸附在更开 阔的<4_41>+ 晶向台阶上。因此,Pb2+存在下方解石表面生长方向无序可认为是白铅矿和方解石结构差异的原因。     

碳酸盐矿化菌的分纯及其对Sr2+的矿化特性研究

土壤污染日益严重,其中作为土壤污染类型之一的放射性核素污染已引起广泛关注。土壤中的部分微生物可以矿化 固结重金属离子,从而达到去除重金属离子的目的。本文实验对从土壤中分离的1株碳酸盐矿化菌的特性及其对Sr2+的矿化 结果进行研究,发现该菌对1.0g/L和0.5g/L模拟核素Sr2+的去除率可达98%和99%。扫描电子显微镜（SEM）、能谱分析 （EDS）、X射线衍射（XRD） 、傅里叶变换红外光谱（FTIR）等结果显示,矿化产物为碳酸锶。可见,利用碳酸盐矿化菌 治理土壤中放射性核素Sr2+污染具有可行性,该方法将会有一定应用前景。     

生物矿化研究现状和展望

生物矿化过程是指在生物体中细胞的参与下,无机元素从环境中选择性地沉淀在特定的有机质上而形成的新矿物.生物矿化矿物的结晶严格受生物体分泌的有机基质的控制,是在有机基质膜板诱导下的晶体生长.生物体内有机基质指导矿物晶体的成核、生长和聚集,使得生物矿物具有特定的形貌、取向和组装方式,从而产生特殊的功能.生物矿化近年来受到化学、物理、生物以及材料学等多学科的关注.综述了生物矿化的类型、过程、机理及常用的研究方法和研究进展,并作了学科展望.     

不同微生物诱导钙锶生物矿化的比较研究

为了研究并比较不同微生物在不同钙锶比条件下对钙锶生物矿化过程的调制作用,选取耐辐射奇球菌、酵母菌和大 肠杆菌作为模拟生物矿化的有机基质,通过SEM,FT-IR和XRD对钙锶矿物的形貌、晶型、晶粒尺寸进行表征分析。结果 表明：①当[Ca2+]/[Sr2+]=2时,不加微生物体系中形成的是文石型和柱状方解石型混合晶体,加入微生物组则形成纺锤状方 解石型晶体。此时3种微生物均能诱导锶离子进入碳酸钙晶格;②当[Ca2+]/[Sr2+]=1时,不加菌体系中形成条稀疏的纺锤状文 石型晶体。加入酵母菌和大肠杆菌的体系则形成紧密的纺锤状和簇状文石型晶体,它们能在一定程度上抑制锶离子进入碳 酸钙晶格。而加入耐辐射奇球菌体系形成菜花状方解石型晶体,其仍能诱导锶离子置换钙离子;③当[Ca2+]/[Sr2+]=1/2时,不 加菌体系中形成大小无规则聚集成团的文石型晶体。加3种微生物体系则形成纺锤状或簇状文石型晶体,它们会在一定程 度上抑制锶离子进入碳酸钙晶格。因此,在钙离子浓度较大时,更易形成方解石物相,在锶离子浓度较大时,更易形成文 石物相。     

含水非晶碳酸钙的仿生矿化研究

生物成因矿物的形成过程通常是通过先沉积非晶前驱体,进而转变形成某一种结晶相的途径来实现的。对生物成因 碳酸钙而言,普遍认为其非晶的前驱体相是在生物有机大分子和无机离子共同作用下形成的。在阴离子柠檬酸根存在的情 况下,仿生合成了非晶碳酸钙（Amorphous calcium carbonate,ACC）,运用场发射扫描电子显微镜（FESEM）、X-射线衍射（XRD）、 傅里叶红外光谱（FTIR）和热重-差热分析（TG-DTA）等实验手段进行了分析并观测了非晶碳酸钙后续转变。结果显示, 多羧基的阴离子能够诱导形成非晶碳酸钙,并且这些非晶碳酸钙具有与生物成因非晶碳酸钙类似的组成。这可能指示与生 物矿化相关的生物大分子,特别是一些富含极性羧基大分子能够诱导碳酸钙矿物非晶态前驱体相的形成,同时也能暂时稳 定这些非晶前驱体相。     

从生物矿化作用衍生出的有机矿化作用：地球生物学框架下重要的研究主题

早期"生物矿化作用"的概念,被定义为生物形成矿物的作用,并进一步分为生物控制和生物诱导两大类型。这个宽泛的概念,被修订为生物以生命活型(living form)影响矿物物质的沉淀作用;相应地,"生物矿物"是在严格的生物控制下、从局部环境中选择性地吸收元素并融合成具有生物功能构造的矿物。"有机矿化作用",则被定义为"与那些无生命活力的有机物质相关联的矿物形成作用"。与生物矿化作用相对应,有机矿化作用的产物被定义为"有机矿物",用来指那些通过有机聚合物、生物的和(或)非生物的有机化合物所导致的矿物沉淀作用,但是,有机矿物并非活着的细胞所直接形成。有机矿物与生物矿物的重要区别是,有机矿物没有被融合成受到生物严格控制的功能性构造。生物学家和化学家将生物矿化作用作为关注"生命体系中复杂的化学过程"的研究主题,超越了地质学范畴并使生物矿化作用的研究成为多学科关注的迷人领域,也大大促进了有机矿化作用的研究;考虑到有机矿物是沉积岩的重要组成,而且与生物的出现同步,还是潜在性的地外生命的遗迹,因此,从生物矿化作用衍生出的有机矿化作用的研究,自然就成为与生物矿化作用存在紧密关联的、地球生物学框架下又一个重要的研究主题     

几种氨基酸对碳酸钙矿化的影响

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。     

现代沉积环境中铁的微生物矿化作用

在自然界水体中生活及实验室培养的铁细菌细胞,可以沉淀各种铁矿物,其中以铁的氢氧化物和氧化物最常见。细菌的荷电表面可以吸附金属,并且它们新陈代谢产生的排泄物进入周围环境还可诱发生物矿化作用。细菌在水系中普遍存在并具有固有的生物成矿能力 ,因此,它们在控制现代和古代沉积环境中铁的循环起到极为重要的作用。     

淡水中丝状绿藻对重金属Pb2+的吸附

通过淡水中绿藻门的一些丝状种类,如毛枝藻(Stigeoclonium)、刚毛藻(Cladophora)、水绵(Spirogyra)对铅的吸附实验,研究淡水藻类与铅的吸附关系及影响因素。结果表明,淡水中丝状绿藻对铅有较强的吸附能力, 当pH值和温度以及包埋藻类的量控制在一定条件下,即pH值约为4,温度为28℃左右,按照2 g藻类处理20 mL 质量浓度为100 mg/L Pb²⁺溶液原则包埋藻类,就可以使单位藻类吸附效率达到40％。     

高炉渣基矿物聚合材料的制备及其对铅离子的固定

以高炉渣和煅烧高岭土为粉体原料,KOH溶液为激活剂,采用振动成型方法,在20℃下养护24 h,制备矿物聚合材料。实验样品静置固化28 d,采用压力试验机可测得其抗压强度高达24~65 MPa。矿物聚合材料制品在1 d、3 d、7 d、28 d的X射线衍射(XRD)、红外光谱(IR)等测试分析表明,高炉渣中的玻璃相在强碱的作用下发生溶解,之后形成Si、Al低聚体,最后形成各种晶体。采用矿物聚合材料可以有效地固定Pb2+。用含Pb2+的溶液配制矿物聚合材料,静置固化28 d,测其抗压强度以及Pb2+溶出率。实验结果表明,Pb2+的存在降低了矿物聚合材料的1 d的抗压强度,但对7 d及28 d抗压强度没有影响,聚合材料对Pb2+固定率达到99.9%。     

膨润土作为药用赋形剂对Pb+2,Cd+2,Cr+6离子的吸附研究

本文选用吉林省九台、小梨河、净月产地的膨润土为原料,测试了不同粒级的膨润土对Pb 2、Cd 2、Cr 6离子的吸附时间、吸附温度、吸附量,同时,又在模拟人胃条件下进行了试验,结果证实膨润土可以作为药用赋形剂。     

Oxidation and Mineralization of Mn2+ Ions Mediated by Pseudomonas putida: Insights from an Experimental Study

The formation of manganese oxides in nature is commonly mediated by microorganisms.In this study,the mineralization of biogenic manganese oxidation mediated by Pseudomanas putida has been experimentally investigated by employing various characterization techniques,including SEM,FESEM,TEM,XRD,and STXM-NEXAFS.The results indicate that Mn~(2+) ions can be oxidized into Mn(Ⅳ) minerals(birnessite and pyrolusite) and Mn(Ⅲ) minerals(hausmannite and feitknechtite),successively.The primary products(birnessite and pyrolusite) further transformed into hausmannite and feitknechtite under Mn~(2+) ion-enriched conditions.However,birnessite and pyrolusite are the endproducts of the continuous microbial oxidation processes.These biogenic Mn oxides are poorly crystallized,which provides them with a high potential for usage in environmental restoration of contaminated soils and waters contaminated with heavy metals.The approaches employed in this study will also enrich genesis research of biological oxidation of Mn(Ⅱ) species in nature.     

沸石对放射性核素Cs+,Sr2+的吸附阻滞作用

通过对新疆乌鲁木齐浅水河地区沸石的物化性质和工程特性(包括阳离子交换容量、孔结构、粒度组成、击实密度、渗透系数等)、活化处理以及对放射性核素C s ,S r2 吸附性能的研究,结果表明:该沸石的阳离子交换容量(CEC)达到97.9 m eq/100 g,在中性条件下最高为195.4 m eq/100 g;击实后的渗透系数为8.7×10-4m/s。沸石对溶液中的C s ,S r2 吸附量分别达到162.6×1-0 3和74.9×1-0 3,吸附效果优于内蒙高庙子膨润土矿。经过钠改性和铵改性处理后的沸石,对C s 的吸附量有不同程度的提高,最高达234.5×1-0 3;但对S r2 的吸附效果影响不大。溶液pH值对C s ,S r2 的吸附量有明显影响,中性和碱性环境更有利于沸石吸附作用的进行。     

扫描隧道显微镜和原子力显微镜在矿物学研究中的应用现状及前景

作者介绍了扫描隧道显微镜和原子力显微镜的基本原理,并结合自己的工作总结了它们在矿物学研究中的应用情况。基于这两种显微镜的原理和特点,指出了其在未来矿物学研究中一些可能的应用领域,并认为它们有可能成为矿物学研究的强有力工具。     

微斜长石（010）解理面的原子力显微镜研究

用原子力显微镜研究了微斜长石的解理面，获得了高分辨率的表面结构图象。从几何结晶学的角度对结构图象进行了讨论，认为图象显示了微斜长石解理面的钾原子和硅氧四面体原子基因。     

Preparation and After-Treatment of BaMgAl10 O17 ：Mn^2＋

INTRODUCTION The properties of phosphor usedin a plasma dis-play panel (PDP) affect the performance of the PDP(Okazaki et al .,2000 ; Rao and Devine ,2000) . Theluminescent properties of the phosphor are decided bythe morphology ,particle size and size distribution ofthe powder ,sothe requirements for the powder mor-phology are high in a color PDP which belongs to ahigh resolution display apparatus (I m et al .,2005 ;Yang et al ., 2005) . Studies have shown that withsmall particle si…