重金属离子在石英族同质多像体矿物表面吸附差异性的微量热初步研究
同质多像体矿物在土壤、水系沉积物等环境中广泛存在,这些化学成分相同但晶体结构不同的矿物,在不同介质环境中或受到各种物理化学作用下,其表-界面的物理化学性质也可能呈现出差异性.目前有关矿物-水界面作用的研究成果表明,矿物表面微结构及其化学活性不但控制着水体中重金属离子、持久性有机污染物等各类环境污染物与矿物/沉积物之间的各种界面反应方式,而且控制着它们之间的反应速率.因而开展同质多像体矿物表面结构与性质的差异研究对于了解各类有机、无机污染物在同质多像变体矿物间的表面分布与赋存状态及相互作用机理十分必要.本文运用微量热仪对石英族同质多像变体α-石英和α-方石英与重金属离子Cu2+、Pb2+、Zn2+、Co2+反应热效应进行了初步研究。由微量热滴定数据可知，α-石英和α-方石英对Cu2+、Pb2+、Zn2+的吸附反应均为吸热反应，且α-石英的热效应值大于α-方石英，两种矿物对Cu2+、Pb2+、Zn2+的热效应值变化呈Cu2+>Pb2+>Zn2+的趋势。但是，与其他三种重金属离子的吸热过程不同，α-石英和α-方石英吸附Co2+的过程为放热过程，α-石英的热效应值也要大于α-方石英。这有两种可能：有文献报道，Co2+吸附在石英表面后，能在其表面形成三八面体层状类黏土结构。相对于吸附后呈无定形状态，新形成的结构释放能量，以保持其稳定结构，故表观为放热反应；吸附Co2+的反应本身为吸热反应，但因其热效应值非常小，而且由于可能存在的实验误差以及背景稀释热影响，其热效应值表观为放热反应。具体是哪种原因，需要进一步实验研究及其他表征手段验证。
石英族矿物 同质多像体 重金属离子 表面结构 吸附反应 热效应
朱建喜 唐翠华 魏景明 梁晓亮 何宏平 周青
中国科学院矿物学与成矿学重点实验室/中国科学院广州地球化学研究所,广州 510640;广东省矿物物理与材料研究开发重点实验室,广州 510640 中国科学院大学,北京 100049
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2015-12-11（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）