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地球化学 2023年第6期52卷 707-714页

作者：唐翠华油气地球化学与环境湖北省重点实验室(长江大学) 湖北武汉430100 长江大学资源与环境学院湖北武汉430100 油气资源勘探技术教育部重点实验室湖北武汉430100

矿物表面微结构及其性质是矿物表界面作用的关键制约因素,控制着重金属元素在表生地球化学环境中迁移和归趋。本文对比了典型石英族矿物(α-石英、α-方石英)对Cu^(2+)、Pb^(2+)、Zn^(2+)、Co^(2+)等重金属离子的吸附特征和规律,通过等... 详细信息

矿物表面微结构及其性质是矿物表界面作用的关键制约因素,控制着重金属元素在表生地球化学环境中迁移和归趋。本文对比了典型石英族矿物(α-石英、α-方石英)对Cu^(2+)、Pb^(2+)、Zn^(2+)、Co^(2+)等重金属离子的吸附特征和规律,通过等温滴定量热技术分析了2种矿物吸附这4种离子的热力学特征,并结合EPR谱初步分析了Cu^(2+)和Co^(2+)在2种不同矿物表面上的吸附机制和差异。结果表明:(1)α-石英、α-方石英对4种重金属离子有明显的选择性吸附,且对Cu^(2+)和Pb^(2+)的吸附能力明显大于Zn^(2+)和Co^(2+)。离子吸附量与矿物表面羟基位密度呈正相关关系,因此,α-石英的单位面积吸附量均大于α-方石英;(2)α-石英、α-方石英吸附Cu^(2+)、Pb^(2+)、Zn^(2+)为吸热反应,且α-石英的反应焓变值大于α-方石英。α-石英、α-方石英吸附Co^(2+)为放热反应,可能与重金属离子在其表面形成产物的结构不同有关;(3)α-石英、α-方石英与Cu^(2+)发生配位,主要生成了内层配合物(g=2.08)。α-石英吸附Co^(2+)产物中存在属于Co(Ⅱ)的产物信号峰,而在α-方石英中无较明显此峰,表明Co^(2+)在α-方石英表面可能形成了其他局部微观结构,并不以简单的配位吸附Co(Ⅱ)的形式存在,但需进一步验证。本研究进一步明确了石英族矿物表面微结构和性质差异对其吸附重金属的影响。

关键词： α-石英 α-方石英表面差异性吸附重金属

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