不同环境下六方水钠锰矿的转化

发布时间：2017-10-14 00:14

  本文关键词：不同环境下六方水钠锰矿的转化

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【摘要】：本文采用回流法制备了不同亚结构的六方对称水钠锰矿(简称六方水钠锰矿),采用X-射线衍射(XRD)、傅里叶红外光谱(FTIR)、透射电镜(TEM)、扫描电镜(SEM)等技术对其结构、化学组成等进行表征,研究表生环境中环境条件、矿物亚结构和土壤常见粘土矿物对六方水钠锰矿转化的影响。研究成果如下:(1)在表生环境条件下温度、无机离子、小分子有机酸影响着六方水钠锰矿的转化。环境温度越高六方水钠锰矿的转化速率越快,溶液酸性越强,六方水钠锰矿的转化速率越快。随着溶液中无机离子中K+、NO3-浓度的增大,对六方水钠锰矿的转化有着抑制作用;六方水钠锰矿的转化随着溶液中SO42-浓度的增大,转化速率逐渐增强,当溶液中同时存在K+和SO42-时,SO42-对六方水钠锰矿转化的促进作用远大于K+的抑制作用;溶液中Mn2+存在时,对六方水钠锰矿的转化有着促进作用,随着溶液中Mn2+浓度的增大,转化速率逐渐增强,同时转化产物也发生改变,当Mn2+含量为0.1 mmol/L时,六方水钠锰矿的转化产物为单一矿相的锰钾矿,当Mn2+含量为1 mmol/L、10 mmol/L、100 mmol/L时,转化产物为六方水钠锰矿和六方锰矿的混合物。小分子有机酸根中乙酸根、丁酸根、己酸根均对六方水钠锰矿的转化有促进作用,随着有机酸根浓度的增加,六方水钠锰矿的转化速率逐渐增强。(2)矿物亚结构钾含量的高低影响着六方水钠锰矿的转化速率,钾含量越高,六方水钠锰矿的转化速率越慢。(3)土壤常见粘土矿物二氧化硅、高岭石、蒙脱石、针铁矿对六方水钠锰矿的转化有着抑制作用,当溶液中粘土矿物含量越高,六方水钠锰矿的转化速率越低。(4)利用TEM及电子衍射图谱探究六方水钠锰矿的转变机制,六方水钠锰矿在转化过程中由薄片集合体逐渐向纳米线状转化,在透射电镜下可以发现,薄片状集合体由外向内逐渐变为纳米线状,说明六方水钠锰矿的转化是矿物溶解重结晶的过程。
【关键词】：表生环境 六方水钠锰矿 锰氧化物 矿物转化
【学位授予单位】：江西农业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：P574;X142
【目录】：

• 摘要6-7
• ABSTRACT7-9
• 第一章 绪论9-16
• 1.1 氧化锰9-10
• 1.2 水钠锰矿的结构10-12
• 1.3 水钠锰矿的合成12-13
• 1.3.1 MnO_4~-还原法12
• 1.3.2 Mn~(2+)氧化法12-13
• 1.3.3 Mn~(2+)-MnO_4~-氧化还原法13
• 1.4 水钠锰矿的转化13-14
• 1.5 研究目的和意义14-16
• 第二章 实验材料与方法16-21
• 2.1 实验试剂及仪器16-17
• 2.1.1 实验试剂16-17
• 2.1.2 实验仪器17
• 2.2 实验方法17-18
• 2.2.1 蒸馏去离子水的制备17
• 2.2.2 六方水钠锰矿的合成17-18
• 2.2.3 温度对六方水钠锰矿转化影响的方法18
• 2.2.4 pH对六方水钠锰矿转化影响的方法18
• 2.2.5 无机离子对六方水钠锰矿转化影响的方法18
• 2.2.6 小分子有机酸对六方水钠锰矿转化影响的方法18
• 2.2.7 钾含量对六方水钠锰矿转化影响的方法18
• 2.2.8 土壤常见粘土矿物对六方水钠锰矿转化影响的方法18
• 2.3 六方水钠锰矿的表征18-21
• 2.3.1 X射线衍射分析（XRD）18-19
• 2.3.2 红外光谱分析（FT-IR）19
• 2.3.3 场发射-扫描电镜显微镜（FE-SEM）分析19
• 2.3.4 锰氧化度（AOSMn）的测定19-20
• 2.3.5 K和Mn元素的测定20-21
• 第三章 结果与讨论21-58
• 3.1 环境条件对六方水钠锰矿转化的影响21-37
• 3.1.1 六方水钠锰矿的表征21-24
• 3.1.1.1 X射线衍射分析21-22
• 3.1.1.2 六方水钠锰矿的微观形貌22-24
• 3.1.2 溶液初始pH值对六方水钠锰矿转化的影响24-26
• 3.1.3 温度对六方水钠锰矿转化的影响26-28
• 3.1.4 无机离子对六方水钠锰矿转化的影响28-33
• 3.1.5 有机酸根对六方水钠锰矿转化的影响33-37
• 3.2 矿物亚结构钾含量对六方水钠锰矿转化的影响37-42
• 3.2.1 不同钾含量六方水钠锰矿的表征37-40
• 3.2.2 不同钾含量对六方水钠锰矿转化的影响40-42
• 3.3 土壤常见粘土矿物对六方水钠锰矿转化的影响42-55
• 3.3.1 反应前驱物的X射线衍射分析42-43
• 3.3.2 土壤中二氧化硅对六方水钠锰矿转化的影响43-46
• 3.3.3 土壤中高岭石对六方水钠锰矿转化的影响46-49
• 3.3.4 土壤中蒙脱石对六方水钠锰矿转化的影响49-52
• 3.3.5 土壤中针铁矿对六方水钠锰矿转化的影响52-55
• 3.4 六方水钠锰矿转变机制探究55-58
• 第四章 结论与展望58-60
• 4.1 结论58-59
• 4.2 不足与展望59-60
• 参考文献60-65
• 致谢65-66
• 作者简介66-67
• 攻读硕士学位期间发表的论文67

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前7条

1 赵巍;刘凡;冯雄汉;谭文峰;;不同锰氧化度水钠锰矿的XPS研究[J];中南大学学报(自然科学版);2012年02期

2 冯雄汉;翟丽梅;谭文峰;刘凡;贺纪正;;几种氧化锰矿物的合成及其对重金属的吸附和氧化特性[J];岩石矿物学杂志;2005年06期

3 ;Factors governing formation of todorokite at atmospheric pressure[J];Science in China(Series D:Earth Sciences);2005年10期

4 刘瑞,秦善,鲁安怀,郑喜s，

本文编号：1027892