拉曼光谱法研究Na+,Mg2+//SO42-, Cl-, H2O四元体系中SO42-离子缔合结构特征及其变化规律

阎波 周桓 李文轩

引用本文: 阎波, 周桓, 李文轩. 拉曼光谱法研究Na+,Mg2+//SO42-, Cl-, H2O四元体系中SO42-离子缔合结构特征及其变化规律[J]. 物理化学学报, 2016, 32(2): 405-414. doi: 10.3866/PKU.WHXB201511192 shu
Citation:  YAN Bo, ZHOU Huan, LI Wen-Xuan. Studies on the Characteristics and Behaviors of the Ion Association Structures of SO42- in Na+,Mg2+//SO42-, Cl-,H2O System by Raman Spectroscopy[J]. Acta Physico-Chimica Sinica, 2016, 32(2): 405-414. doi: 10.3866/PKU.WHXB201511192 shu

拉曼光谱法研究Na+,Mg2+//SO42-, Cl-, H2O四元体系中SO42-离子缔合结构特征及其变化规律

    通讯作者: 周桓
  • 基金项目:

    国家自然科学基金(21176189,U1407204) (21176189,U1407204)

    天津市应用基础与前沿技术研究计划(15JCYBJC23200) (15JCYBJC23200)

    教育部科研创新团队培育计划([2013]373) ([2013]373)

    天津市高等学校创新团队培养计划(TD12-5004)资助项目 (TD12-5004)

摘要: 复杂水盐体系存在稳态和介稳固液相平衡以及复杂的成盐规律。为了解固液平衡状态下液相的结构特征,本文采用拉曼光谱技术并结合高斯-洛伦兹去卷积分峰拟合程序对Na+, Mg2+//SO42-, Cl-, H2O四元体系及其二元和三元子体系中ν1-SO42-的离子缔合结构特征进行了分析。研究结果表明:SO42-在Na2SO4-H2O体系存在自由态SO42-和SO42-离子簇两种结构,在MgSO4-H2O,MgSO4-MgCl2-H2O及Na+, Mg2+//SO42-, Cl-, H2O等含镁体系中,还有Mg2+-H2O-SO42-和Mg2+-OSO32-两种缔合结构。在二元和三元体系中ν1-SO42-的离子缔合结构以自由态SO42-为主,随着SO42-离子总浓度的变化,上述四种结构所占比例会发生规律性变化。Na+,Mg2+//SO42-, Cl-, H2O四元体系在NaCl减少及等温蒸发过程中,自由态SO42-结构比例逐步降低,Mg2+和SO42-相结合形成Mg2+-H2O-SO42-或Mg2+-OSO32-结构的机会增多,在复盐区还会形成SO42-离子簇结构。由此判断溶液结构的适应性变化是导致介稳现象的重要原因。进一步的相关分析表明:SO42-的浓度和耶涅克指数Jν1-SO42-峰的峰强度和峰面积存在正相关关系,Mg2+浓度是影响ν1-SO42-峰中四种缔合结构的比例发生变化的主要因素。

English

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  • 收稿日期:  2015-07-27
  • 网络出版日期:  2015-11-16
通讯作者: 陈斌, bchen63@163.com
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    沈阳化工大学材料科学与工程学院 沈阳 110142

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