硫酸盐型盐湖占我国已探明盐湖总数的三分之二。组成盐湖的化学实体分子和离子的相互作用是盐硝研究的关键性基础问题之一。本课题拟用X射线衍射新方法,精确测定不同温度下高浓或过饱和硫酸钠、硫酸镁、硫酸铷和硫酸铯水溶液体系的衍射曲线、液体结构函数和径向分布函数;通过结构模型定量给出溶液中水合离子、水分子分隔离子对、水分子共享离子对的原子核间距和配位数等;对比研究浓度和温度对水合结构的影响;拟用激光喇曼光谱进一步核实溶液中接触离子对。除了硫酸镁具有一定继承性外,其余体系都具有知识创新性。本项目对于我国硫酸盐类型盐湖资源开发利用很有意义。
本课题不仅在新旧仪器更换两难之时成功开发了用北京同步辐射装置4W1C光束线Huber五圆测角仪反射法精确测定液体结构的新实验方法,而且新仪器到位后首次在X'pert Pro衍射仪上用超能探测器完成了快速液体X射线散射实验测量方法的探索。用同步辐射光源X射线散射方法获取了25℃硫酸钠、硫酸铷和硫酸铯3个体系的高质量实验数据;用快速液体X射线散射技术分别进行了25℃和50℃高浓硫酸钠、硫酸镁、硫酸铷、硫酸铯和碳酸钠五个水溶液体系散射数据的收集,实验数据经过样品吸收校正、分段数据组合、偏振校正、几何校正和标度到电子单位,完成结构函数计算和傅立叶变换计算径向分布函数,几何模型的计算和精修正在进行;通过结构模型定量计算,最终给出溶液中水合离子、水分子分隔离子对、水分子共享离子对和接离子对的原子核间距和配位数等结构信息。在本项目执行期间共发表研究论文10篇,其中SCI 1篇,EI 1篇,其它8篇。参加相关会议3次。