摘要
钾是海水中的常量元素之一,硫酸钾水溶液结构研究有利于解释其溶解度的微观机理,从而为海水中钾盐的分离纯化提供理论指导。利用实验室改装的X射线衍射仪、上海同步辐射光源装置及拉曼光谱技术研究了不同质量分数的K2SO4水溶液的微观结构信息。由X射线散射数据处理得到的差值结构函数F(Q)可知,Q=2.5?-1附近的一高一低双峰逐渐变成强度相当的两个峰,此处双峰与水溶液中的氢键网络结构有关;随着质量分数的增加,Q=5.0?-1附近的峰位向坐标轴右侧移动。由G(r)可知,2.8?处峰随质量分数的增加有展宽趋势,主要受O—O相互作用影响。在拉曼光谱图中,位于3 200 cm-1附近的肩峰强度随溶质含量的增加逐渐降低,2 800~3 800 cm-1范围内整体峰形变窄。拉曼光谱去卷积拟合的结果表明,K2SO4的加入破坏了水的四面体氢键构型,小幅促进了质子供体型氢键的形成。X射线散射和拉曼光谱的分析结果均说明K2SO4的加入破坏了原有的水分子四面体网络结构。
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