第31卷，第3期 2011年3月
青学与光谱分析
光
谱
Spectroscopy and Spectral Analysis
Vol.31.No. 3,pp700-703
March,2011
拉曼光谱研究不同风化过程中七水硫酸镁晶体相转变行为
王
枫1.2，张摄宏
1.河南理工大学物理化学学院化学系，河南焦作
手454000
2.北京理工大学物理学院化学物理研究所，北京100081
摘要通过不同的相对湿度（relativehumidity，RH)调节方法，获得了MgS(，·7H:O晶体不同风化过程中的原位共聚焦拉受光谱，实现了不同阶段相转变细节的观测。在快速和慢速风化过程中，MgSO。·7H,O 晶体在RH3%时均转变生成MgSO·3H,0晶体。而在潮解过程中，不同风化过程形成的MgSO：·3HO 晶体的相转变行为并不相间。对应于快速风化过程，MgS)·3H,O晶体在RH70%时转化为MgS)， 6H,O晶体，而对应于慢速风化过程，MgS)·3H,O晶体则潮解形成过饱和MgS)，液滴。研究结果表明
Mg不同水合晶体之间的相转变行为与RH改变路径有关。关键词MgSO)·7HO；相转变；拉变光谱；风化过程
中图分类号：（0642.5
引言
文献标识码：A
DOl:10.3964/j.issn.1000-0593(2011)03-0700-04
MgS)·7H,0品体由MgSO，·7H,O(分析纯，北京化学试剂公司)重结晶获得；拉变谱图测量在共案焦拉变光谱仪（RenishawinVia）上完成。具体装置和测量方法在以前的
七水硫酸镁（MgSO,·7H;O)是一种重要的无机化工产品，因其不容易潮解，便于在工业中进行定录控制。但随着温度、相对混度（relativehumidity，RH）和压强的变化，其结晶水的数日发生改变，形成含不同结晶水的品体（MgS)· rH,O，r=0～7)或无定形态结构。例如，Vanishman等发现六水硫酸镁(MgS)·6Hz())在RH为0.3%～0.4%或总压为132Pa的条作下会快速转化为无定形态结构，其结晶水在1.2～2范围内变化(1.2)。硫酸镁各种水合晶体的形成和转变问题H益引起科学家的关注，甚至被作为研究火星水文历史和地质构造的重要依据3。一直以来，科学家们尝试操索温度、强、pH值以及无机/有机盐的加人对硫酸镁水合晶体形成和转化的影响3.712)。然面，不同水合硫酸镁晶体之间的相转变过程不仪取决于始终点环境（例如温度、RH 等)，还应和环境变化路径有关。本文通过设计不间的风化过程，开展MgSO，·7Hs品体相转变过程的拉变谱学研究，尝试找出不同水合硫酸镁品体相转变过程和RH改变途径的关联。
实验部分 1.1
试剂与实验装置
收稿日期：2010-04-19，修订日期：2010-07-08
工作中有详细论述[13]。 1.2RH改变途径设计
初始环境RH为70%。方案1：将环境RH迅速降至 3%，至晶体与环境达到平衡；方案2：将环境RH经由 50%，30%最终降至3%，期间每个RH对应的平衡时间要保持2h以上，确保品体与环境达到平衡。为方便起见，将方案1称为快速风化过程，方案2称为慢速风化过程。在 RH为3%时，观测晶体转变的动力学过程，直到相邻两次谱图无差异时，可认为相转变已经完成，再迅速将RH同调至70%，完成一次风化潮解循环。如有必要可循环操作。
结果与讨论
MgSO·7H,0晶体在快速风化过程的相转变
2.1
Wang等利用拉变光谱，根据w-SO和H,O峰的聘形和峰位差异标定了含不同结品水的MgS)水合品体或无定形态结构(MgS)·rH,0，r=0～7))。其结论可作为在本研究中确定MgSO,水合晶体结构的主要依据。图1为 MgSO，·7H;O品体经历快速风化过程的拉变谱图，在RH =70%时（图1中70E谱线），其-S-峰位于984cm， vH;0峰峰值在3286和3430cm处肩蜂导致vH,O蜂变
基金项目：因家自然科学基金项目（20903036，20973001)和河南理工大学博上基金项日（B2009-58)资助
作者简介：王枫，1981年生，河南理工大学物理化学学院化学系讲师万方数据
e-mail; smallpeak(@hpu, edu, cn