形成石膏的动力学和形态

Abdellatif Gadri和Fathi Alimi

海水淡化166 (2004)427-434

摘要

用电化学方法将过饱和溶液电化学沉积在电化学石英晶体微量天平(QCM)的金电极(探针)上。根据石膏成核诱导期的测量结果，计算了界面张力。诱导期对温度的依赖性允许确定活化能。从诱导期对温度和过饱和的依赖性，可以区分均相和非均相成核机制。还观察到，诱导期与晶格正离子/阴离子摩尔比有很大关系。这种依赖性对于过饱和度较低的地区更为重要。临界尺寸rc表示稳定核的最小尺寸。小于rc的粒子溶解或蒸发，大于rc的粒子继续生长。在非均相成核过程中，rc值随温度的升高而降低，而在均相成核过程中，rc值保持恒定。从扫描电镜照片中可以观察到，较长的诱导时间允许较大的晶体生长，而较短的诱导时间允许较小的晶体生长，晶格正离子/阴离子摩尔比对形成的晶体的大小没有影响。 Finally, this work demonstrated that the QCM is a very attractive instrument to identify precipitation mechanisms and to measure the amount of deposited crystals.

作者

Fathi Alimi(1)，Abdellatif Gadri(1）

标签

异相成核（2）
从诱导期对温度和过饱和的依赖性，可以区分均质和过饱和异构成核机制。还观察到，诱导期与晶格正离子/阴离子摩尔比有很大关系。这dependenc.．.

均匀成核(1）
.．.活化能。从诱导期对温度和过饱和的依赖性，可以区分均匀和异构成核机制。还观察到，诱导期与晶格正离子/阴离子摩尔比有很大关系。

界面张力（）
.．.电化学石英晶体微天平(QCM)的(探针)。通过对石膏成核诱导期的测量，得出了石膏成核诱导期界面张力计算了。诱导期对温度的依赖性允许确定活化能。从依赖于.．.

诱导时间（2）
.．.从电化学石英晶体微天平(QCM)的金电极(探针)上的过饱和溶液。通过测量感应计算了石膏成核周期和界面张力。的依赖性感应允许的温度周期…但对于均相成核过程它有一个定值。从扫描电镜照片，观察到它的长感应次允许大晶体生长而小晶体生长感应周期允许较小的晶体，而晶格正离子/阴离子摩尔比则不允许.．.

石膏（3）
.．.电化学石英晶体微天平(QCM)的金电极(探针)上的溶液。从诱导期的测量石膏在成核过程中，计算界面张力。诱导期对温度的依赖性允许确定活化能.．.

扫描电镜（3）
.．.对于非均相成核过程，其温度随温度的升高而升高，而对于均相成核过程，其温度为恒定值。从扫描电镜观察到，较长的诱导时间可以生长较大的晶体，而较短的诱导时间则可以生长较小的晶体.．.

结论

利用QCM技术对硫酸钙在不同条件下的热力学和动力学进行了实验研究。利用与均相成核机制相关的实验数据，诱导时间对温度的依赖性可以确定石膏成核的活化能，而对过饱和的依赖性可以估计石膏与水溶液之间的界面张力。除过饱和程度和温度外，诱导时间普遍随晶格阳离子/阴离子摩尔比的增大和减小而减小，临界半径rc随温度的增大而减小。非均相成核和均相成核之间的极限估计在过饱和区间3.5 - 4之间。