硫酸钾溶液结构的X射线散射和Raman光谱的研究

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K2 SO4 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 3200 cm-1 附近的肩峰强度随溶质含量的增加逐渐降低,2800～3800 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,K2 SO4 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K2 SO4 的加入破坏了原有的水分子四面体网络结构.