一种矿物-溶液界面反应原位监测方法

本申请涉及原位测试，更具体地说，涉及一种矿物-溶液界面反应原位监测方法。

背景技术：

1、矿物-溶液界面反应在许多生物地质化学过程中有着关键的作用，并直接或间接地影响着人类的生产生活。在矿物-溶液界面处会发生一系列复杂的过程，包括溶解、沉淀、表面化学反应、表面抑制，以及元素价态的转换等。

2、矿物-溶液的界面反应是动态，且由于矿物自身性质(表面存在晶体缺陷、蚀刻坑和活性位点等)的差异，导致矿物-溶液界面反应具有高度的空间异质性。现有矿物-溶液界面反应监测方法大多聚焦于矿物或溶液的成分在反应前后的差异，通过成分差异推断矿物-溶液界面反应过程。但是只通过反应前后矿物和溶液的成分变化推断界面反应过程，不能直接对界面反应过程中各个点位的化学反应过程进行原位、可视化的监测，使得矿物-溶液界面反应监测结果准确度较低。

技术实现思路

1、有鉴于此，本申请提供了一种矿物-溶液界面反应原位监测方法，用于解决现有矿物-溶液界面反应监测方法，只能对界面反应前后矿物和溶液成分进行监测，不能对矿物-溶液界面反应过程进行监测，使得对矿物-溶液界面反应监测结果准确度较低的问题。

2、为实现上述目的，现提出的方案如下：

3、一种矿物-溶液界面反应原位监测方法，包括：

4、将po膜、dgt吸附膜、滤膜依次放置在透明实验载体上；

5、将激发光源和相机安装在透明实验载体下方；

6、向滤膜滴加反应溶液；

7、将目标矿物放置在滤膜上，目标矿物与反应溶液进行反应；

8、开启激发光源，使激发光源垂直照射透明实验载体；

9、相机按照预设参数采集po膜的荧光图像集合；

10、将dgt吸附膜放置到显色剂中进行显色；

11、将显色的dgt吸附膜进行扫描，得到显色图像；

12、将荧光图像集合中的各荧光图像和显色图像分别转换为8位灰度图像；

13、基于预先得到的特征物释放通量校正曲线、ph值校正曲线分别对各荧光图像的灰度图像、显色图像的灰度图像进行处理，得到特征物分布图、ph值分布图中的至少一种。

14、优选地，所述将激发光源和相机安装在透明实验载体下方之后，还包括：

15、在相机和透明实验载体中间安装带通滤光片。

16、优选地，所述将目标矿物放置在滤膜上之前，还包括：

17、将初始矿物在ph值大于等于6的稀盐酸中震荡、浸泡24小时；

18、将震荡后的初始矿物用纯水清洗至少3次，并擦干，得到目标矿物。

19、优选地，所述将目标矿物放置在滤膜上之前，还包括：

20、将初始矿物进行切片，得到矿物切片；

21、将矿物切片在ph值大于等于6的稀盐酸中浸泡24小时；

22、将浸泡后的矿物切片用纯水清洗至少3次，并擦干，得到目标矿物。

23、优选地，所述将初始矿物进行切片，包括：

24、将初始矿物按照长为2cm、宽为2cm、厚度为1mm的规格进行切片。

25、优选地，所述将目标矿物放置在滤膜上之前，还包括：

26、将初始矿物进行研磨，得到矿物粉末；

27、将矿物粉末过筛，得到目标矿物粉末；

28、将目标矿物粉末在ph值大于等于6的稀盐酸中震荡、浸泡24小时；

29、将震荡后的目标矿物粉末用纯水清洗至少3次，并烘干；

30、将烘干后的目标矿物粉末进行压片，得到目标矿物。

31、优选地，所述将矿物粉末过筛，包括：

32、将矿物粉末过筛，得到220～250目的目标矿物粉末。

33、优选地，所述将烘干后的目标矿物粉末进行压片，包括：

34、将烘干后的目标矿物粉末在8～10pa的条件下进行压片。

35、优选地，所述特征物释放通量校正曲线为特征物吸附量与灰度值的关系曲线；

36、所述ph值校正曲线为ph值与灰度值的关系曲线。

37、从上述的技术方案可以看出，本申请提供的矿物-溶液界面反应原位监测方法，将po膜、dgt吸附膜、滤膜依次放置在透明实验载体上；将激发光源和相机安装在透明实验载体下方；向滤膜滴加反应溶液；将目标矿物放置在滤膜上，目标矿物与反应溶液进行反应；开启激发光源，使激发光源垂直照射透明实验载体；相机按照预设参数采集po膜的荧光图像集合；将dgt吸附膜放置到显色剂中进行显色；将显色的dgt吸附膜进行扫描，得到显色图像；将荧光图像中的各荧光图像集合和显色图像分别转换为8位灰度图像；基于预先得到的特征物释放通量校正曲线、ph值校正曲线分别对各荧光图像的灰度图像、显色图像的灰度图像进行处理，得到特征物分布图、ph值分布图中的至少一种。本申请提供的矿物-溶液界面反应原位监测方法将dgt和po技术结合，对矿物-溶液界面反应过程中特征物的富集和ph值进行监测，可以得到矿物-溶液界面处的特征物释放的特征物分布图与ph值变化的ph值分布图，为矿物-溶液界面反应监测提供了可视化证据，使监测结果更加准确。

技术特征：

1.一种矿物-溶液界面反应原位监测方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的矿物-溶液界面反应原位监测方法，其特征在于，所述将激发光源和相机安装在透明实验载体下方之后，还包括：

3.根据权利要求1所述的矿物-溶液界面反应原位监测方法，其特征在于，所述将目标矿物放置在滤膜上之前，还包括：

4.根据权利要求1所述的矿物-溶液界面反应原位监测方法，其特征在于，所述将目标矿物放置在滤膜上之前，还包括：

5.根据权利要求4所述的矿物-溶液界面反应原位监测方法，其特征在于，所述将初始矿物进行切片，包括：

6.根据权利要求1所述的矿物-溶液界面反应原位监测方法，其特征在于，所述将目标矿物放置在滤膜上之前，还包括：

7.根据权利要求6所述的矿物-溶液界面反应原位监测方法，其特征在于，所述将矿物粉末过筛，包括：

8.根据权利要求7所述的矿物-溶液界面反应原位监测方法，其特征在于，所述将烘干后的目标矿物粉末进行压片，包括：

9.根据权利要求1-8任一项所述的矿物-溶液界面反应原位监测方法，其特征在于，所述特征物释放通量校正曲线为特征物吸附量与灰度值的关系曲线；

技术总结
本申请公开了一种矿物‑溶液界面反应原位监测方法，将PO膜、DGT吸附膜、滤膜依次放置在透明实验载体上；向滤膜滴加反应溶液；目标矿物与反应溶液进行反应；按照预设参数采集PO膜的荧光图像集合；将DGT吸附膜放置到显色剂中显色；扫描显色的DGT吸附膜，得到显色图像；基于特征物释放通量校正曲线、pH值校正曲线分别对各荧光图像的灰度图像、显色图像的灰度图像进行处理，得到特征物分布图、pH值分布图的至少一种。本申请将DGT和PO技术结合，对矿物‑溶液界面反应过程中特征物的富集和pH值进行监测，得到矿物‑溶液界面处特征物分布图与pH值分布图，为矿物‑溶液界面反应监测提供了可视化证据，提高监测结果的准确度。

技术研发人员：管冬兴,李希媛,张坚超,朱翔宇,王钺博,滕辉
受保护的技术使用者：天津大学
技术研发日：
技术公布日：2024/4/29