Unraveling the structure of CO2- and H2O-bearing silicate melts

揭示含 CO2 和 H2O 的硅酸盐熔体的结构

• 批准号: 23244105
• 负责人: XUE Xianyu
• 金额: $ 20.72万
• 依托单位: Okayama University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (A)
• 财政年份: 2011
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2011-04-01 至 2014-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-23244105/
• 关键词: マグマ; ガラス; 構造; 二酸化炭素; 水; 核磁気共鳴法; 分光法; メルト; 第一原理計算; 揮発性成分; ケイ酸塩

In order to unravel the structure of H2O- and CO2- bearing silicate melts, we have synthesized silicate glasses of a range of compositions using piston cylinder apparatus and internally heated gas pressure vessel, and have characterized them by various NMR techniques as well as Raman spectroscopy. Quantum chemical calculations were also performed to assist data interpretation. This study has provided new insights into the compositional dependency of H2O and CO2 dissolution mechanisms in silicate melts. It was confirmed that CO2 is dissolved in depolymerized silicate melts dominantly as free carbonates, i.e. carbonate species not linked to the silicate network, and dominantly as network carbonates and molecular CO2 in fully polymerized silicate melts.

为了揭示含 H2O 和 CO2 的硅酸盐熔体的结构，我们使用活塞缸装置和内部加热气体压力容器合成了一系列成分的硅酸盐玻璃，并通过各种 NMR 技术和拉曼光谱对其进行了表征。还进行了量子化学计算以协助数据解释。这项研究为硅酸盐熔体中 H2O 和 CO2 溶解机制的成分依赖性提供了新的见解。已证实，CO2 主要以游离碳酸盐（即不与硅酸盐网络连接的碳酸盐物质）形式溶解在解聚硅酸盐熔体中，而在完全聚合的硅酸盐熔体中主要以网络碳酸盐和分子 CO2 形式溶解。

项目成果

Raman and NMR spectroscopic characterization of high-pressure K-cymrite (KAlSi_3O_8-H_2O) and its anhydrous form (kokchetavite)

高压 K-cymrite (KAlSi_3O_8-H_2O) 及其无水形式 (kokchetavite) 的拉曼和核磁共振光谱表征

• 发表时间: 2012
• 期刊: Journal of Mineralogical and Petrological Sciences
• 影响因子: 0.7
• 作者: Masami KANZAKI;Xianyu XUE;Julien AMALBERTI;Qian ZHANG
• 通讯作者: Qian ZHANG

NMR crystallography of high-pressure silicate minerals and related inorganic materials

高压硅酸盐矿物及相关无机材料的核磁共振晶体学

• 发表时间: 2013
• 作者: 眞弓 大介;坂田 将;前田治男;宮川善洋;五十嵐雅之;玉木 秀幸;竹内 美緒;鎌形 洋一;Tetsuo Kamimura and Osamu Ishihara;Xianyu Xue and Masami Kanzaki
• 通讯作者: Xianyu Xue and Masami Kanzaki

Carbonate speciation in depolymerized silicate melts (glasses) : New evidence from ab initio calculations and ^<13>C MAS and static NMR measurements

解聚硅酸盐熔体（玻璃）中的碳酸盐形态：来自从头计算和^ 13 C MAS以及静态NMR测量的新证据

• 发表时间: 2013
• 作者: Xianyu Xue;Masami Kanzaki
• 通讯作者: Masami Kanzaki

アルミノ珪酸塩相のSi-29 NMR特徴:J結合を利用した測定から見た意外な一面

铝硅酸盐相的 Si-29 NMR 特征：使用 J 键测量看到的意想不到的方面

• 发表时间: 2011
• 作者: 薛献宇;神崎正美
• 通讯作者: 神崎正美

Breakdown of a common notion for 29Si NMR of aluminosilicates: Information from J-resolved and CPMG measurements

铝硅酸盐 29Si NMR 常见概念的分解：来自 J 分辨和 CPMG 测量的信息

• 作者: Xue;Xianyu
• 通讯作者: Xianyu