研究目的
研究激光诱导击穿光谱(LIBS)技术在二氧化碳压力递增条件下原位测量多种矿物碳酸盐水溶特性的能力及其在碳封存中的应用。
研究成果
研究表明,激光诱导击穿光谱技术(LIBS)能有效监测矿物碳酸盐在CO2压力升高条件下的溶解过程,其溶解速率与pH依赖性溶解度相符。该技术有望用于地质碳封存场地CO2泄漏的间接检测。
研究不足
该研究仅限于四种矿物碳酸盐和一种特定砂岩样本。溶解速率可能随矿物结晶度、伴生矿物学特征及粒径而变化。在不同条件下该技术的灵敏度和检测限尚未深入探究。
1:实验设计与方法选择:
本研究采用激光诱导击穿光谱技术(LIBS)测量矿物碳酸盐在二氧化碳压力递增条件下的溶解情况。该方法通过分析等离子体发射光谱来监测释放到水溶液中的金属阳离子。
2:样本选择与数据来源:
使用四种地质常见矿物碳酸盐(CaCO3、MgCO3、MnCO3、SrCO3)及一块西蒙山砂岩样本。二氧化碳压力范围从常压至250巴。
3:MgCOMnCOSrCO3)及一块西蒙山砂岩样本。二氧化碳压力范围从常压至250巴。 实验设备与材料清单:
3. 实验设备与材料清单:配备蓝宝石窗口的500毫升不锈钢高压容器、Nd:YAG激光器、用于二氧化碳注入的精密计量泵,以及配有增强型电荷耦合器件(ICCD)相机的光谱仪用于光谱分析。
4:实验流程与操作步骤:
将碳酸盐颗粒置于注满水的高压容器中。注入二氧化碳调节压力,并在每次加压后不同时间间隔记录LIBS光谱。
5:数据分析方法:
通过分析钙、镁、锰和锶的发射谱线强度来监测金属阳离子释放情况。建立校准模型估算释放金属的浓度。
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Shamrock SR303i-A
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Q-smart 850
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High-pressure vessel
Thar Technologies Inc.
Contained test samples for dissolution experiments under high CO2 pressure.
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Ametek Inc.
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