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亚博买球_涨知识!竟然可以利用光学方法探测金矿

2021年3月13日 - 科技

本文摘要:黄金是一种坚硬、金黄色、耐腐蚀的贵金属。

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黄金是一种坚硬、金黄色、耐腐蚀的贵金属。从传统的珠宝和服装、储备和投资货币,到电子通讯设备和传感器,再到体内给药和外太空观测等科技前沿,黄金的应用无所不包。截至2013年,全球市场对黄金的需求已经达到400吨。

在自然界中,大量的金以离子的形式转移到溶液中,由植物根茎或地下微生物传导,然后再次还原成反应,转化成低浓度的纳米金溶胶。金溶胶是金盐还原成金后,以圆形单一浓缩状态漂浮在液体中的稳定、均匀分布的金颗粒悬浮液。而这些金纳米粒子往往含有观测信号,伴随着更多的金元素沉积在地下。

因此,观察这些金纳米粒子的信号尤为重要。一般来说,金的地壳金属含量约为1.3ppb,只要金的浓度为8ppm,就有可能找到金矿床。

人们早就在用X射线荧光光谱法(XRF)观察ppm (mg/L)金,简单快捷。相比之下,使用电感耦合等离子体质谱法(ICP-MS)和电感耦合等离子体原子发射光谱法(ICP-AES)观察ppb(微克/升)金就不那么容易了。一般来说,研究人员必须从现场收集矿石样本,并将其转移到实验室进行处理和分析。

这样会消耗时间和人力成本,减少黄金铁矿的工作量。纳米金溶胶是溶液中不稳定存在的金颗粒。这是一个静电不均匀分布系统。

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根据颗粒直径的不同,它的颜色是圆形的橙色到紫色。最近,澳大利亚阿德莱德大学的研究人员发现,金具有独特的光学性质:局域表面等离子体共振(SPR)和对荧光团的催化作用。这个性质将不利于金的传感和观察。

因此,研究人员正在使用光吸收法和荧光法观察钻井现场的金纳米粒子。这种方法不需要额外收集和制备矿石样品。

为了寻找观察ppb金纳米粒子的最佳方法,研究人员以不同浓度的金溶胶样品(直径分别为5nm、20nm和50nm的溶质粒子)为对象,将其用于光谱仪、手持式光谱仪和便携式光谱仪进行检测,研究了上述三种条件下SPR法和荧光法的检出限。研究人员分析了抽吸池和超连续光纤(SCF)中的纳米金溶胶,超连续光纤具有圆形结构,三个孔覆盖在中心固体芯上。使用SC光纤作为分析场地的优点是:采样量小,分析环境不受限制,如井底。

研究人员发现,在光吸收法方面,实验室光谱仪的测量上限比便携式光谱仪(纳米粒子大小不同)低7倍。就荧光方法而言,两个光谱的上限完全相同。与吸池和SC纤维相比,SC纤维中50nm粒子的上限约为吸池中的一半,但5nm和20nm粒子的上限完全相同。

我们已经确定了光吸收法和荧光法的测量上限。这两种光学方法简单、快速、可操作、应用广泛,可用于生物样品中金的观察。阿德莱德大学的AgnieszkaZuber解释说,除了检测限低之外,这两种方法的第二个唯一优势在于它们的便携性。这将节省制备矿石样品的复杂过程,分析时间将从几天增加到几个小时。

研究人员还回应说,这项研究遭到了阿德莱德深度勘探技术合作研究中心的反对。

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