Парамонтрозеит - Википедия - Paramontroseite

Парамонтрозеит
Paramontroseite.jpg
Выдающиеся бледно-коричневые острые кристаллы редкого минерала парамонтрозеита, простого оксида ванадия, из типового местонахождения (шахта Биттер-Крик, Лонг-Парк, округ Монтроуз, Колорадо, Соединенные Штаты Америки) на контрастной темной матрице.
Общий
КатегорияОксидные минералы
Формула
(повторяющийся блок)		VO2
Классификация Струнца4.DB.15a
Классификация Дана4.4.11.1
Кристаллическая системаОрторомбический
Ячейкаа = 4,905
б = 9,422
с = 2,916
Идентификация
ЦветОт черного до серовато-черного
БлескСубметаллический
ПолосаЧернить

Парамонтрозеит (V4+О2) является относительно редким орторомбическим оксид ванадия минерал в группе Рамсделлита. Синтетический парамонтрозеит может найти применение в медицине, батареях и электронике.

Имя

Название Парамонтрозеит происходит от греческого παρα (пара), что означает рядом, и монтрозеит, родственный минерал.[1]Название было выбрано из-за параморфного отношения минерала к вмещающему минералу монтрозеиту.[2]Монтрозеит назван в честь Округ Монтроуз, Колорадо, США, где он был впервые обнаружен.[3][а]Имена на других языках включают Paramontroseit (немецкий), Paramontroseita (испанский), Парамонтрозеит (русский) и 副 黑 钒 矿 副 黑铁 钒 矿 (китайский).[6]Синонимы База данных неорганических кристаллов (ICSD) 22303 и Файл порошковой дифракции (PDF) 25-1003.[1]

Вхождение

Парамонтрозеит ассоциируется с монтрозеитом и корвузитом, встречается в относительно неокисленных формах. Плато Колорадо -типа уран-ванадиевых руд в песчаники.[7]Типовая местность - шахта Биттер-Крик, долина Парадокс, округ Ураван, округ Монтроуз, штат Колорадо, США.[8]В США он находится в округе Монтроуз, штат Колорадо, Округ Сан-Мигель, Колорадо, Округ Меса, Колорадо, Эмери Каунти, штат Юта, Округ Апач, Аризона, Округ Мак-Кинли, Нью-Мексико и Fall River County, Южная Дакота.[9]Также поступали сообщения из мест в Чешской Республике, Провинция Мендоса, Аргентина и Mounana урановый рудник рядом Franceville, Габон.[9]

Парамонтрозит также был обнаружен в обнажении на ранчо Ван Ирвайн в районе Тыквенных бухт в Вайоминг, США, связанные с сульфиды в красном песчанике.[10]Он находится в зоне, где песчаник меняет цвет с красного на серый. Черный парамонтрозеит цементирует песчинки в узелковые массы, которые включают более мелкие массы пирита.[11]Неравномерные конкреционные массы до 1 фута (0,30 м) в поперечнике.[12]Соли ванадия дали зеленоватый налет на открытые поверхности этих масс. Масса аномально радиоактивна, а окружающий песчаник - слабо радиоактивен. Радиоактивность в основном вызвана крошечными пятнышками гроб в парамонтрозеите.[11]При полировке шлифа парамонтрозеит полностью заполняет промежутки между песчинками, он очень мягкий, имеет серый цвет, немного светлее кварцевого серого, с сильным анизотрофизмом и множеством ярких разноцветных внутренних отражений.[12]

Месторождения монтрозеита (V, Fe) OOH и парамонтрозеита VO2 были обнаружены в песчаниковой пачке Солтвош верхней юры. Формация Моррисон на плато Колорадо. дифракция Характеристики парамонтрозеита, по-видимому, можно разделить на две генерации: первичный парамонтрозеит с хорошей кристаллической структурой и продукт окисления монтрозеита с плохой кристаллической структурой.[13]Парамонтрозеит, обнаруженный в этом регионе, относится к нейтральным минералам со средним диапазоном валентности ванадия (+4) над первичной рудой монтрозеита (+3), но ниже минералов, таких как карнотит (+5) и паскоит (+5).[14]

Жизненный цикл

Парамонтрозеит - метастабильная форма диоксида ванадия (VO2), который является результатом окисление монтрозеита.[15]Он образован дегидрирование монтрозеита.[7]Парамонтрозеит, по-видимому, является наиболее распространенным исходным продуктом окисления монтрозеита.[16]Основное различие между кристаллическими структурами двух минералов состоит в том, что расстояние кислород – кислород увеличивается с 2,63 Å в монтрозеите до 3,87 Å в парамонтрозеите из-за потери в последнем водорода.[15]Расстояния ванадий – кислород также несколько короче в парамонтрозеите, чем в монтрозеите, как и следовало ожидать, когда ванадий окисляется от +3 до +4 при удалении водорода.[17]

Монтрозеит, VO (OH), откладывается в кристаллических массах в матрице песчаника каким-то неизвестным способом. Обычно железо возникает вместо некоторого количества ванадия. Кислород воздуха или грунтовых вод затем окисляет кристаллизованный монтрозеит при температуре ниже 50 ° C. через реакцию:

2ВО (ОН) +1⁄2О2 → 2ВО2 + H2О

Во время процесса изменения твердого состояния атомы водорода мигрируют через кристаллическую структуру к поверхности, где они соединяются с кислородом. В процессе есть небольшой сдвиг в кристаллической структуре, но структура остается нетронутой.[18]Связи ванадий-кислород не разорваны, и гексагональный плотноупакованный кислородный каркас не разрушен.[19]В некоторых случаях может быть промежуточная «диффузная А» фаза.[18]Процесс, с помощью которого монтрозеит превращается в парамонтрозеит, кажется аналогичным процессу магнетит → маггемит, лепидокрокит → маггемит, и гетит → гематит процессы.[20]

Парамонтрозеит нестабилен и разрушается при выветривании, замещается минералами корвусит тип.[18]Парамонтрозеит реагирует в нейтральных или кислых условиях с образованием многих соединений, таких как ванадил ванадат и ванадаты металлов, такие как Hewettite, гуммерит, паскоит и россит.[21]Парамонтрозеит может растворяться в слабощелочных условиях, а затем соединяться с Ca++ формировать симплотит:[22]

4VO2 + 2OH− + Ca++ → CaV4О9 + H2О

Возможные применения

Аутофагия это процесс клеточной деградации, который важен для сохранения гомеостаз клеток. Часто думают, что когда аутофагосомы инкапсулировать и улавливать неорганические наночастицы они могут быть неспособны разрушить их, и благополучие клетки может оказаться под угрозой. Однако эксперименты показали, что нанокристаллы парамонтрозеита вызывают цито-защитную аутофагию в культивируемых HeLa Возможно, это может иметь значение в терапии.[23]

Микросферы монтрозеита и парамонтрозеита были синтезированы гидротермальная карбонизация из сахароза и кальцинированный сформировать V2О3-VO2-C ядро-оболочка микросферы. Они были использованы экспериментально как катод материалы для литий-ионный аккумулятор.[24]Ю. Сюй и коллеги Университет науки и технологий Китая показали, что полые структуры синтетического монтрозеита VOOH могут топохимически превращаться в парамонтрозеит без изменения размера и внешнего вида структур. Обе формы, по-видимому, имеют потенциал в литий-ионных батареях, поскольку анод материалы.[25]

Моноклиника диоксид ванадия VO2(M) потенциально имеет большое значение для таких приложений, как интеллектуальные датчики температуры и интеллектуальные окна. Классическое твердотельное преобразование из прекурсоров ванадия в рутил VO2(R) медленный и дорогостоящий. гетит ВООХ к синтетическому «парамонтрозеиту» ВО2 к желаемому моноклиническому ВО2(M) обещает значительно сократить затраты и время.[26]

Классификация

Парамонтрозеит был впервые описан до 1959 г. и входит в группу рамсделлитов.[27]Он классифицируется следующим образом:[28]

  • Струнц 8-е издание: 4 / F.08-30.
  • Никель-Струнц 10-е издание: 4.DB.15a
  • Дана 8-е издание: 4.4.11.1
  • Ссылка Hey's CIM: 7.12.3

Характеристики

Физический

Физические свойства Paramontroseite включают:

Эмпирическая формулаV4+О2[1]
Химическая формулаVO2[1]
Молекулярная масса82,94 г (61,42% ванадий и 38,58% кислород по весу).[1]
Твердостьмягкий[29]
Переломхрупкий[30]
Расщеплениехороший [30]
Плотность (г / см³)4 (измерено), 4,095 (вычислено)[31]
Расчетная электронная плотность3,85 г / см[32]
Расчетный индекс фермионов0.0017206735[32]
Расчетный бозонный индекс0.9982793265[32]
Радиоактивныйнет[32][b]

Химия

Рентген порошковая дифракция Образец шахты Биттер-Крик составляет 3,39 (100), 2,645 (50), 4,35 (35), 2,213 (35), 1,426 (35), 2,479 (25), 2,179 (25). В этом образце химический состав был следующим:[34]

V2О472.5
V2О310.5
FeO8.8
ЧАС2О5.0

Образец из шахты Matchless, Колорадо, США, имел химические свойства:[35]

V2О466.9
SiO26.12
Al2О33.00
V2О311.10
FeO8.26
ЧАС2О4.82

Измеренный химический состав фрагмента микрозонда в серой фазе в рамках проекта RRUFF дал металлы в соотношении: V4+ (82%), Fe3+ (9%), U6+ (4%) и Al (2%) с одним атомом металла на два атома кислорода. Самой легкой фазой была уранофан.[33]

Оптический

Парамонтрозеит непрозрачный и от черного до серовато-черного цвета.[36][c]Его оптический класс двухосный.[36]Имеет субметаллический блеск и черный полоса.От Соотношение Гладстона – Дейла (KC = 0,393), NCalc равно 2,61, где Ncalc = Dcalc * KC + 1, или 2,57, где Ncalc = Dmeas * KC + 1.[38]

Кристаллография

Свойства кристаллов парамонтрозеита включают:

Кристальная структураромбический - дипирамидный [39]
Размеры ячейкиa = 4,905Å, b = 9,422Å, c = 2,916Å, Z = 4; V = 134,76 Den (Расчет) = 4,09.[39]
Соотношение: a: b: c0.5205:1:0.3094.[39]
Группа точек2 / м 2 / м 2 / м.[40]
Космическая группаPbnm[41]
Номер космической группы62.[41]
Дифракция рентгеновских лучей по интенсивности (I / Io)3.39(1), 2.649(0.5), 4.35(0.35).[39]

Конечная материя

Примечания

  1. ^ Округ Монтроуз получил свое название от округа Монтроуз, названного в честь исторического романа сэра Вальтер Скотт, Легенда о Монтроузе.[4] Монтроуз в Форфаршире, Шотландия, является искажением гайльского monadh-rois, что означает холм оврага.[5]
  2. ^ База данных RRUFF показывает Paramontroseite как радиоактивный.[33]
  3. ^ Некоторые источники просто указывают цвет как «черный».[30][37]

Цитаты

  1. ^ а б c d е Бартельми, Общая информация о парамонтрозеите.
  2. ^ Эванс и Мроуз 1955, п. 862.
  3. ^ Бартельми (б).
  4. ^ Хайм 2007, п. 165.
  5. ^ Смайт Палмер 1882, п. 545.
  6. ^ Парамонтрозеит - Миндат, Имена других языков.
  7. ^ а б Парамонтрозеит - Справочник по минералогии, Вхождение.
  8. ^ Парамонтрозеит - Миндат, Тип Вхождения.
  9. ^ а б Парамонтрозеит - Справочник по минералогии, Распределение.
  10. ^ Sharp et al. 1949 г., п. 605.
  11. ^ а б Sharp et al. 1949 г., п. 606.
  12. ^ а б Sharp et al. 1949 г., п. 575.
  13. ^ Хэнти, Фицпатрик и Голдхабер, 1986, п. 72.
  14. ^ Хэнти, Фицпатрик и Голдхабер, 1986, п. 20.
  15. ^ а б Эванс и Мроуз 1955, п. 861.
  16. ^ Гаррелс и Поммер 1987 С. 158−159.
  17. ^ Эванс и Мроуз 1955 С. 870–872.
  18. ^ а б c Эванс и Мроуз 1955, п. 872.
  19. ^ Эванс 1987, п. 94.
  20. ^ Эванс и Мроуз 1955, п. 874.
  21. ^ Гаррелс и Поммер 1987, п. 159.
  22. ^ Гаррелс и Поммер 1987, п. 158.
  23. ^ Чжоу и др. 2013.
  24. ^ Hailong et al. 2011 г., п. 2049 г.
  25. ^ Сюй 2012, п. 1815 г.
  26. ^ Changzheng et al. 2011 г., п. 791.
  27. ^ Парамонтрозеит - Миндат, Родство ... с другими видами.
  28. ^ Парамонтрозеит - Миндат, Классификация.
  29. ^ Парамонтрозеит - Справочник по минералогии, Физические свойства.
  30. ^ а б c Бартельми, Физические свойства.
  31. ^ Schorn, Physikalische Eigenschaften.
  32. ^ а б c d Бартельми, Расчетные свойства.
  33. ^ а б Армбрустер и Даниси.
  34. ^ Парамонтрозеит - Справочник по минералогии, Рентгеновский порошок.
  35. ^ Парамонтрозеит - Справочник по минералогии, Химия.
  36. ^ а б Парамонтрозеит - Справочник по минералогии, Оптические свойства.
  37. ^ Парамонтрозеит - Миндат.
  38. ^ Бартельми, Оптические свойства.
  39. ^ а б c d Бартельми, Кристаллография парамонтрозеита.
  40. ^ Парамонтрозеит - Справочник по минералогии, Crystal Data.
  41. ^ а б Schorn, Кристаллография.

Источники