Paramontroseite - Paramontroseite - Wikipedia

Paramontroseite
Paramontroseite.jpg
Vynikající bledě hnědé ostré krystaly vzácného minerálu paramontroseitu, jednoduchého oxidu vanadu, z lokality typu (Bitter Creek Mine, Long Park, Montrose County, Colorado, Spojené státy americké), na kontrastní tmavé matrici.
Všeobecné
KategorieOxidové minerály
Vzorec
(opakující se jednotka)		VO2
Strunzova klasifikace4.DB.15a
Dana klasifikace4.4.11.1
Krystalový systémOrtorombický
Jednotková buňkaa = 4,905
b = 9,422
c = 2,916
Identifikace
BarvaČerná až šedavě černá
LeskSubmetalické
PruhČerná

Paramontroseite (PROTI4+Ó2) je relativně vzácný ortorombický oxid vanadu minerál ve skupině Ramsdellit. Syntetický paramontroseit může mít uplatnění v medicíně, bateriích a elektronice.

název

Název Paramontroseite je odvozen z řečtiny παρα (para), což znamená blízko, a montroseit, související minerál.[1]Jméno bylo vybráno kvůli paramorfnímu vztahu minerálu k hostitelskému minerálu montroseitu.[2]Montroseite je pojmenován po Montrose County, Colorado, USA, kde byl poprvé nalezen.[3][A]Jména v jiných jazycích zahrnují Paramontroseit (němčina), Paramontroseita (španělština), Парамонтрозеит (ruština) a 副 黑 钒 矿 副 黑铁 钒 矿 (čínština).[6]Synonyma jsou Databáze struktur anorganických krystalů (ICSD) 22303 a Soubor práškové difrakce (PDF) 25-1003.[1]

Výskyt

Paramontroseit je spojován s montroseitem a corvusitem a nachází se v relativně neoxidovaném stavu Colorado Plateau - uran-vanadové rudy v pískovcové kameny.[7]Typovou lokalitou je důl Bitter Creek, údolí Paradox, okres Uravan, okres Montrose, Colorado, USA.[8]V USA se nachází v Montrose County, Colorado, Okres San Miguel, Colorado, Mesa County, Colorado, Emery County, Utah, Apache County, Arizona, McKinley County, Nové Mexiko a Fall River County, Jižní Dakota.[9]Bylo také hlášeno z lokalit v České republice, Provincie Mendoza, Argentina a Mounana uranový důl blízko Franceville, Gabone.[9]

Paramontrosit byl také nalezen v výchozu na ranči Van Irvine v oblasti Pumpkin Buttes Wyoming, USA, spojené s sulfidy v červeném pískovci.[10]Nachází se v zóně, kde pískovec mění barvu z červené na šedou. Černý paramontroseit cementuje zrna písku na nodulární hmoty, které obklopují menší pyritové hmoty.[11]Nepravidelné konkrementní hmoty jsou až 0,30 m napříč.[12]Vanadové soli poskytly nazelenalý povlak exponovaným povrchům těchto hmot. Hmoty jsou anomálně radioaktivní a okolní pískovec slabě radioaktivní. Radioaktivita je většinou způsobena malými skvrnami rakev v paramontroseitu.[11]Když je část vyleštěna, paramontroseit zcela vyplňuje mezery mezi zrnky písku. Je velmi měkký a má šedou barvu, která je o něco světlejší než křemenná šedá. Existuje silný anizotropismus a mnoho jasných vícebarevných vnitřních odrazů.[12]

Vklady montroseitu (V, Fe) OOH a paramontroseitu VO2 byly nalezeny v Saltwash Sandstone Member of the Upper Jurassic Morrison formace na Colorado Plateau. z difrakce vlastnosti paramontroseitu se zdají být dvě odlišné generace: primární paramontroseit s dobrou krystalickou strukturou a produkt oxidace montroseitu se špatnou krystalickou strukturou.[13]Paramontroseit nalezený v této oblasti patří mezi neutrální minerály ve středním rozsahu vanadové valence (+4) nad primární rudou montroseitu (+3), ale pod minerály jako např. karnotit (+5) a pascoit (+5).[14]

Životní cyklus

Paramontroseit je metastabilní forma oxidu vanadičitého (VO2), který je výsledkem oxidace montroseitu.[15]Je tvořen dehydrogenace montroseitu.[7]Paramontroseit se jeví jako nejběžnější počáteční produkt oxidace montroseitu.[16]Primární rozdíl mezi krystalovými strukturami těchto dvou minerálů spočívá v tom, že se vzdálenost kyslíku a kyslíku zvyšuje z 2,63 Á v montroseitu na 3,87 Á v paramontroseitu v důsledku ztráty vodíku v druhém.[15]Vzdálenosti vanadu a kyslíku jsou také o něco kratší u paramontroseitu než u montroseitu, jak by se dalo očekávat, když je vanad oxidován z +3 na +4, když je odstraněn vodík.[17]

Montroseit, VO (OH), se ukládá v krystalických hmotách v pískovcové matrici nějakým neznámým procesem. Místo vanadu se obvykle vyskytuje železo. Kyslík ve vzduchu nebo podzemní vodě pak oxiduje krystalický montroseit při teplotách pod 50 ° C reakcí:

2VO (OH) +1⁄2Ó2 → 2VO2 + H2Ó

Během procesu změny pevného stavu atomy vodíku migrují skrz krystalovou strukturu na povrch, kde se kombinují s kyslíkem. V procesu dochází k mírnému posunu v krystalové struktuře, ale struktura zůstává neporušená.[18]Vazby vanadu a kyslíku nebyly přerušeny a hexagonální uzavřený kyslíkový rámec nebyl narušen.[19]V některých případech může dojít k přechodné fázi „difúzní A“.[18]Proces, kterým se montroseit mění na paramontroseit, se zdá analogický s magnetit → maghemit, lepidokrocit → maghemit, a goethite → hematit procesy.[20]

Paramontroseit není stabilní a je zničen povětrnostními vlivy a nahrazen minerály corvusite typ.[18]Paramontroseit reaguje za neutrálních nebo kyselých podmínek za vzniku mnoha sloučenin, jako je vanadyl vanadát a kovové vanadáty jako např hewettite, hummerit, pascoit a rossite.[21]Paramontroseit se může rozpustit v mírně zásaditých podmínkách, poté se smíchat s Ca++ tvořit simplotit:[22]

4VO2 + 2 OH− + Ca++ → CaV4Ó9 + H2Ó

Možné aplikace

Autofagie je proces buněčné degradace, který je nezbytný pro zachování homeostáza buněk. Často se předpokládá, že když autofagozomy zapouzdřit a zachytit anorganické nanočástice nemusí být schopni je degradovat a může dojít k ohrožení pohody buňky. Experimenty však ukázaly, že nanokrystaly paramontroseitu indukují cytoprotektivní autofagii v kultivovaných HeLa Je možné, že to může mít v terapiích hodnotu.[23]

Mikrosféry Montroseite a paramontroseite byly syntetizovány pomocí hydrotermální karbonizace z sacharóza a kalcinovaný tvořit V2Ó3-VO2-C jádro-plášť mikrosféry.Tyto experimenty byly použity jako katoda materiály pro a lithium-iontová baterie.[24]Y. Xu a jeho kolegové University of Science and Technology of China ukázaly, že duté struktury syntetického montroseitu VOOH mohou topochemicky převádět na paramontroseit, aniž by se měnila velikost a vzhled struktur. Zdá se, že obě formy mají potenciál v lithium-iontových bateriích jako anoda materiály.[25]

Monoklinický oxid vanadičitý VO2(M) má potenciálně velkou hodnotu pro aplikace, jako jsou inteligentní snímače teploty a inteligentní okna. Klasická transformace v pevné fázi z předchůdců vanadu na rutil VO2(R) je pomalý a nákladný. Transformace z goethite HLÁSIT syntetický "paramontroseit" VO2 na požadovaný monoklinický VO2(M) slibuje výrazné snížení nákladů a času.[26]

Klasifikace

Paramontroseite byl poprvé popsán před rokem 1959. Je členem skupiny Ramsdellite Group.[27]Je klasifikován následovně:[28]

  • Strunz 8. vydání: 4 / F.08-30.
  • Nikl-Strunz 10. vydání: 4.DB.15a
  • 8. vydání Dana: 4.4.11.1
  • Hey's CIM Reference: 7.12.3

Vlastnosti

Fyzický

Fyzikální vlastnosti Paramontroseite zahrnují

Empirický vzorecPROTI4+Ó2[1]
Chemický vzorecVO2[1]
Molekulová hmotnost82,94 g (61,42%) vanadium a 38,58% kyslík podle hmotnosti).[1]
Tvrdostměkký[29]
Zlomeninakřehký[30]
Výstřihdobrý [30]
Hustota (g / cm³)4 (měřeno), 4,095 (vypočítáno)[31]
Vypočtená hustota elektronů3,85 g / cm3[32]
Vypočítaný fermionový index0.0017206735[32]
Vypočtený bosonový index0.9982793265[32]
RadioaktivníNe[32][b]

Chemie

Rentgen prášková difrakce vzor pro důl Bitter Creek je 3,39 (100), 2,645 (50), 4,35 (35), 2,213 (35), 1,426 (35), 2,479 (25), 2,179 (25). V tomto vzorku byla chemie:[34]

PROTI2Ó472.5
PROTI2Ó310.5
FeO8.8
H2Ó5.0

Vzorek z dolu Matchless, Colorado, USA měl chemii:[35]

PROTI2Ó466.9
SiO26.12
Al2Ó33.00
PROTI2Ó311.10
FeO8.26
H2Ó4.82

Měřená chemie fragmentu mikrosond v šedé fázi projektem RRUFF poskytla kovy v poměru: V4+ (82%), Fe3+ (9%), U6+ (4%) a Al (2%), s jedním atomem kovu na dva atomy kyslíku. Nejsvětlejší fáze byla uranofan.[33]

Optický

Paramontroseit je neprůhledný a černé až šedavě černé barvy.[36][C]Jeho optická třída je biaxiální.[36]Má subkovu lesk a černá pruh. Z Vztah Gladstone – Dale (KC = 0,393), NCalc je 2,61, kde Ncalc = Dcalc * KC + 1, nebo 2,57, kde Ncalc = Dmeas * KC + 1.[38]

Krystalografie

Vlastnosti krystalu paramontroseitu zahrnují:

Krystalická strukturaortorombický - dipyramidové [39]
Rozměry buňkya = 4,905 Á, b = 9,422 Á, c = 2,916 Á, Z = 4; V = 134,76 Den (Vypočteno) = 4,09.[39]
Poměr: a: b: c0.5205:1:0.3094.[39]
Skupina bodů2 / m 2 / m 2 / m.[40]
Vesmírná skupinaPbnm[41]
Číslo vesmírné skupiny62.[41]
Rentgenová difrakce podle intenzity (I / Io)3.39(1), 2.649(0.5), 4.35(0.35).[39]

Endmatter

Poznámky

  1. ^ Název Montrose County je odvozen od krajského města Montrose, které je pojmenováno podle historického románu Sira Walter Scott, Legenda o Montrose.[4] Montrose ve skotském Forfarshire je korupcí Gailicu monadh-rois, což znamená kopec rokle.[5]
  2. ^ Databáze RRUFF zobrazuje Paramontroseite jako radioaktivní.[33]
  3. ^ Některé zdroje jednoduše uvádějí barvu jako „černou“.[30][37]

Citace

  1. ^ A b C d E Barthelmy Obecné informace o Paramontroseite.
  2. ^ Evans & Mrose 1955, str. 862.
  3. ^ Barthelmy (b).
  4. ^ Heim 2007, str. 165.
  5. ^ Smythe Palmer 1882, str. 545.
  6. ^ Paramontroseite - Mindat, Jména jiných jazyků.
  7. ^ A b Paramontroseite - Handbook of Mineralogy, Výskyt.
  8. ^ Paramontroseite - Mindat, Typ Výskyt.
  9. ^ A b Paramontroseite - Handbook of Mineralogy, Rozdělení.
  10. ^ Sharp a kol. 1949, str. 605.
  11. ^ A b Sharp a kol. 1949, str. 606.
  12. ^ A b Sharp a kol. 1949, str. 575.
  13. ^ Wanty, Fitzpatrick & Goldhaber 1986, str. 72.
  14. ^ Wanty, Fitzpatrick & Goldhaber 1986, str. 20.
  15. ^ A b Evans & Mrose 1955, str. 861.
  16. ^ Garrels & Pommer 1987 158, 159.
  17. ^ Evans & Mrose 1955, str. 870–872.
  18. ^ A b C Evans & Mrose 1955, str. 872.
  19. ^ Evans 1987, str. 94.
  20. ^ Evans & Mrose 1955, str. 874.
  21. ^ Garrels & Pommer 1987, str. 159.
  22. ^ Garrels & Pommer 1987, str. 158.
  23. ^ Zhou a kol. 2013.
  24. ^ Hailong a kol. 2011, str. 2049.
  25. ^ Xu 2012, str. 1815.
  26. ^ Changzheng a kol. 2011, str. 791.
  27. ^ Paramontroseite - Mindat, Vztah ... k jiným druhům.
  28. ^ Paramontroseite - Mindat Klasifikace.
  29. ^ Paramontroseite - Handbook of Mineralogy, Fyzikální vlastnosti.
  30. ^ A b C Barthelmy, Fyzikální vlastnosti.
  31. ^ Schorn, Physikalische Eigenschaften.
  32. ^ A b C d Barthelmy, Vypočítané vlastnosti.
  33. ^ A b Armbruster a Danisi.
  34. ^ Paramontroseite - Handbook of Mineralogy, Rentgenový práškový vzor.
  35. ^ Paramontroseite - Handbook of Mineralogy, Chemie.
  36. ^ A b Paramontroseite - Handbook of Mineralogy, Optické vlastnosti.
  37. ^ Paramontroseite - Mindat.
  38. ^ Barthelmy, Optické vlastnosti.
  39. ^ A b C d Barthelmy, Krystalografie Paramontroseite.
  40. ^ Paramontroseite - Handbook of Mineralogy, Crystal Data.
  41. ^ A b Schorn, Kristallographie.

Zdroje

  • Armbruster, Thomas; Danisi, Rosa Micaela (eds.), „Paramontroseite R050391“, RRUFF databáze, vyvoláno 2018-03-20
  • Barthelmy, Dave, „Paramontroseite Mineral Data“, webmineral.com, vyvoláno 2018-03-20
  • Barthelmy (b), David, „Minerální údaje z Montroseite“, webmineral.com, vyvoláno 2018-03-20
  • Changzheng, Wu; Feng, Feng; Jun, Feng; Jun, Dai; Jinlong, Yang; Yi, Xie (2011), „Ultrafast Solid-State Transformation Pathway from New-Phased Goethite VOOH to Paramontroseite VO2 to Rutile VO2 (R)“, J. Phys. Chem. C, 115 (3): 791–799, doi:10.1021 / jp109967j
  • Evans, Howard T., Jr. (1987), „Krystalová chemie a mineralogie vanadu“, Odborný referát Geologický průzkum, Govt. Tisk. Vypnuto., vyvoláno 2018-03-20
  • Evans, Howard T., Jr.; Mrose, Mary E. (1955), „Krystalová chemická studie Montroseite a Paramontroseite“ (PDF), Americký mineralog, 40, vyvoláno 2018-03-20
  • Hailong, Fei; Xiaokun, Ding; Mingdeng, Wei; Kemei, Wei (listopad 2011), „Snadná syntéza mikrosfér uhlíkaté jádro-obal Montroseite VOOH, Paramontroseite VO2 a V2O3-VO2“, Solid State Sciences, 13 (11), doi:10.1016 / j.solidstatesciences.2011.09.009
  • Garrels, R. M .; Pommer, A. M. (1987), „Některé kvantitativní aspekty oxidace a redukce rud“, Odborný referát Geologický průzkum, Govt. Tisk. Vypnuto., vyvoláno 2018-03-20
  • Heim, Michael (2007), Za poznáním dálnic Colorado: Trip Trivia Za poznáním americké dálnice, ISBN  978-0-9777301-0-0, vyvoláno 2018-03-20
  • „Paramontroseite“ (PDF), Příručka mineralogie, Mineral Data Publishing, vyvoláno 2018-03-15
  • „Paramontroseite“, Mindat.org, Hudsonův institut mineralogie, vyvoláno 2018-03-15
  • Schorn, Stefan, „Paramontroseit“, Mineralienatlas - Fossilienatlas (v němčině), vyvoláno 2018-03-20
  • Sharp, W.N .; McKay, E.J .; McKeown, F.A .; White, A.M. (1949), „Geologická a uranová ložiska oblasti Pumpkin Buttes povodí řeky Powder, Wyomong“, Bulletin geologických průzkumů, Americké ministerstvo vnitra, geologický průzkum; Washington DC., vyvoláno 2018-03-20
  • Smythe Palmer, A. (1882), Lidová etymologie, Ardent Media, GGKEY: NS8KWYGW93Y, vyvoláno 2018-03-20
  • Wanty, Richard B .; Fitzpatrick, Joan J .; Goldhaber, Martin B. (1986), „Geochemická a krystalografická omezení vzniku vanad-uranových rud na Colorado Plateau“, Monitorovací program Georges Bank 1985: Analýza stopových kovů ve spodních sedimentech během třetího roku monitorování„US Geological Survey
  • Xu, Y. (09.01.2012), „Od syntetického montroseitu VOOH po topochemický paramontroseit VO2 a jejich aplikace ve vodných lithium-iontových bateriích“, Problémy v chemii a obecném chemickém výzkumu: vydání z roku 2011, ScholarlyEditions, ISBN  978-1-4649-6334-6
  • Zhou, W; Miao, Y; Zhang, Y; Liu, L; Lin, J; Yang, JY; Xie, Y; Wen, L. (26. dubna 2013), „Indukce cyto-ochranné autofagie nanokrystaly paramontroseitu VO2“, Nanotechnologie, 24 (16): 165102, doi:10.1088/0957-4484/24/16/165102, PMID  23535229