(SEM)放大3000倍以观察反应前後CaCO3固体颗粒表面的微观变化.docVIP

管柱實驗結束後，進一步將CaCO3固體顆粒樣本，透過掃描式電子顯微鏡(SEM)放大3000倍以觀察反應前後CaCO3固體顆粒表面的微觀變化。圖中1為對不同HCl溶液流量反應前後之變化情形。16~20 mesh的 CaCO3固體顆以0.01M HCl進行12小時定流率管柱實驗反應後CaCO3固體顆粒樣本的SEM圖，圖1中顯示地下流體流過CaCO3固體顆粒產生溶解反應後，似乎在後續CaCO3固體顆粒表面有裂隙的地方長出新的碳酸岩晶體。 圖：碳酸SEM下放大3000倍，觀察孔隙結構變化（a）反應前；（b）Q=30 cm3/min；（c）Q=40 cm3/min；（d）Q=50 cm3/minCaCO3固體顆粒表面將進一步分析樣本中的元素，從圖1(b)紅色方形中截取出來，16~20 mesh的CaCO3固體顆粒樣本與流量為30cm3/min流經經12小時的0.01M HCl反應後CaCO3固體顆粒樣本離管住入口10公分處的粒徑，在SEM下放大3000倍，使用15KV的電壓下觀察（如圖2所示）。 圖： CaCO3固體顆樣本與流量為30cm3/min流經12小時的0.01M HCl反應後 結果發現圖3有新的結晶體析出，將點出不同地方的樣本分析元素如表1所示，結果分析到有氧、鎂、碳和鈣四種元素，四種含量由高至低分為氧(O) 鈣(Ca2+) 碳(C) 鎂（Mg），鎂的含量較少且鋒值很低（如圖4-30所示），所以可以忽略的。從元素表中得知，鈣和鎂都是屬於鹼土金屬，且鈣離子容易取代鎂離子的位置。碳酸鈣是由Ca2+、C 、O三種元素組成，而表1中，這三種元素比為1：1：3，CaCO3)。 表：碳、鎂、氧、鈣的含量 Spectrum CaMg含量(%) C含量(%) O含量(%) Spectrum 1 22.9739 0.48139 18.3012 58.2435 Spectrum 2 28.6507 0.49964 16.1254 54.7243 Spectrum 3 22.3729 0.50429 18.5206 58.6022 Spectrum 4 22.5264 0.59396 18.421 58.4586 Mean 23.8928 0.52115 17.9318 57.6542 Std. deviation 1.77081 0.79381 26.664 70.7714 Max. 22.6809 0.59122 18.4258 58.3021 Min. 28.2678 0.50233 16.2119 55.018 圖：樣本分析點的曲線圖CaCO3固體顆粒的元素分布如圖4所示，結果發現分析出氧、碳和鈣三種元素，分布為鈣氧碳的含量，因為CaCO3的的成分有鈣、氧、碳，故Ca2+ 達到飽和狀態下，與CO32- 結合，故產生CaCO3再結晶於CaCO3固體顆粒表面。 圖：反應後CaCO3表面成分分佈圖(放大3000倍) （c） （d） （a）