膨润土及其酸化土、碱处理酸化土的电动性质研究

膨润土经硫酸处理后,随着硫酸体积分数的增大,ζ电位增大(大约由-21mV增加至-27mV),胶体的稳定性和分散性增强,这是因为硫酸中的H+取代了晶层中的Ca2+和其他阳离子,膨润土由钙质变为氢质,发生了转型的缘故.这为研究膨润土酸化改性的机理提供了科学依据.     

黑山膨润土及其酸化土的差热性质研究

探讨了不同体积分数硫酸溶液与黑山膨润土作用中硫酸对膨润土热性质的影响,结果表明：膨润土及其酸化土的差热曲线有3个吸热谷,反映了膨润土在加热过程中的脱水,相变等情况,随着硫酸体积分数的增加,膨润土由钙型转变为钠型,酸化膨润土的耐热性略有降低。     

从矿质组分变化看膨润土酸化改性机理

以黑山膨润土为代表,用不同体积分数的硫酸溶液（φ=0,5％,10％,15％,20％,25％,30％）对其改性,溶出液组分及膨润土矿质组分的含量均发生了有规律的变化,以此探索膨润土酸化改性的机理,酸首先溶出的是蒙脱石层间的阳离子（Ca2 ),其次溶出八面体中的大部分阳离子（Fe3 ,Al3 ,Mg2 ,Mn2 和P的离子）,酸溶出了这此离子,使膨润土有许多较大的孔洞,能截留更多的吸附质,从而提高吸附效果。     

Zn2+对硫酸长春碱抗癌活性影响研究

利用荧光光谱法、紫外光谱法和黏度法研究了Zn2+对硫酸长春碱与DNA的结合模式、结合常数的影响.研究结果表明,在有无Zn2+存在的情况下,硫酸长春碱与DNA均以氢键和范德华作用力结合,Zn2+的加入使硫酸长春碱与DNA的作用模式由沟槽结合转为嵌入式结合,同时反应的结合常数随Zn2+浓度增大而增大,反应的吉布斯自由能变变小,说明Zn2+对硫酸长春碱与DNA的结合起促进作用,这可能是由于Zn2+和硫酸长春碱形成络合物,又通过水合分子以氢键与DNA上的碱基对结合,加快了硫酸长春碱-DNA体系间的电子传递.由于部分抗癌药物的抗癌机理主要是药物与癌细胞DNA相互作用,抑制癌细胞的繁殖,可以判断出Zn2+的参与可能增强了硫酸长春碱的抗癌活性.     

膨润土的改性实验及表征

为提高膨润土对低浓度瓦斯的吸附性能,用质量分数3%的硫酸溶液和正二十四烷通过化学浸渍法对膨润土原土进行改性实验。对硫酸改性膨润土、正二十四烷改性膨润土、膨润土原土进行N2的吸附、比表面积、孔容和孔径测试。通过改性前后数据对比可知,改性后膨润土的吸附量、比表面积、孔容相应的增大,且硫酸改性膨润土的性能优于正二十四烷改性膨润土。改性后膨润土对CH4的最大吸附量为5.36 mmol/g,比改性前增加了3.72 mmol/g,增量明显。     

基于改进滤失试验的CaCl_2溶液作用下膨润土滤饼渗透系数

由于隔离墙施工过程中形成的膨润土滤饼对土-膨润土隔离墙整体防渗性能起到重要作用,采用改进滤失试验测试了不同压力下受CaCl_2溶液和去离子水作用的膨润土滤饼渗透系数kc和kw.结果表明,同浓度CaCl_2溶液作用下,随试验压力增大,膨润土滤饼渗透系数呈降低趋势;同一压力下,滤饼渗透系数随CaCl_2浓度增大而增大.由试验压力增长引起的滤饼孔隙比的减小,可降低滤饼的渗透系数;而由CaCl_2浓度增大所造成的滤饼孔隙比的减小则增大了滤饼的渗透系数.当CaCl_2浓度15 mmol/L时,膨润土泥浆试样无法形成滤饼,膨润土的kc/kw将大于10,其渗透系数将显著增长.     

盐溶液对膨润土微观结构的影响

将蒸馏水和不同浓度的NaCl溶液浸泡过的膨润土试样进行氮分子吸附,测得试样在77 K温度下N_2等温吸附线,根据等温吸附数据采用BET法、BJH法和Neimark热力学方法分别测算出各试样的比表面积、孔隙体积和表面分维.计算结果表明,随着浸泡溶液浓度的增加,膨润土试样的孔隙体积逐渐减小,而比表面和表面分维呈先增大后减小的趋势.对比发现这是由于浓度不同,膨润土表面吸附的Na~+量不同所引起的.NaCl溶质浓度越高,膨润土吸附的Na~+量越大,在试样烘干后吸附在膨润土表面的Na~+堵塞了试样的孔隙引起孔隙体积的减小,但相比于高浓度的NaCl溶液,少量的Na~+分散于膨润土表面则会引起表面粗糙度的增加,导致在低浓度NaCl溶液中的比表面积和表面分维较大.     

活性白土的制备参数优化与活化机理研究

朝阳建平地区有着丰富的膨润土资源.为促进该地区膨润土精深加工产业的发展,加快其产业结构转型升级,以取自该地区的某膨润土为原料,以活性度和脱色率为参考指标,进行了湿法活化实验.通过控制变量法对制备过程中的固液比、活化温度、硫酸浓度和活化时间等参数进行了优化,确定了最优的制备参数为:固液比1∶3,活化温度90℃,硫酸浓度15%,活化时间4h.并利用ICP-OES、XRD、FTIR、TG-DTA等检测手段对膨润土原土和活性白土的化学组成、晶体结构、官能团、热性能进行了对比分析,得出了膨润土的活化机理为:非硅酸盐矿物的脱除,H+对层间阳离子的置换,结构单元层的部分溶蚀及层内阳离子的部分溶出.研究成果可为建平地区膨润土深加工产业提供相应的技术支持和理论基础.     

氧化还原电位标准溶液电位值不确定度的评定

对硫酸亚铁铵-硫酸高铁铵溶液和氢醌溶液分别进行了从溶液配制、仪器测量和结果重复性3方面不确定度来源分析,确立了数学模型,综合评定了2者的合成标准不确定度和扩展不确定度.结果表明,氢醌溶液中,邻苯二甲酸氢钾缓冲溶液和磷酸盐缓冲溶液的合成标准不确定度分别为4.20mV和2.76mV,扩展不确定度分别为8.40mV和5.52mV(近似95%置信概率),都小于硫酸亚铁铵-硫酸高铁铵溶液的合成标准不确定度6.49mV和扩展不确定度12.98mV(近似95%置信概率).说明氢醌溶液电位值的测量结果更可信,精确度更高,应广泛作为测定氧化还原电位仪器的标准溶液来使用.     

土-膨润土系竖向隔离墙材料施工和易性试验研究

为研究满足各类场地条件下土-膨润土系竖向隔离墙材料施工和易性要求的主要施工参数,对钙基膨润土浆液和钠基膨润土浆液进行马氏漏斗黏度试验、API滤失试验和密度测定,并针对砂-膨润土、黏性土-膨润土、砂-黏性土-膨润土3类土-膨润土系竖向隔离墙材料进行坍落度试验.试验结果表明,钙基膨润土浆液和钠基膨润土浆液的合理膨润土掺量分别为10%和3%.3类土-膨润土系竖向隔离墙材料的坍落度与含水率均呈良好的线性正相关性.采用标准坍落筒和迷你锥坍落筒所测定的坍落度结果之间存在统一的经验关系.采用迷你锥坍落筒代替标准坍落筒进行土-膨润土系竖向隔离墙材料施工和易性试验时,满足坍落度要求的含水率范围为其液限的1.0~1.6倍,所对应坍落度范围为22~48 mm.     

膨润土矿物固体电解质的制备及导电性能研究

以膨润土为原料,经硫酸处理后得到层状结构明显的矿物材料,通过制浆干燥的方法向层间有效插入Na+,制备了在室温下具有较高离子电导率的固体电解质.考察了矿物材料的微观结构、Na+含量及含水量对矿物材料电导率的影响,并用扫描电镜、能谱、红外光谱和X射线衍射对其结构进行了表征,结果表明,此法制备的膨润土矿物电解质材料在常温下离子电导率最高可达到7.81×10-4 S·cm-1,比传统的高温固相法提高了2倍.     

膨润土及其碱熔活化产物对锶的吸附行为

以膨润土为主要原料,碱熔制备A沸石,结合静态吸附实验,研究膨润土、A沸石对溶液中锶的吸附以及吸附过程中动力学和热力学. 结果表明,膨润土、沸石对Sr2+的吸附能力受初始浓度影响,膨润土、沸石在吸附过程中的规律趋势大致相同. 膨润土和沸石对Sr2+的等温吸附过程符合Langmuir等温吸附模型,吸附机制为单分子层的阳离子交换吸附.膨润土和沸石对Sr2+的吸附机制相似,其动力学吸附过程为化学反应控制的拟二级动力学吸附过程. 对吸附前后的膨润土、沸石进行XRD、SEM表征分析,膨润土、沸石在酸性溶液中进行吸附不会对自身骨架结构产生严重破坏或影响. A沸石对Sr2+的吸附量约为膨润土的3.9倍,表现出比膨润土更优秀的吸附能力.     

超级电池负极材料的电化学行为

利用循环伏安、阴极极化等测试手段研究超级电池负极中活性炭(AC)电极在铅酸电池测试环境中的电化学行为,比较AC电极与Pb电极在相同电位区间下的极化特性,考察-0.9～-0.4 V(vs.SCE)电位范围内AC及Pb并联电极的电化学特性,并对循环后并联电极中的AC电极进行电子能谱(EDX)分析。研究结果表明:活性炭在-0.9～-0.4 V电位范围内表现出双电层电容特性;在10 mV/s扫描速度下析氢电流随着硫酸浓度的增大而增大,比容量在硫酸浓度为3 mol/L时最大;在浓度为5 mol/L的硫酸中,活性炭的比容量随着扫描速度的增大而减小;在相同电位下,AC电极的析氢较Pb电极的析氢严重;AC与Pb的并联电极既表现出Pb电极的法拉第电池特性,又表现出AC电极的双电层电容与析氢特性。     

土-膨润土系竖向隔离墙的施工和易性分析

土膨润土系竖向隔离墙的施工和易性包括膨润土浆液的水质、密度、马氏漏斗黏度、API滤失量,以及满足坍落度要求的隔离墙材料含水率wB范围.对已有试验研究结果进行综合分析,明确了满足膨润土浆液施工和易性要求的膨润土掺量与膨润土液限间的关系,并定量评价了膨润土掺量及隔离墙材料液限对wB范围的作用规律.结果表明,膨润土浆液制备中应选用液限大于200%的膨润土;相同膨润土掺量条件下,wB随膨润土液限增大而增加;隔离墙材料坍落度为125 mm所对应的含水率与隔离墙材料液限的比值集中于1.2~1.6,且2者间存在良好的线性经验关系.此外,针对液限无法确定的隔离墙材料,提出隔离墙材料的表观液限,建立了各类隔离墙材料的表观液限与wB的统一经验关系以预测施工和易性.     

矿渣-水泥-膨润土剪切模量龄期效应 及其影响因素的试验研究

采用压电陶瓷弯曲元测试矿渣-水泥-膨润土(S-CB)试样剪切波速的方法,研究了复合胶凝材料含量、矿渣替代率、龄期对S-CB的剪切波速(V_s)与剪切模量(G_0)的影响规律.试验结果表明,S-CB的V_s随龄期的增长、矿渣替代率的减小、复合胶凝材料含量的增大而增大;试验中,S-CB的V_s明显低于同龄期水泥土的V_s,这主要归因于S-CB含水量显著高于水泥土;发现S-CB的硬化发展规律与矿渣替代率紧密相关,与复合胶凝材料含量相关性不明显,基于试验结果提出了矿渣-水泥-膨润土的剪切模量随龄期的预测公式,若测试获得某一复合胶凝材料含量的矿渣-水泥-膨润土的归一公式,可推测相同矿渣替代率的其他复合胶凝材料含量的矿渣-水泥-膨润土的剪切模量.     

柴油污染土的含水量计算方法与界限含水量变化规律

以2种天然沉积土和钙基膨润土、钠基膨润土为源土,配置具有不同柴油含量及不同目标含水量的柴油污染土,进行柴油污染土的含水量测定及界限含水量试验研究.提出了柴油污染土的起始可挥发含油量的概念,建立了能够同时考虑柴油挥发性和黏土矿物对柴油吸附作用的含水量计算方法.结果表明,以天然沉积土为源土的含油污染土的液限和塑限均随含油量的增加呈先增大后减小的趋势;以钙基膨润土和钠基膨润土为源土的含油污染土的液限随含油量的增加而减小,塑限则呈相反的变化规律.柴油污染对塑限的影响明显大于对液限的影响.以钙基膨润土和钠基膨润土为源土的含油污染土的塑性指数随含油量的增加而减小,以天然沉积土为源土的含油污染土的塑性指数则呈相反的变化规律.     

膨润土改性及其在印染废水处理中的应用

采用硫酸和CTMAB对膨润土进行活化改性处理,研究了改性膨润土对印染废水处理效果及影响因素.结果表明：改性膨润土对印染废水的处理能力明显增强,吸附时间、温度、pH值和膨润土用量是影响吸附效果的主要因素,改性膨润土对印染废水的吸附规律较好符合Freundlich吸附等温式.     

改性膨润土吸附处理含氟废水

采用高分子絮凝剂聚二甲基二烯丙基氯化铵(PDMDAAC)和硫酸对膨润土进行改性,并研究改性膨润土在不同条件下对含氟废水的处理能力.结果表明:膨润土用量为30 g·L-1,pH4,反应温度25 ℃,吸附时间25 min,改性膨润土对F-的去除率可达97%,出水含氟量由100 mg·L-1降至3.0 mg·L-1,达到国家含氟废水一级排放标准.     

膨润土-红黏土混合土对NaCl溶液的渗透试验研究

针对不同质量配比的膨润土-红黏土混合土压实样,开展不同浓度的NaCl溶液渗透试验;基于扩散双电层理论和土颗粒微观结构,分析溶液浓度对不同质量配比混合土渗透系数的影响机理;根据试验结果,建立混合土渗透系数与膨润土掺量(质量分数)的函数关系式。研究结果表明:混合土的渗透系数随着膨润土掺量的增加而降低,膨润土的加入明显提高了混合土的防渗和化学阻滞能力;随着溶液浓度提高,红黏土的絮凝程度增加,渗透系数降低;掺入质量分数为20%的膨润土后,随着溶液浓度提高,混合土扩散双电层被压缩,渗透系数相应增大。     

高庙子膨润土悬浮液的抗冲蚀流变特性

采用流变仪对高庙子膨润土悬浮液在不同水固比、掺加盐溶液类型及浓度的条件下的抗冲蚀流变特性进行了研究,得到了各种情况下膨润土悬浮液的屈服应力,再结合Stoke公式计算了引起膨润土悬浮液冲蚀的初始水流速度.研究表明:随着水固比的增加,膨润土流变曲线逐渐下移;对于水固比小于5.0的膨润土悬浮液,当剪切速率较小时呈现假塑性流体特征,而当剪切速率达到一定值时,流变曲线斜率趋于定值;对于水固比大于5.0的膨润土悬浮液,则始终表现为假塑性流体特征,且随着水固比的增大,膨润土悬浮液牛顿流体特征逐渐增强;随着NaCl浓度的增加,膨润土悬浮液屈服应力先减小后增大,而随着CaCl2浓度的增加,膨润土悬浮液屈服应力则不断减小;引起膨润土悬浮液发生冲蚀破坏所需的最低水流速度在10-4~10~(-2)m·s~(-1)范围内.