蛭石在低浓度盐酸和硫酸中的溶出性比较研究

蛭石作为三八面体层状硅酸盐矿物,由于其独特的层状结构被广泛应用于各领域．酸处理蛭石能提高蛭石的比表面积,改变层电荷数,达到增加表面活性官能团的目的．以新疆尉犁蛭石为原料,在低浓度盐酸和硫酸界面进行溶出性比较研究,对原料及酸浸后样品的物相、结构、微观形貌以及浸出液中各离子浓度进行表征分析．结果表明：在酸浓度较低时盐酸和硫酸对蛭石的酸蚀程度相当,在酸浓度稍微增加时硫酸对蛭石的酸蚀速度快于盐酸．两种酸的蛭石结构中各金属离子浸出的难易顺序一致,均为：层间物>八面体片>四面体片．Ca²⁺作为层间阳离子在酸浸前4h的溶出速率远大于八面体阳离子Mg²⁺和四面体阳离子Al³⁺,且层间物中Ca²⁺相比于K⁺更容易浸出．适当的酸处理可以提高蛭石的阳离子交换容量．本文对于蛭石的利用开发具有一定意义．     

无机盐作用下伊利石水化特性的分子模拟

伊蒙混层水化导致井壁失稳的现象相当突出，蒙脱石的水化研究较多。为研究伊利石在无机盐作用下的水化机理及膨胀特性，通过分子模拟技术建立了1M-tv和1M-cv两种在油气储层中较常见的伊利石晶体模型，并进一步通过分子动力学方法研究了伊利石层间粒子的微观分布和进入层间的无机盐阳离子的水化参数。结果表明，伊利石层间距随吸附水分子数的增大而增大，当水分子数为20时达到饱和状态； 1M-tv构型比1M-cv构型更容易发生水化膨胀； K⁺和Ca²⁺分别是一价阳离子和二价阳离子中水化数和水化半径最小的，且K⁺可以嵌入四面体片层的硅氧六元环中而难以发生离子交换，可有效阻止水分子进入伊利石晶体结构内部；实验结果很好地验证了KCl和CaCl₂对伊利石水化膨胀的抑制性。该结果对于页岩的防塌机理研究和钻井液水化抑制剂的研究具有一定的理论指导意义。     

高温处理对钠化膨润土蒙脱石结构变化的影响

以安徽芜湖(WH)、四川三台(ST)和河南信阳(XY)三个地区的膨润土为原料,以碳酸钠为钠化剂分别对三种原料进行钠化改性处理,获得钠化膨润土样品WH-G、XY-G和ST-G,随后对钠化后样品进行高温热处理.对原样、钠化样品及热处理样品的物相、结构、热学属性及谱学特征进行了表征分析.结果表明,WH-G、XY-G和ST-G三个样品中蒙脱石失去吸附水和层间水的温度随着样品中蒙脱石的层电荷的增加呈上升趋势,但膨润土的热稳定性却与之相反. WH-G和XY-G样品在处理温度900℃时蒙脱石的结构完全被破坏,而ST-G样品在800℃时蒙脱石的结构即完全被破坏.     

Mg掺杂对BaTiO_3纳米管结构和电学性能的影响

为了探究Mg2+掺杂对BaTiO_3纳米管结构和性能的影响,以钛片为基底,采用阳极氧化法制备得到Ti O2纳米管,再通过水热法制备不同Mg2+掺杂浓度的BaTiO_3纳米管.利用XRD和SEM对不同掺杂浓度BaTiO_3纳米管的微观结构和表面形貌进行表征,采用TF Analyzer 2000和宽频介电阻抗谱仪对样品的铁电性能和介电性能进行测试.结果表明:当Mg2+掺杂浓度为0.012 mol/L时,BaTiO_3纳米管剩余极化强度Pr达到0.528 6μC/cm2,对应的矫顽场为16.08 k V/cm;当Mg2+掺杂浓度为0.01 mol/L时,室温下样品的介电常数达到1 200.     

固定化细菌对低浓度重金属Pb2+的吸附特征及影响因素

采用固定化技术将从污水处理厂活性污泥中筛选的吸附重金属能力强的优势细菌固定， 研究其对重金属离子Pb²⁺的吸附特征及其影响因素. 结果表明, 固定化细菌对Pb²⁺的吸附是动态过程， 180 min吸附达到平衡. 随着Pb²⁺浓度的增加， 固定化细菌与吸附量呈正相关； 当吸附体系pH=6， 离子强度为0.01 mol/L时吸附量最大；环境温度对固定化细菌吸附Pb²⁺的影响包括两个阶段； 吸附率随着吸附剂质量增加呈上升趋势， 而单位质量吸附剂吸附Pb²⁺的量呈下降趋势； 共存离子Cd²⁺降低了固定化细菌对Pb²⁺的吸附量.     

不同浓度的镉和铅对烟草种子萌发的影响

通过水培试验法研究了Cd²⁺(0、2、4、8 mg/L和16 mg/L)和Pb²⁺(0、5、10、15 mg/L和20 mg/L)对烟草(云烟87号)种子萌发及幼苗生长的影响.结果显示Pb²⁺抑制云烟87种子的萌发，其浓度在15 mg/L时烟草种子的发芽势和发芽指数出现明显下降；Cd²⁺对云烟87种子的萌发无明显抑制作用，并且对云烟87种子的发芽势呈现促进作用.Pb和Cd均抑制云烟87幼苗的生长，且云烟87幼苗的死亡率随Pb²⁺和Cd²⁺浓度的升高而升高.在水培条件下，云烟87种子对重金属的耐受性高于云烟87幼苗.     

Cd2+胁迫和Pb2+胁迫对4种桑树品种种子萌发及幼苗生长的影响

以不同品种的桑树种子为研究对象，采用水培试验法探究Cd²⁺(0、25、100、400 mg·L^-1和1 000 mg·L^-1)和Pb²⁺(0、250、500、1 000 mg·L^-1和2 000 mg·L^-1)对桑树种子发芽率、发芽势、发芽指数和活力指数等生理指标的影响，筛选出耐重金属胁迫的品种.结果显示：在桑树种子萌发过程中，一定浓度的重金属溶液会影响其生长，总体表现为低促高抑的趋势.当Cd²⁺浓度≥400 mg·L^-1时，桑树种子的发芽率、发芽势、发芽指数和活力指数明显降低；且不同品种耐重金属胁迫的能力差异较大；不同浓度Pb²⁺处理对桑树种子的发芽率和发芽势无明显抑制作用，而发芽指数和活力指数随着Pb²⁺浓度的升高逐渐降低.不同品种桑树种子的根长对Cd²⁺和Pb²⁺胁迫均敏感，与对照组差异显著.在水培条件下，桑树种子对Pb...     

ZnO/TiO2复合薄膜的制备及其光学性能的研究

利用溶胶-凝胶法（Sol-Gel）制备ZnO、TiO₂多层复合薄膜.测试手段采用X-射线衍射仪（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）、紫外-可见分光光度计（UV-Vis）分别对薄膜的结构、形貌和光学性能进行表征.研究固定浓度的ZnO在不同浓度的TiO₂上进行叠涂的复合薄膜的光学性能.实验分别制备浓度为0.45 mol/L/0.45 mol/L、0.45 mol/L/0.55 mol/L、0.45 mol/L/0.65 mol/L、0.45 mol/L/0.75 mol/L的ZnO/TiO₂双层膜.实验再进一步研究,在双层膜性能最好的薄膜的浓度基础上增加薄膜层数,制备TiO₂/ZnO/TiO₂3层膜.结果表明：浓度为0.45 mol/L/0.55 mol/L的双层ZnO/TiO₂复合薄膜的结晶质量好,吸光度较强,禁带宽度值为3.39 eV.将ZnO和TiO₂薄膜复合后,会产生一个新的杂质能级,电子跃迁时能量增加,载流子迁移速度降低,禁带宽...     

锌(Ⅱ)、镉(Ⅱ)在伊利石上的吸附及解吸特征研究

研究了Zn²⁺和Cd²⁺在伊利石上的吸附、竞争吸附及其解吸特征,以及初始pH、可溶性腐殖酸与温度对吸附的影响。金属离子的吸附量随初始pH的升高而增大,随温度升高而减小。可溶性腐殖酸的存在可以增加金属离子的吸附量。腐殖酸的浓度越高,金属离子的吸附量增加越多。无论是单组分吸附还是竞争吸附的的吸附量次序都是: Zn²⁺Cd²⁺吸附动力学实验表明Zn²⁺和Cd²⁺在伊利石上的吸附符合伪二级吸附速率模型。计算得到Zn²⁺和Cd²⁺在伊利石上吸附的Ea分别为4104和3915 kJ／mol,表明吸附过程以物理吸附为主。吸附在伊利石上的Cd²⁺和Cd²⁺在水、HCl、NaOH和NaCl中的解吸量的关系是:HCl>NaCl>NaOH> H₂O。     

黏土矿物水化膨胀及无机盐溶液对其抑制作用

为揭示富有机质页岩水化膨胀机理,借助于X射线衍射仪对富有机质页岩中主要黏土矿物水化膨胀规律及无机盐溶液对其抑制效果进行了物理实验研究。结果表明：随着去离子水浸泡时间的增加,蒙脱石、伊利石和绿泥石都可以发生一定的膨胀,表明三种黏土矿物都可以发生水化反应,但蒙脱石晶层间距的膨胀程度远高于伊利石和绿泥石。无机盐溶液可以抑制蒙脱石和伊利石的水化膨胀,且对伊利石水化膨胀抑制性更好。不同类型无机盐的抑制效果受到无机盐溶液浓度的影响,在无机盐溶液浓度小于1.2 mol/L时,随着浓度的增加,同种类型无机盐溶液的抑制作用逐渐增强。加入无机盐溶液后随着时间的推移,黏土矿物水化作用始终在进行,晶层间距仍在增大,即无机盐溶液不能完全杜绝黏土矿物水化反应的发生。该研究成果可为页岩气水平井井壁稳定、水力压裂设计及现场工程应用提供技术参考。     

盐分浓度和钠浓度对蒙脱土保水性的影响

为了预测使用干燥地、半干燥地的再利用水灌溉给土壤构造带来的影响，调查了盐分浓度和钠吸附比（SAR）给蒙脱土的保水性带来的影响．用电导率（EC）表示盐分浓度，使用了NaCl12，20，50mol·m^-3和SAR5，10，20组合的溶液进行试验．当NaCl2mol·m^-3时由于EC低，所以全部的SAR显示高的保水性．因为EC变高，当NaCl20mol m^-3时SAR5跟SAR10相比保水性大幅度降低．在凝集条件下，保水性与SAR同时增加，在分散条件下没发现保水性的变化．在凝集状态下EC越高或SAR越低的时候，保水性降低．可以认为蒙脱土显示低保水性的时候会变成凝集构造．要控制蒙脱土的物理性质，盐分浓度和SAR的组合是很重要．     

磷酸活化法黄麻杆活性炭的制备及表征

以黄麻杆为原料,采用磷酸活化法制备活性炭,通过正交试验探讨了磷酸浓度、活化温度、活化时间对活性炭得率和吸附性能的影响,确立了最佳制备工艺,即：磷酸浓度2mol／L、活化温度400℃、活化时间1h．实验结果表明：在最佳工艺条件下制得的黄麻杆活性炭得率为4,2．93％,碘吸附值为1059．26mg／g,亚甲基蓝吸附值为353．10mg／g,比表面积为1779．4m㎡／g,总孔容为0．960m3／g,平均孔径为2．16nm,呈现出高中孔率结构．     

新疆鄯善油田碎屑岩中的粘土矿物特征

根据碎屑岩薄片、扫描电镜观察和Ｘ－衍射资料,分析了鄯善油田中侏罗统碎屑岩中的粘土矿物特征。得出了碎屑岩中的自生粘土矿物分为伊／蒙混层、伊利石、绿泥石和高岭石４种基本类型;自生粘土矿物的形成与碎屑岩的碎屑组分有着密切的关系;粘土矿物是影响鄯善油田碎屑岩物性的重要因素。     

聚合硫酸铁铝硅混凝剂的制备及其性能

研究以硫铁矿烧渣、铝酸钙粉、水玻璃、硫酸为原料，通过酸溶、中和、聚合过程，制备新型复合混凝剂——聚合硫酸铁铝硅(PFASS)的方法．考察了制备工艺对产品稳定性的影响，并对其混凝性能进行了研究．试验结果表明，当Fe^3 Al^3 的摩尔浓度为2．4mol／L、Fe^3 Al^3 ／SiO2摩尔比为10时，产品会有较好的贮存稳定性(即产品保持良好的流动性，无胶凝现象)．聚合硫酸铁铝硅与聚合硫酸铁(PFS)的混凝对比结果表明，PFASS具有更优的混凝除浊性能，具有较宽的pH适用范围．     

基于血红蛋白-蒙脱土膜的修饰电极在三氯醋酸检测中的应用

三氯醋酸产生于工业废弃物及水的氯化过程，是重要的环境污染物，对于它的检测，常用的方法比较繁琐，应用血红蛋白-蒙脱土膜修饰热解石墨电极，将血红蛋白包埋于修饰在热解石墨电极上的蒙脱土内，进行循环伏安实验，可以得到血红蛋白的直接电化学响应，在pH4．00．1mol／L柠檬酸缓冲液中，于-0．292V处出现-对准可逆的氧化还原峰(相对于饱和甘汞电极，vs.SCE)经紫外-可见光谱和傅利叶红外光谱测定，包埋在蒙脱土膜内的血红蛋白仍保持与其天然状态相似的二级结构，而且将三氯醋酸加入上述体系中，发现该修饰电极对三氯醋酸具有催化功能，表观米氏常数的测定结果显示，该参数可作为这种电极与底物三氯醋酸作用的酶性质的表征，同时血红蛋白-蒙脱土膜修饰热解石墨电极性质稳定，对于三氯醋酸，显示出了酶样的催化作用特性，特异性高，因此水中虽然存在一些浓度高于三氯醋酸三倍的相关干扰物质的同时，该电极仍显示出了良好的选择性，并具有方便、快捷的特点．还从电化学的角度出发，探讨了血红蛋白-蒙脱土膜的修饰电极在环境污染物三氯醋酸检测中应用的可能性。     

聚苯胺电致变色薄膜的制备及性能

以苯胺单体为原料,采用电化学沉积法在玻璃衬底FTO导电薄膜上合成聚苯胺电致变色薄膜.采用恒电流法,研究苯胺单体浓度、酸的种类、电沉积时间、电流密度等对薄膜制备及电致变色性能的影响,确定合成聚苯胺薄膜的最佳条件.结果表明,聚苯胺电致变化薄膜的最佳制备条件是0.15,mol/L苯胺单体的1,mol/L硫酸溶液,以10,μA/cm2的电流密度电沉积40,min.该条件下制备的薄膜的着色效率较无机电致变色薄膜高,但仅能循环105次.     

铁柱撑蒙脱石表面介导的Fe(Ⅱ)还原体系对邻硝基苯酚的高效去除

通过引入铁氧化物并煅烧处理对蒙脱石进行优化设计,成功合成了铁柱撑蒙脱石复合催化剂(FPMt).采用X射线衍射(XRD)、热重分析(TG)、透射电子显微镜(TEM)、傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、N₂吸附-脱附(BET)等分析方法对FPMt样品结构与表面性质进行表征,以邻硝基苯酚(2-NP,22 μmol/L)作为代表性污染物研究FPMt的还原催化活性. 结果表明:与蒙脱石相比,FPMt表面电子传输活性得到明显提高,原因是引入赤铁矿的FPMt吸附位点增多同时酸位减少,从而显著增强材料表面的还原催化活性. 除溶液pH和Fe(Ⅱ)浓度外,催化剂的结构完整性、赤铁矿的结晶度等均为影响催化剂还原活性的重要因素. 最后提出了FPMt表面络合态Fe(Ⅱ)的还原催化活性显著提高的介导机制.