镉污染砂固化前后电阻率特性研究

为研究镉污染砂经水泥固化前后电阻率的变化规律以及固化镉污染砂的固化效果,试验测试了不同孔隙比、不同含水量以及不同镉污染含量下砂的电阻率和固化砂在每个龄期、不同镉离子含量下的电阻率以及固化砂经浸出毒性试验后的镉离子浓度。结果表明,镉污染砂的电阻率随孔隙比增大而增大,但在含水量逐渐增加时其增幅逐渐减小;电阻率随含水量、镉离子含量的增加而减少;固化镉污染砂的电阻率在各个镉离子含量下基本保持不变;固化砂浸出的镉离子浓度随镉离子含量增加呈增大的趋势,且在100~500 mg/kg和1 000~2 500 mg/kg范围浸出镉离子浓度较接近;随着固化砂的龄期和电阻率增大,浸出的镉离子浓度减少。     

FeS-FeS2组合物的吸附孔分形特征

为揭示高硫矿山硫化矿石吸附孔隙分形特征,采集FeS-FeS₂组合物进行低温氮吸附实验,测量4种FeS-FeS₂组合物的比表面积、总孔容及平均孔径,揭示其孔隙特征. 运用FHH模型计算得到4种FeS-FeS₂组合物的分形维数,并分析不同FeS-FeS₂组合物分形维数与孔隙参数、吸附能力的关系. 研究表明,4种样品低温氮吸附-解析曲线虽在形态上略有差异,但均属于IV型;FeS-FeS₂组合物气体吸附主要集中在2~8nm介孔上;随着FeS-FeS₂组合物中FeS质量分数增加,样品分形维数也会增大;分形维数增大,FeS-FeS₂组合物的比表面积和总孔容相应增大,平均孔径相应减小,孔隙结构越复杂,孔表面变得越粗糙;分形维数与FeS-FeS₂组合物的气体吸附能力呈现正相关性,即分形维数越大,吸附能力越强. 因此,FeS-FeS₂组合物中FeS质量分数的增大引起分数维数增加,有助于FeS-FeS₂组合物表面吸附存储氧气,更易使硫化矿石发生氧化自燃.     

渝东北地区龙马溪组页岩储层微观孔隙结构特征

为了系统描述渝东北地区下志留统龙马溪组海相页岩的微观孔隙结构,应用氩离子抛光聚焦离子束扫描电镜(FIB-SEM)、低温N2吸附及高压压汞实验定性和定量测试WX-1井岩心样品的孔喉形态、连通性、比表面积及孔径分布.通过对比分析不同实验测试的孔径分布,实现对页岩样品从微孔到宏孔的精细描述,并探讨了影响孔隙发育的控制因素.研究结果表明,龙马溪组页岩储层主要发育有机质孔、黏土矿物层间孔、黄铁矿晶间孔、颗粒边缘溶蚀孔及微裂缝等5种孔隙类型.受到后期压实作用的影响,有机质孔隙发育具有微观非均质性.纳米孔隙类型复杂、形态多样,主要为开放透气性孔,但存在细颈状墨水瓶孔及少量一端封闭的不透气性孔等影响页岩气的渗流;孔径分布具有“双峰”特点,纳米孔主要孔径为2～10 nm、30～90 nm,即直径＜100 nm的孔隙提供了大部分总孔体积,为页岩储层主要发育的孔隙类型.孔隙发育受多种因素的控制,直径≤50 nm微孔、中孔的发育与有机质有关,有机碳含量与微孔、中孔的孔体积呈正相关性;直径＞50 nm宏孔的发育与黏土矿物含量有关,随着黏土矿物含量的增加,宏孔的体积、比表面积也随之增大.     

硝酸镉污染高岭土电化学特性试验研究

通过对不同含量硝酸镉的高岭土进行电化学阻抗谱进行测试,结合其Nyquist和Bode图谱模拟出相应的等效电路参数。分析结果表明,在污染6 h时,随着硝酸镉浓度增加,高岭土Nyquist图中呈现出由准Randle向非Randle变化,溶液电阻减小、常相位角元件电容增大、以及扩散阻抗逐渐减小至消失;在污染24 h时,高岭土Nyquist图中呈现出两个时间参数,电化学参数溶液电阻、常相位角元件、固液界面电阻、扩散阻抗均有所改变;随着时间的推移,高岭土与孔隙溶液硝酸镉电离出的Cd2+产生较强的电化学作用,高岭土体系密实度增大吸附性增强。     

海陆过渡相页岩孔隙结构特征及分形维数研究

页岩孔隙结构的研究是页岩储集性及含气性评价的重要方面。运用低温氮气等温吸附实验对龙潭组页岩储层的孔隙特征进行了测定,通过孔隙分形维数的计算结合岩石矿物组分、有机质含量及热成熟度测试探讨了龙潭组页岩孔隙结构特征及影响因素。分析结果表明:龙潭组页岩孔隙结构复杂,孔隙类型包括一端封闭型的不透气孔、开放型平行板状狭缝及墨水瓶状孔,平均孔径分布在5.38~13.3 nm,平均为7.78 nm,孔径分布呈双峰型分布的特征;孔隙分形特征明显,分形维数在2.49~2.62,平均为2.54;分形维数受有机质特征、矿物成分及孔隙结构特征共同影响,具体表现为分形维数随TOC(有机碳含量)、R_O、黏土矿物含量及比表面积的增加而增大,随长石含量及样品的平均孔径的增加而减小,与石英及其他矿物成分无明显的相关性。     

含铁粉尘碳酸化球团孔的结构特性

通过压汞法测量研究了不同CaO含量、不同造球时间的生球以及不同反应温度、不同CO2分压条件下固结生成的碳酸化球团的孔隙结构特征.结果表明:随着CaO含量增加和造球时间延长,生球的平均孔径、显孔隙度、临界孔径和最可几孔径都相应有所降低,生球凝胶孔含量随CaO含量增加而升高,孔隙比表面积增大,利于反应进行的10~300nm孔隙数量增多.优化反应温度、提高CO2分压,有利于促进球团CaCO3微晶大量生成,细化孔径,形成连接桥,冷固结强度显著提高.     

察哈素3号煤低温氧化过程中孔隙特征变化规律研究

煤的低温氧化阶段是煤自燃过程中的重要阶段,这个过程中煤的具体变化至今尚未探明。为了研究察哈素3号煤层煤样在低温氧化下的孔隙特征,分析其孔容以及各种孔径的分布规律,实验筛选了四组不同粒径的煤样分别进行25~75℃低温氧化,然后用压汞仪进行测试,测试结果表明:大部分样品中大孔所占体积较大,煤样的孔隙率和孔容随着氧化温度的升高而增大,四组样品的孔径体积百分比随着温度的升高连续变化,而且反应速率在接近75℃时降低。     

磷酸活化汉麻布活性炭纤维的孔结构

以汉麻布为原料,采用磷酸活化法制备了汉麻布活性炭纤维,并利用低温氮气吸附和密度泛函理论(DFT)对样品的孔结构进行了分析。结果表明,随着活化温度的升高,磷酸活化的汉麻布活性炭纤维的BET比表面积和总孔容都呈现先增大后减小的变化趋势。不同方法计算得到的样品比表面积值呈相同的变化规律。样品的孔分布集中在2 nm以下的微孔范围内,既有极微孔又有超微孔,只有少量中孔,基本没有大孔。所有样品的孔径在微孔范围内都呈现多峰分布,孔径≤1 nm和1~2 nm的范围内分别都出现了2个峰值孔径。微孔孔容基本上随活化温度的升高而增加,而中孔孔容的数值则整体上变化不大。样品表面能量分布较宽,并呈现有多个不连续峰值的多峰分布,宽的孔径分布导致宽的表面能量分布和较多的能量峰值,并使吸附位的种类也随之增多。     

淮南潘谢矿区石盒子组煤系页岩气储层孔隙结构特征及影响因素

页岩储层孔隙结构对于页岩气富集和开采具有重要影响。应用高压压汞、低温N2和CO2吸附实验结果,对淮南潘谢矿区石盒子组煤系页岩气储层的孔隙结构进行定量表征,并结合有机地球化学特征、矿物组成和成熟度探讨了其影响因素。结果表明:潘谢矿区石盒子组页岩孔隙度为1.21%~11.00%,平均3.58%;孔隙类型主要为平行板状孔、楔状半封闭孔及墨水瓶孔。潘谢矿区石盒子组页岩的总孔容为（12.77~36.66）×10-3 cm3/g,总比表面积为（10.27~26.01） m2/g,平均孔径为9.59 nm,介孔对孔隙结构的贡献最大,其次是微孔和宏孔。孔径为0.5~0.85 nm,2.1~3.5 nm及71~150 nm的孔隙对潘谢矿区石盒子组页岩孔容起主导作用,孔径为0.4~0.85 nm和2.5~5.0 nm 的孔隙提供了主要的比表面积。有机碳含量（TOC）、矿物组分和成熟度均会影响石盒子组页岩孔隙结构的发育。TOC的富集有利于拓展孔隙空间和孔隙结构的发育;黏土矿物含量的增加会抑制孔隙结构的发育,脆性矿物则相反;石盒子组页岩成熟度达成熟-高成熟,处于有机质第一次裂解后孔隙减小阶段。该研究成果为深入认识该区页岩气赋存富集提供基础资料。     

基于环境变迁影响的古砖孔结构及饱和系数

通过不同水平下的淡水冻融、盐水冻融,人工模拟山西某地区环境变迁特征,采用蒸煮法和压汞法实验,建立古砖不同孔径孔隙体积和饱和系数的对应关系,评估分析环境变迁对古砖孔结构及饱和系数的影响.针对同一区域的某古建筑群不同年代的实体砖进行实验验证.研究结果表明,环境变迁导致古砖的孔隙率和孔径分布变化;其中,淡水冻融导致砖孔隙率呈现规律性变化,孔隙率缓慢增长;盐水冻融导致砖孔隙率呈现间歇性变化;小于1μm孔径孔隙体积占总孔隙体积百分数逐渐减少,1~5μm孔径孔隙体积占总孔隙体积百分数逐渐增大;孔径孔隙体积变化性能和饱和系数具有很好的相关性,有利于解决文物建筑实验样品数量不足的问题,用其替代饱和系数评定古建筑砖抗风化性能具有可行性.     

石灰固化镉污染高岭土干湿循环特征的试验研究

基于不同干湿循环下的直剪、低温氮吸附试验及试样照片,研究了石灰固化镉污染高岭土的干湿循环特征。测试结果表明:1干湿循环对剪切强度影响显著。固化剂掺量为0%,5%,10%,15%,20%时,经过20次干湿循环其最大剪切强度分别降低44%,64.48%,86.06%,90.06%及95.42%;凝聚力分别降低62.2%,75.95%,93.95%,95.99%及98.85%;2试样孔隙分布特征曲线有明显的两个峰值,说明试样在两个孔隙宽度范围内集中;3当固化剂含量为0%,5%时,随着干湿循环次数的增加,裂隙发育明显并具有一定的"愈合"能力。当固化剂含量为10%,15%及20%时,土体呈整体性破坏,"脆性"现象明显。     

草酸联合东南景天修复镉污染土壤实验研究

为了解草酸淋洗联合东南景天修复镉污染土壤的效果,选取矿山生态型东南景天根系分泌物中的草酸作为淋洗剂,联合矿山生态型东南景天进行镉污染土壤修复的实验.通过4种浓度的草酸分别对土壤进行了4次淋洗后,可以看出草酸浓度达到25 mmol/L时,东南景天干重最大,地上部镉含量最多,总去除量最大,去除效率可以达到51.34%,与不淋洗组对比高35个百分点.实验表明草酸浓度在25 mmol/L时联合东南景天修复镉污染土壤的效果达到最佳.实验证明使用草酸淋洗联合矿山型东南景天修复镉污染土壤,镉的去除效果比较显著,且生态型东南景天生长健康,从而为草酸联合东南景天修复镉污染技术的推广和应用提供了科学依据.     

重金属镉污染对土体力学特性的影响及机理分析

为了研究重金属镉(Cd)对土体力学特性的影响规律及其微观机理,开展了不同Cd含量污染土强度、渗透、剪切特性、压汞和扫描电镜试验研究。力学特性试验结果表明:重金属Cd会劣化土体力学特性;随着Cd含量的增加,土体的抗压强度、剪切强度和黏聚力显著降低;而渗透系数、内摩擦角明显增大。扫描电镜试验结果表明:Cd使土颗粒发生团聚,Cd污染土出现大的团聚体,大颗粒增多,土体表面变得比较粗糙,土颗粒之间的接触形式增多,出现点-面接触和边-面接触;且团聚体间的孔隙较大。压汞试验表明:随着Cd含量的增加,污染土中孔径大于1μm的孔隙体积明显增加。污染土的微观结构和孔隙分布的改变是Cd污染土力学特性变化的本质原因。     

石墨纤维表面与孔隙的结构表征及分形性质分析

 
为了研究和分析石墨纤维表面与孔隙的结构和分形性质,采用场发射扫描电子显微镜、电感耦合等离子体发射光谱仪、全自动物理吸附分析仪对其进行测试与表征.研究结果表明：石墨纤维以圆柱状存在,直径约为12～18μm,表面较光滑,缺陷较少,有利于气体吸附;石墨纤维碳的质量分数约为95.86%,还含有少量的N、H、O、S和微量的Ca、Fe、Mg、Si、Al等元素,生产过程中留下的孔道不多;石墨纤维的比表面积较大,其微孔体积占总孔体积的97.98%,平均孔径在微孔区域,且孔径分布较窄,包含大量0.84nm左右和少量1.21nm左右的微孔,较丰富的微孔结构使其具有良好的吸附性能;石墨纤维的表面与孔隙具有较好的分形特性,分形维数分别为2.11和2.99,是一种有工业前景的吸附材料.     

石墨纤维表面与孔隙的结构表征及分形性质分析

为了研究和分析石墨纤维表面与孔隙的结构和分形性质,采用场发射扫描电子显微镜、电感耦合等离子体发射光谱仪、全自动物理吸附分析仪对其进行测试与表征.研究结果表明:石墨纤维以圆柱状存在,直径约为12～18 μm,表面较光滑,缺陷较少,有利于气体吸附;石墨纤维碳的质量分数约为95.86 %,还含有少量的N、H、O、S和微量的Ca、Fe、Mg、Si、Al等元素,生产过程中留下的孔道不多;石墨纤维的比表面积较大,其微孔体积占总孔体积的97.98 %,平均孔径在微孔区域,且孔径分布较窄,包含大量0.84 nm左右和少量1.21 nm左右的微孔,较丰富的微孔结构使其具有良好的吸附性能;石墨纤维的表面与孔隙具有较好的分形特性,分形维数分别为2.11和2.99,是一种有工业前景的吸附材料.     

五种土壤胶体对重金属镉的吸附特征研究

土壤胶体作为土壤中最细微、最活跃的部分,在土壤对重金属的累积方面起主要作用.研究不同土壤胶体对镉的吸附-解吸行为、化学形态转化等的影响,有利于摸清不同土壤类型中镉的迁移性和生物危害性,对开展区域农田镉污染修复有重要意义.本文选取蒙皂石、高岭土、针铁矿、氢氧化铝、腐殖酸五种土壤中常见的胶体,探究不同土壤胶体对镉的吸附特征.结果表明:(1)五种胶体对镉的吸附均属于单分子层吸附,蒙皂石能快速吸附大量的镉,但吸附的镉不稳定,解吸率最高;腐殖酸和针铁矿吸附的镉解吸率较低.吸附-解吸实验结果显示,五种土壤胶体对镉的保留吸附量为:腐殖酸(41.38 mg/g)针铁矿(24.95 mg/g)高岭土(19.43 mg/g)蒙皂石(15.06 mg/g)氢氧化铝(10.84 mg/g).(2)镉的形态分析结果显示,蒙皂石和高岭土吸附的镉大多以可交换态存在,针铁矿和腐殖酸吸附的镉形态较稳定,除针铁矿外,残渣态含量均较低,形态分析结果与吸附-解吸实验结果一致.(3)pH对于五种胶体吸附镉的影响程度大小为:腐殖酸针铁矿高岭土蒙皂石氢氧化铝.     

凹凸棒石修复镉污染的土壤

受到镉污染的农作物会危害人类的健康。农作物的镉污染是土壤中的镉迁移造成的。通过等温吸附试验和盆栽试验，研究了凹凸棒石对Cd^2 的吸附及对镉污染土壤上玉米生长的影响。试验表明，凹凸棒石对Cd^2 有很好的吸附作用，在镉污染土壤中添加少量的凹凸棒石可使玉米的镉中毒程度降低，促进玉米生长。因此，可利用凹凸棒石进行镉污染土壤的原位修复，达到治理土壤污染的目的。     

川西坳陷富有机质页岩孔隙特征

采用低温氮气吸附法和场发射扫描电镜对川西坳陷富有机质页岩进行孔隙特征研究。结果表明:川西坳陷富有机质页岩比表面积为3.404~19.473 m2/g,远大于常规储层比表面积,大多数比表面积由微孔和过渡孔提供;页岩具有从微孔到中孔等一系列连续性孔隙,孔隙平均孔径为3.06~7.82 nm,孔隙类型以平行板状孔和一端封闭的盲孔为主,同时有一定量的墨水瓶状孔;页岩比表面积与有机碳含量呈正相关,有机碳含量、热演化程度与孔径呈负相关性,石英等脆性矿物和比表面积有弱正相关性。     

土豆为缓释碳源负载SRB处理模拟含镉酸性废水

利用土豆作为缓释碳源负载微生物诱导成矿来固化重金属Cd2＋.对比经典碳源乳酸钠确定土豆作为缓释碳源的实用性,再通过单因素实验确定了土豆作为缓释碳源负载硫酸盐还原菌的最适生长条件及除镉能力.通过在最优条件下对比土豆和乳酸钠处理镉污染废水的效果,以及对矿化产物进行SEM和EDS分析.结果表明土豆不仅可以作为碳源还能为硫酸盐还原菌提供更加持久稳定的生长环境,土豆对重金属还有一定的吸附作用,实现对镉离子固定效益的最大化.