膨润土-碳酸钙混合物的力学特性

通过在膨润土中掺入不同量的CaCO_3模拟高放射性核废料(high-level radioactive waste,HLW)处置库周围地下水侵入屏障生成CaCO_3后膨润土性状的变化。通过配置4组不同CaCO_3掺入量的膨润土进行了有荷膨胀试验、压缩试验和直剪试验,运用太沙基一维固结理论计算了渗透系数,并采用扫描电子显微镜(scanning electron microscopy,SEM)对样本进行了微观分析。结果表明:最终膨胀率与竖向应力、CaCO_3含量有关,竖向应力越大,CaCO_3含量越高,最终膨胀率越小;压缩指数随CaCO_3含量的增大而小幅下降;随着CaCO_3含量的增多,膨润土-碳酸钙混合土渗透性变差;非饱和样的抗剪强度随CaCO_3含量变化存在一个峰值,黏聚力先增后减,饱和样则相反;电镜扫描图显示,CaCO_3的掺入填充了膨润土中的孔隙,使其结构更加致密。     

土工合成材料界面剪切破坏机理和峰值强度分析

利用大型饱和直剪仪开展了光面土工膜(GMS)/土工布(GT)界面、糙面土工膜(GMX)/GT界面和GMX/土工膨润土衬垫(GCL)界面剪切试验,并对相似材料构成的不同界面之间的剪切强度特性进行了比较分析.结合试验现象和前人研究成果,阐述了GM,GT和GCL界面剪切的破坏机理和强度特征.GM/GT和GM/GCL界面剪切强度可以分解为界面摩擦、土工布纤维在GMX糙面凸点上的勾扯效应和膨润土对界面剪切的润滑效应三部分.根据已有的国内外相关试验结果,对土工合成材料界面峰值剪切强度各组成部分进行了定量统计分析.     

Y3+掺杂TiO2柱撑膨润土光催化氧化甲基橙的降解过程

采用酸性溶胶法制备掺杂钇离子（Y³⁺）的二氧化钛（TiO₂）柱撑膨润土, 并用其光催化降解甲基橙（MO）. 利用紫外可见分光光度法（UV-Vis）、 液相色谱质谱联用（LC-MS）及紫外可见漫反射光谱（UV-Vis DRS）分析降解过程中的中间产物和催化剂, 研究降解过程中化学需氧量（COD）、 总有机碳（TOC）、 电导率和pH值等参数的变化. 结果表明, 反应6 h后, 溶液基本无色, 降解率达99.6%; 反应过程中产生甲苯磺酸、 苯胺及对苯二酚等中间产物, 并随着反应的进行不断降解矿化; 反应结束后, 溶液pH值由5.0降至4.6, 电导率由82.60 μS/cm增大至141.50 μS/cm, 上清液COD值由80.20 mg/L降至12.20 mg/L, 悬浊液COD值由201.20 mg/L降至102.90 mg/L, 溶液的TOC值由3020 mg/L降至13.10 mg/L, 催化剂TOC值由76.80 mg/L降至43.10 mg/L; 反应过程按吸附-光催化协同机制进行.     

膨润土负载磷钨酸催化棕榈酸甲酯化反应研究

采用浸渍蒸发法制备出酸化膨润土负载磷钨酸催化剂(HPW/AAB),通过FTIR、XRD、SEM、BET等手段对其结构和形貌加以表征,并考察其对棕榈酸甲酯化反应的催化性能.结果表明:在65°C和醇酸比为20∶1时,磷钨酸负载量为20%的催化效率最佳,反应6h酯化率达87.2%.     

膨润土-砂混合物缓冲层径向热传导性

膨润土-砂混合物作为高放废物处置库缓冲材料,在核废料衰变热影响作用下,其稳定性及物理力学性能产生显著变化,这对缓冲回填材料的包封阻隔作用及处置库的安全运行产生重要影响。本研究采用自行设计的装置对按比例缩小后的不同干密度、含水率、掺砂率试样进行热传导模拟试验,并对试验过程进行热-力耦合数值模拟分析,得到了缓冲层温度、应力和应变的变化及分布情况。结果表明,增大试样干密度、含水率和掺砂率均可提高导热性,应力和应变也随之增大,且不同含水率试样产生的结果变化显著;缓冲层靠近热源的位置温度、应力和应变最大,且沿径向方向减小,初始时刻各值变化显著。     

MHA黏结剂在钒钛磁铁矿氧化球团制备中的应用

应用已发明的MHA黏结剂替代膨润土制备钒钛磁铁矿氧化球团,获得质量优良的高炉冶炼原料。研究表明:当MHA用量为0.25%,在预热温度950℃,预热时间10 min,焙烧温度1 250℃,焙烧时间10 min的条件下,获得的预热球团抗压强度为522 N/个,焙烧球团抗压强度为3 702 N/个。与2.0%膨润土球团矿比较,MHA成品球团的抗压强度略低,而TFe品位明显提高1.11%。2种黏结剂球团矿的还原性能指标接近。MHA球团黏结剂在氧化球团矿生产中具有良好的应用前景。     

壳聚糖改性膨润土对酸性红吸附性能的研究

探索壳聚糖与膨润土的质量比与反应介质酸度对制备壳聚糖改性膨润土的影响并以改性土为吸附剂探讨了改性土质量、吸附温度、吸附时间、介质的pH值及酸性红溶液质量浓度对酸性红吸附性能的影响.结果表明:制备的改性土随着壳聚糖质量的增加吸附量先增大后减小、随着反应介质的酸度增强,改性土的吸附能力增加;随着改性土质量的增加吸附量先增大后减小;随着反应温度上升改性土吸附能力先增大后减小;随着酸性红染料质量浓度的增加吸附能力增加;随着反应pH值的增大吸附能力先增大后减少.质量比为1∶125,冰醋酸体积分数为1%为最佳制备条件,改性土质量为0.6g,温度温度为25℃,吸附时间为70min,介质pH为7左右时是最佳吸附条件.且其吸附行为满足Langmuir等温式.     

CTMA插层改性膨润土对甲基橙的吸附特性

用十六烷基三甲基铵(CTMA)阳离子对钠基膨润土通过离子交换进行插层改性,采用X射线衍射(XRD)和红外光谱(IR)对CTMA改性膨润土结构表征,在100%的离子交换下,其d001比钠基膨润土增大7.54,红外光谱显示CTMA改性膨润土的-OH伸缩与弯曲二振动强度明显低于钠基膨润土。用甲基橙水溶液为染料废水模型物,考察了CTMA改性膨润土对甲基橙的吸附特性,对吸附实验数据运用相关数学模型拟合,得出该等温吸附平衡符合Langmuir与Freundlich二吸附模型,整个吸附过程更适合准二级动力学;通过计算不同温度各热力学参数ΔG0、ΔH0和ΔS0,证实该吸附过程为一自发的放热物理吸附。     

阴-阳离子有机膨润土对酸性靛蓝的吸附及动力学研究

用十六烷基三甲基溴化铵和十二烷基硫酸钠复合改性膨润土制备阴-阳离子有机膨润土.研究了阴-阳离子有机膨润土对废水中酸性靛蓝的吸附性能、影响因素及动力学过程.结果表明:阴-阳离子有机膨润土明显提高了膨润土对酸性靛蓝的吸附能力.当溶液pH2、常温、振荡时间75 min、阴-阳离子有机膨润土用量4g/L时,阴-阳离子有机膨润土对浓度为201.82 mg/L的酸性靛蓝的脱色率达99.87%,最大吸附量为50.387mg/g.阴-阳离子有机膨润土对酸性靛蓝的吸附规律符合Freund lich吸附等温式,吸附动力学遵循Freund lich方程描述的规律.     

两种改性膨润土对Cd2+和Pb2+吸附性能的比较

采用微波活化和高温焙烧两种方法对膨润土进行改性,比较两种改性膨润土对重金属Cd2+和Pb2+的吸附性能.实验结果表明：加入经微波活化7 min的改性膨润土20 g/L,当溶液pH为8,吸附时间为40 min时,Cd2+和Pb2+的去除率分别达到95.29%和99.24%;加入经450 ℃焙烧40 min的改性膨润土20 g/L,当溶液pH为9,吸附时间为40 min时,Cd2+和Pb2+的去除率分别可达99.84 %和99.93%;微波活化改性和高温焙烧改性膨润土的能耗成本分别约为0.1和8.8元/kg土,综合经济成本考虑,微波活化改性膨润土处理含Cd2+和Pb2+的重金属废水更具应用前景.