柱撑蒙脱石吸附水中硫酸根离子的实验研究

在实验条件下，制备了两种柱撑蒙脱石，用X射线衍射分析和BET N2比表面积分析对其进行了表征，并对水中的硫酸根离子进行了吸附试验，通过正交实验研究了柱撑蒙脱石对水中硫酸根离子的吸附率、吸附容量及其与硫酸根离子初始浓度、PH值、吸附时间等因素间的关系，确定了它们吸附硫酸根离子的适宜条件，并与钠蒙脱石对水中硫酸根离子的吸附情况进行了对比。在此基础上初步探讨了吸附的机理，认为A13及Al2O3柱撑蒙脱石具有很强的吸附硫酸根离子的能力，在pH分别为4和5时硫酸根离子去除效果最好。     

基于探针气体吸附等温线的矿物岩石表征技术IV:比表面积的测定和应用

矿物的比表面积是决定矿物表面反应能力和吸附容量的重要参数,但因其测定方法多样、分析结果受多种因素影响,致使分析结果有时会偏离实际值.为全面认识和更好地利用比表面积数据,本文在对比表征矿物材料比表面积的几种常用技术的基础上,重点介绍了基于探针气体吸附等温线的比表面积测定方法.以方解石粉体、石英粉体、蒙脱石等常见矿物材料和铁锰结壳为例,根据各类材料的比表面积测定数据,研究了探针气体种类、脱气温度和吸附平衡时问等测试条件的影响.并从表面能量非均质性和孔隙结构的角度,提出了在应用测定结果时需要注意的问题.     

陆相页岩储层特征及其影响因素:以四川盆地上三叠统须家河组页岩为例

以我国四川盆地上三叠统须家河组页岩为重点研究对象,在大量岩心、露头样品分析化验基础上,开展陆相页岩储层孔隙特征研究。采用高压压汞法、液氮吸附法、脉冲式渗透率法等多种手段相结合测定页岩储集物性,表明须家河组具有一定的储集性能,孔隙度为0.95%~4.77%,平均为2.73%。运用岩心观察、薄片观察、场发射扫描电镜等直接观察手段与高压压汞、氮气等温吸附等实验系统研究须家河组页岩的储集空间特征,明确纳米级基质孔隙是须家河组储集空间的主体,包括原生残余孔、颗粒间孔、溶蚀孔和有机质孔,孔径2~100nm,50nm的孔隙占83.9%,有机质孔隙局部发育。影响须家河组页岩储层特征的主要控制因素包括TOC含量、黏土矿物含量以及有机质热演化程度。     

黏土岩孔隙内表面积对甲烷吸附能力的影响

黏土矿物是气页岩储层中天然气吸附的重要孔隙介质。孔隙测量显示,蒙脱石以3~6 nm的小孔占优势,高岭石以20~80 nm中-大孔为主,伊蒙混层矿物中两类孔隙都很发育。绿泥石和伊利石孔隙率较低,均以中-大孔为主。虽然6 nm以下的微-小孔不一定是黏土矿物孔隙的主要构成,但它们是孔隙内表面积的主要贡献者,20 nm以下的孔隙是吸附气的主要储存场所。各种黏土岩、粉砂岩及石英岩的内表面积与其甲烷吸附性能具有相同的大小次序:蒙脱石伊蒙混层高岭石绿泥石伊利石粉砂岩石英岩,而它们的内表面积与最大甲烷吸附量显示良好的正相关关系,指示黏土矿物的气体吸附能力受其孔隙内表面积的控制。研究表明,页岩储层天然气吸附能力主要决定于小于20 nm,特别是小于6 nm微孔隙的发育程度,岩石类型及成因间接地影响其孔隙特征和吸附能力。     

TiO2柱撑蒙脱石的X射线衍射和扫描电镜研究

通过TiCL4在HCL溶液中的水解制备了TiO2柱撑蒙脱石，用X射线粉末衍射（XRD）、扫描电镜（SEM）及N2吸附－脱附实验对所得材料进行表征。结果表明，煅烧能有效地改善柱撑蒙脱石层间TiO2柱体的结晶程度，但同时也会引起TiO2晶粒长大、比表面积下降以及硅酸盐片层之间平行有序分布的程度降低。     

褐煤孔隙结构及比表面积特征

为揭示褐煤孔隙结构及比表面特征,选取全国主要褐煤产地样品,进行煤岩显微组分含量测定和低温氮吸附实验,从吸附曲线形态、比表面积、孔径结构分布刻画煤储层微孔隙特征,探讨孔径结构与比表面积的关系,分析BET比表面积与煤岩显微组分的相关性。结果表明:褐煤低温液氮曲线形态大致可以分为无吸附回线、有拐点的吸附回线和无拐点的吸附回线3类;BET比表面积随BJH总孔体积的增加呈线性增加趋势,在2~10 nm范围内的孔径和比表面积关系可以分为正相关、负相关和复合相关3种;显微组分组和比表面积的相关性较弱,但比表面积与细屑体含量具有较好的线性关系。      

TiO2-蒙脱石光催化降解苯酚的实验研究

本文采用TiCl4在HCl中水解制备二氧化钛柱撑蒙脱石(TiO2-PILM)纳米材料，通过X射线衍射和BET N2比表面积分析对其进行表征，并研究其对苯酚在紫外光下的催化降解曲线，考察了苯酚的初始浓度、TiO2-PILM投放量、苯酚溶液pH值对光催化降解效果的影响。结果表明，制备的结构稳定的TiO2-PILM具有2．26nm大晶面间距和285．7m^2／g大比表面积。TiO2-PILM对苯酚有一定的光催化降解性，其过程是先吸附后降解。随苯酚初始浓度、TiO2-PILM投入量和苯酚溶液pH值的升高，TiO2-PILM对苯酚降解速率增大。在苯酚初始浓度为5mg／L、投样量为1g／L、pH为10时，TiO2-PILM对苯酚有较好的降解效果。     

多孔结构无机材料比表面积和孔径分布对调湿性的影响

测试海泡石、沸石、硅藻土和坡缕石粘土的孔径和比表面积,研究其孔径和比表面积与吸放湿能力的对应关系.利用氮气等温吸附对孔隙结构进行测试、分析,通过BET法计算得出其比表面积分别为81.56、2.46、1.68和187.70 m2/g,平均孔径分别为8.53、18.20、31.57和11.79 nm.在温度25℃相对湿度分别为75%和35%的条件下进行吸放湿试验,4种样品的最大吸湿量分别为5.6%、2.2%、1.8%和6.0%,放湿量分别为4.4%、1.8%、1.6%、5.0%.数据对比发现,比表面积大且孔径分布符合在相应温湿度下以Kelvin公式计算出的孔径分布特点的矿物材料,如海泡石,吸放湿能力强.     

陆相页岩气储层孔隙发育特征及其主控因素分析:以鄂尔多斯盆地长7段为例

鄂尔多斯盆地延长组是目前最具页岩气潜力的研究层段之一。本文以该盆地东部长7段为研究对象,运用氮气吸附法及氩离子剖光扫描电镜分析对页岩气储层孔隙结构及孔隙类型进行分析和测定,并结合岩石矿物组分、有机质成熟度以及总有机碳（TOC）质量分数,讨论了孔隙结构和影响因素。结果表明,长7段页岩气储层孔隙结构复杂,根据吸附回线形态可分为2类：Ⅰ类回线主要对应孔径为2.6~4.2 nm的狭缝结构或楔形结构的平行板状孔或微裂缝,具体可分为黏土矿物矿片间孔隙、有机质内狭缝状孔隙及基质微裂隙等类型;Ⅱ类回线主要为分布于2.3~3.1、3.5~3.8、4.3~5.2 nm等多个孔径段的开放型圆筒状孔,包括有机质孔和残余粒间孔。中孔和微孔是总孔体积和比表面积的主要贡献者。w（TOC）是延长组页岩总孔体积及比表面积的主要控制因素,与总孔体积及比表面积均呈正相关关系;镜质体反射率及矿物含量对孔隙发育的控制作用不明显,但黏土矿物对微孔孔容贡献较大,其中伊利石质量分数与BET比表面积及孔容有较好的相关性。     

高岭石等粘土矿物对五氯苯酚的吸附及其与矿物表面化合态关系

高岭石、蒙脱石和伊利石三种粘土矿物对五氯苯酚的吸附实验研究表明,其pH等温线为峰型曲线,三种矿物在pH<3时基本不吸附,在pH≈5或6时有一吸附峰,此后在pH≈6.5或7时有一低值,当pH>7时,高岭石和蒙脱石两矿物吸附量又表现出上升趋势。三种矿物表面位的化合态分析证明,吸附属于表面络合型,其峰型特征起因于矿物表面两种羟基位的化合态浓度和五氯苯酚的离子态浓度均随溶液pH变化而变化。     

煤的比表面积 孔体积及其对煤吸附能力的影响

在液氮温度下，通过测试煤样在气体饱和蒸气压力范围内对N2的吸附过程及吸附量，用BET降BJH理论模型计算出煤的孔体积和孔表面积。同时，对煤样进行等温吸附CH4试验，根据试验结果,探讨了煤的孔体积，孔比表面积及与孔类型的关系，及其对煤吸附能力的影响，即煤对CH4的吸附能力与总孔体积，总孔比表面积，微孔比表面积呈正相关。     

凹凸棒石、膨润土和活性炭吸附油中色素的研究

通过对凹凸棒石和膨润土酸活性点的测定和比较,以及对凹凸棒石、膨润土和活性炭的比表面积、孔径分布以及对油中叶绿素和胡萝卜素吸附的比较研究结果表明:凹凸棒石的B-、L-酸活性点均比膨润土高;对于膨润土和凹凸棒土,酸活性点多、孔径较大、比表面积大对叶绿素和胡萝卜素的吸附越有利,L-酸活性点主要吸附胡萝卜素;吸附剂在对叶绿素和胡萝卜的吸附过程中,起决定作用的是吸附剂与吸附质之间的相互作用力,只有在作用力较强时,比表面积和孔径分布才会对吸附效果产生影响。     

水浸干燥后煤的孔隙结构及瓦斯吸附特性变化规律

在富含水煤系或水力措施后的煤层中,受水溶液的浸泡,煤的孔隙结构及吸附特性发生改变,为了深入研究其变化规律,在实验室利用蒸馏水对2种不同变质程度煤样进行了长时间（60 d）浸泡,采用低温N₂吸附实验和CO₂吸附实验测试水浸前后煤样的孔隙结构变化规律,采用高压容量法测试水浸前后煤样的瓦斯吸附特性。结果表明,水浸干燥后煤体孔容和比表面积总体呈降低趋势。其中,低温N₂吸附实验结果表明,煤体中大中孔的比表面积最高可降低48.9%;CO₂吸附实验结果表明,水浸干燥后2种煤样的微孔孔容和比表面积也呈不同程度的降低趋势。将水浸煤样孔隙结构变化分为3个阶段,即矿物质溶出“增孔”阶段、煤基质局部膨胀变形“缩孔”阶段和煤基质整体溶胀变形“扩孔”阶段。此外,水浸干燥后煤对瓦斯的吸附能力下降,主要是由于水浸促使煤体产生膨胀变形,且导致微孔隙相互连通,从而降低了煤体微孔孔容和比表面积,降低瓦斯吸附能力。研究成果对进一步掌握富含水煤系或水力化措施后煤层的瓦斯抽采具有指导意义。      

基于氮吸附法的页岩有机孔隙结构表征

页岩的微观孔隙结构对页岩气的赋存至关重要,气体吸附法可以较好对页岩的微观孔隙结构进行表征。通过测量丁页1井不同深度样品的矿物含量、RO值和TOC含量,结果表明丁页1井龙马溪组页岩样品的矿物含量比较稳定,有机质成熟度变化不大,均为过成熟。通过低温氮吸附法计算样品的比表面积和微、介孔容积和孔径分布,结果表明：（1）样品的平均孔径为2.8 ~ 4.9 nm,10 nm以下的孔隙提供了大部分的微、介孔容积。微、介孔容积为0.00136 ~ 0.0108 cm3/g,平均0.004 cm3/g,比表面积为2.54 ~ 13.69 m2/g,平均6.68 m2/g;（2）微、介孔容积、比表面积和TOC三者之间有很强的正相关性。通过计算TOC含量为0时的微、介孔容积和比表面积推算无机孔和有机孔之间的比例和其对比表面积的影响,发现有机孔提供了大部分的微、介孔容积,有机孔还是比表面积的主要贡献因素;（3）样品的吸附曲线符合IPUAC分类中的第IV型吸附曲线,样品的脱附曲线反映样品孔隙形态随TOC含量的增加,由楔形孔（不定型孔）变为连通的墨水瓶型孔（狭缝型孔）或墨水瓶型孔。     

高压氮气置换甲烷对煤基质孔隙的影响

为探究高压气体吸附-解吸试验对煤基质中孔隙发育规模和结构的影响,选取安鹤矿区鹤壁六矿二1煤层煤样进行了高压氮气置换甲烷吸附-解吸试验,采用低温液氮吸附方法分别测定了高压氮气置换甲烷前后煤的低温液氮吸附解吸曲线,利用BET、BJH和QSDFT 3种分析模型,对煤基质中1.14~300 nm的孔隙规模、分布与结构特征进行了对比分析。分析结果显示煤样的孔容、比表面积和孔隙结构在高压气体置换过程中均发生了变化,孔隙BET比表面积从12.746 0 m2/g降低到7.227 0 m2/g,总孔容从0.009 0 cm3/g降低到0.006 6 cm3/g;孔隙发育规模与孔径分布均发生明显变化,但孔隙形态基本保持不变,孔径分布的变化主要表现为微孔孔容与比表面积的降低为主,而中孔和大孔基本保持不变。      

A new preparation process of coal-based magnetically activated carbon

Fe/C-based magnetically activated carbon （MAC） was obtained by carbonizing and activating its precursor, that was prepared by co-precipitation of anthracite coal impregnated in ferric chloride solution. The effect of the concentrations of FeC13 and pH of solution on BET surface area, pore volume and magnetic properties of the MAC was studied by BET N2 adsorption and VSM method. The results indicated that the magnetization of MAC gradually increases with increasing concentration of FeC13 and pH value of solution, and BET surface area was inclined to fluctuation. The largest BET surface area and magnetization of MAC were 1327.5 m2/g and 35.56 emu/g, respec- tively. The form of magnetic matter in the magnetically activated carbon was mainly Fe3C by X-ray powder diffrac- tion （XRD） and magnetic attraction test.     

陆相页岩微观孔隙结构特征及对甲烷吸附性能的影响

页岩的微观孔隙结构对其甲烷吸附性能及页岩油气潜力具有重要影响,前人研究主要集中在海相页岩。该文以四川 盆地川西坳陷上三叠统须家河组五段为例,开展了陆相页岩的探索研究。首先通过低温氮气吸附实验对页岩样品的微观孔 隙结构特征进行了研究,计算了页岩的比表面积、孔径分布、孔体积和平均孔径等孔隙结构参数;然后通过高压甲烷等温 吸附实验,研究了页岩样品的甲烷吸附特征;最后探讨了页岩微观孔隙结构特征对甲烷吸附性能的影响。结果表明,须五 段页岩平均孔径为7.81~9.49 nm,主体孔隙为中孔,也含有一定量的微孔和大孔,孔隙形状以平行板状孔为主,含有少量 墨水瓶形孔。页岩比表面积高出常规储层岩石许多,有利于气体在页岩表面吸附存储,孔径在2~50 nm的中孔提供了主要 的孔体积,构成了页岩中气体赋存的主要空间。在85℃条件下,页岩甲烷吸附的兰氏体积为1.21~4.99 m3/t,不同页岩样品 之间的吸附性能差异明显。页岩的兰氏体积与比表面积之间呈现良好的正相关关系,比表面积与黏土矿物含量呈正相关, 而与总有机碳含量关系不明显。页岩的兰氏体积与微孔和中孔体积之间都具有良好的正相关关系,微孔体积和中孔体积与 总有机碳含量之间存在一定的正相关关系,但是正相关性的程度没有微孔体积和中孔体积与黏土矿物含量之间的关系强 烈。陆相页岩有机质热演化程度相对较低,因此有机孔发育有限：但另一方面同时黏土矿物含量较高,所以其内部发育大 量微孔和中孔,从而构成可观的比表面,影响甲烷吸附能力。