改性坡缕石粘土的全孔分布研究

为改善坡缕石粘土的表面性能和提高其实用价值,采用酸浸、酸浸 加热、酸浸 加热 甲醛浸渍3种方法处理天然坡缕石粘土,并通过扫描电镜(SEM)、傅立叶变换红外光谱(FT_IR)、X荧光光谱(XRF)、BET_比表面积分析(BET_SSA)及全孔分布等分析手段来评估坡缕石粘土的处理效果。结果表明与未经处理的原土相比,经过3种方法处理,坡缕石粘土内部细长而致密有序的晶束被打断、破碎和分散,微晶表面粗糙度增大;杂质特别是碳酸盐的去除效果显著,比表面积是原土的2倍多,总孔容积几乎增加1倍,中孔容积从0.092cm3/g增加到0.15cm3/g左右,平均孔径减小2~3nm;处理后坡缕石粘土的假孔分布峰值在17nm,比原土假孔分布峰值22nm减小约5nm,而且4个样品中的孔几乎都在介孔2~50nm范围内,大孔和微孔很少。但3种处理方法对于坡缕石粘土的处理结果没有太大的差异。     

四川三台膨润土的基本物化性能及其对铅、钴的吸附性研究

对四川三台钙基膨润土的基本物化性能和对Pb^2 ，Co^2 离子的吸附性能作了初步的研究。基本物化性能主要包括化学成分、阳离子交换容量、密度、比表面积、孔径、渗透系数及热稳定性。通过实验得出：1)经过钠化改型并酸化处理后的膨润土的阳离子交换容量(CEC)明显高于未经处理的原土；2)膨润土的最佳酸活化条件为在96℃左右以15％的硫酸活化4小时的性能最佳；3)膨润土土的密度为2．11g／cm^3，颗粒密度钠化土为1．996g／cm^3，原土为2．079g／cm^3；渗透系数为0．013cm／s(20C)；体积平均粒径为30．950μm；比表面积为329．7482m^2／g，平均孔径为33．238nm；4)膨润土对对重金属离子的吸附实验，得出膨润土对重金属离子Pb^2 的吸附性能优于Co^2 ，Pb^2 和Co^2 的吸附比(Rd)分别为167．8ml／g及53．3ml／g；Pb^2 和Co^2 去除率(r)分别为45．87%和21．20％。     

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。     

沸石的活化处理及其对铅、钴的吸附性研究

通过对沸石的活化方法和其基本物化性能（主要包括化学成分、阳离子交换容量、密度、比表面积、孔径、渗透系数及热稳定性）及Pb^2＋,Co^2＋离子的吸附性能的初步研究认识到：1）经过酸化并经热处理后的沸石的阳离子交换容量（CEC）明显高于未经处理的原土;2）通过实验得出粒度为100目的天然沸石经酸活化处理后在300C下热活化,1．5h后测得离子交换量为最佳;3）沸石的密度为1．789g／cm^3;渗透系数为0．087cm／s（20℃）;体积平均粒径为13μm;比表面积为190．67m^2／g,平均孔径为102．27nm;4）沸石对重金属离子的吸附实验表明沸石对重金属离子Pb^2＋的吸附性能优于Co^2＋,20min时Pb^2＋和Co^2＋的吸附比（Rd）分别为20238．8ml／g及63．8ml／g;Pb^2＋和Co^2＋去除率分别为99．50％和40．00％。     

粉煤灰表面无机改性与吸附Cu(Ⅱ)实验

以燃煤电厂中的粉煤灰为载体,采用水浴加热法将氢氧化镁负载在粉煤灰表面制备成复合粉体而应用于吸附矿山地质灾害发生后水溶液中的铜离子。通过扫描电镜加自带EDS能谱、比表面积分析仪、X射线衍射、红外光谱等技术对改性后的粉煤灰进行了表征。结果表明,改性后粉煤灰明显具有H3型滞回线,表明改性粉煤灰具有丰富的介孔,具体表现为平均孔容从0.005 m³/g增加至0.035m³/g,平均孔径由10.23nm增加至13.52nm,孔隙宽度从11.36nm增加至14.05nm,比表面积由原来粉煤灰1.09m²/g增加至35.31m²/g。改性后复合粉体去除Cu(Ⅱ)的效率明显高于粉煤灰。复合粉体材料对Cu(Ⅱ)吸附主要通过静电吸引、沉淀反应等方式进行。     

巢北地区二叠系页岩孔隙特征分析

以巢北二叠系孤峰组（P2g）、龙潭组（蹦）和大隆组（P3d）页岩为研究对象,运用压汞和扫描电镜实验手段对页岩的孔隙结构进行分析。认为三组地层的主要孔隙类型为过渡孔,孔径范围在15．9～27．2nm之间,孤峰组和龙潭组页岩的孔隙度为14．05％和13．47％、比表面积为13．722m2／g和14．046m2／g、孔容为0．087ml／g和0．067ml／g,均较接近。大隆组页岩孔隙度为1．58％,比表面积为2．16m2／g,孔容为0．008ml／g。样品的镜下SEM—sE图像可观察到孔隙类型以粘土矿物颗粒间孔隙为主,孔隙形状不规则,存在微裂缝。     

海相铁锰结壳的材料学性质及其脱硫意义

本文利用扫描电子显微镜、氮气吸附等温线、X荧光光谱和X射线衍射光谱等方法，系统研究了采自西北太平洋的板状铁锰结壳的微观结构、表面性质和化学组成等材料学性质。尽管结壳的不同纹层存在明显的差异，但均有着很高的比表面积（157．93～414．65m^2／g），含有丰富的粒间孔、生物结构孔和颗粒表面片状孔等成因类型的微孔-介孔结构，其矿物组成包括水羟锰矿、钡镁锰矿和少量石英、长石类碎屑矿物以及重晶石、碳氟磷灰石等成岩矿物，     

硅灰石与盐酸快速反应规律及应用研究

在反应体系pH≤1．5时，硅灰石与盐酸快速反应，经40－100min反应后，体系分为固液两相，固相为水合 二氧化硅沉淀及少量酸不溶性杂质矿物，液相为以溶胶形式存在的二氧化硅和大量CaCl2；当反应pH值在0．3－0．6时，液相中以硅溶胶形式存在的二氧化硅量最大，占总量46％以上。快速反应中仍存在少量具有慢速反应特征的柱状颗粒，该颗粒中心CaSiO3很难反应完全。快速反应产物经表面积较大，若在酸反应前添加有机助剂聚乙二醇（PEG）,反应pH值在0．3－0．6。反应时间40－100min，反应后用KOH溶液中和到pH＝4，可制备高比表面积多孔SiO2，比表面积＞430m^2／g，孔径1－2nm。     

锆铝基柱撑蒙脱土的制备研究

以钠基蒙脱土为原料,采用共聚法合成锆铝基柱撑蒙脱土,并研究不同锆铝摩尔比例和不同NaOH的量对柱撑蒙脱土制备的影响。XRD研究表明,当锆铝摩尔比例为1：6、加入70ml0．4mol／LNaOH时,可得到（001）面网层间距达1．9343nm的锆铝基柱撑蒙脱土。通过FT—IR发现,锆铝聚合羟基阳离子进入蒙脱土层间,形成Si-O-Al和Si-O-Zr。对柱撑前后蒙脱土的比表面积和孔径结构进行分析,发现锆铝基柱撑蒙脱土具有较大的比表面积,较为均匀的孔径分布,是一种合适的催化和吸附材料。     

羟基锆交联累脱石的制备研究

以钠化累托石为原料进行改性制备羟基锆交联累托石，并探讨以羟基锆交联累托石制备吸附有机废水的最佳条件。试验得到的最佳条件为：交联剂浓度为0．20mol／L，85℃下回流12h，累托石悬浮液浓度为60，投料比为4mmol／g时，在65℃下交联反应2．5h。在此条件下制备的羟基锆交联累托石的比表面积为9．250m^2／g，对COD的吸附容量可达119mg／L。     

13X沸石分子筛的比表面积和孔分布

对利用钾长石粉水热合成的13X沸石分子筛分别进行了比表面积和孔分布测定。结果表明:13X沸石分子筛比表面积约为621.50~747.40 m²/g,总孔体积约为0.344 70~0.393 70 cm³/g;具有高比例且孔径小于2.50 nm的微孔,中-小型实验样品(SXZ-10g和SXZ-1kg)的微孔体积比例相近,为81.33%~84.70%,而扩大实验样品(SXZ-10kg)的微孔体积比例为67.90%~67.98%。13X沸石分子筛微孔的含量是决定13X沸石分子筛具有高比表面积和高效吸附性能的前提。     

硅灰石与盐酸快速反应规律及应用研究

反应体系pH≤1．5时，硅灰石与盐酸快速反应，反应后体系中Si,Ca,Fe,Mg等元素在固液两相中化学状态及分布不同，当pH值为0．3－0．6时，液相中SiO2(硅溶胶）比例最大，Ca主要存在于液相中，但固相中总有少量Ca存在。快速反应固相比表面积较大，若反应前添加PEG，反应后中和到pH=4，可制备高比表面多孔SiO2，其比表面积＞430m^2/g，孔径1－2nm，该产物在合成以二氧化硅为基质的纳米复合材料及用作催化剂载体等方面有较好的应用前景。     

渝东南下志留统龙马溪组页岩岩相特征及其对孔隙结构的控制

目前对优势页岩岩相的划分尚缺乏明确的标准.另外,合理连接不同孔隙测试方法的结果,实现页岩的全孔径孔隙结构定量化表征,成为现阶段亟待解决的关键问题.基于页岩的有机质丰度和矿物组分建立了岩相划分方案,查明了渝东南下志留统龙马溪组页岩发育硅质页岩、混合质页岩和粘土质页岩3类,根据有机质丰度将每类页岩细分为富、含和贫有机质等共计9种岩相,在此基础上开展了低压N₂吸附和高压压汞实验.研究区龙马溪组中富有机质页岩孔径呈现多峰分布特征,主要孔径峰值位于2~3nm、70~90nm和200~300nm,页岩的孔体积主要来源于中孔（2~0nm）和宏孔（>0nm）,比表面积主要来自中孔和微孔（ < 2nm）;对于孔体积贡献,微孔最高可占12%,中孔占3%,宏孔占2%.对于孔面积贡献,微孔最高占47%,中孔占7%,宏孔占11%.随着粘土矿物含量升高,在200~400nm范围内孔体积显著升高.中孔和宏孔贡献了超过90%的孔体积,微孔和中孔贡献了超过90%的比表面积.富有机质硅质页岩微孔比例高,对比表面积贡献高,孔体积和比表面积最大,有利于页岩气富集,是最有利的页岩岩相.      

纳米多孔TiO2薄膜的合成及其光电化学性能

采用溶胶-凝胶、水热合成、旋转涂覆等方法制备了纳米多孔TiO2薄膜。以扫描电镜、X射线衍射等手段，分析了不同纳米多孔TiO2薄膜的结构。通过比较不同薄膜制作的染料敏化太阳能电池性能，寻求不同方法所制备薄膜对DSC性能的影响因素。实验结果表明，旋转涂覆法所制备的染料敏化太阳能电池具有较高的光电化学性能，在50mW／cm^2的模拟光照下（AM1．5）开路电压为0．696V，短路电流为6．19mA／cm^2，填充因子为0．584。     

黔西北地区石炭系祥摆组页岩微观孔隙结构及分形特征

为研究海相含煤地层页岩的微观孔隙特征,选取黔西北地区石炭系祥摆组页岩作为研究对象,利用扫描电镜(SEM)和液氮吸附实验研究孔隙特征,同时研究其分形特征,并探讨孔隙结构的影响因素。研究结果表明:研究区石炭系祥摆组页岩在扫描电镜下可观察到4类微观孔隙(粒内孔、粒间孔、有机质孔、微裂缝),其中微裂缝、有机质孔发育较丰富,具有较强的生成烃类气体能力和良好的储集性能;液氮吸附等温线在形态上呈反“S”形,表明中孔在微观孔隙中最为发育,滞后回线类型主要为H2型的细颈广体的墨水瓶孔;BJH总孔体积和BET比表面积值均较大,平均值分别为0.0155 cm³/g和13.20 m²/g,平均孔径为6.22 nm,纳米级微观孔隙大量发育,为烃类气体提供丰富的储集空间;页岩样品微观孔隙结构分形维数D较大,主体大于2.723 2,反映出孔隙结构复杂、非均质性较强;BET比表面积与TOC、石英含量呈一定的负相关性,与分形维数呈一定的正相关性;平均孔径值与石英含量正相关性较好,与分形维数负相关性较好,与黏土矿物含量呈一定的负相关性。石炭系祥摆组页岩微观孔隙的BET比表面积较大、平均孔径较小,微观孔隙结构较为复杂。     

鄂尔多斯盆地延长探区延长组页岩气储层孔隙结构特征

为了评价陆相页岩气储层的储集空间和储气能力,以鄂尔多斯盆地延长探区上三叠统延长组长7段、长9段页岩为研究对象,运用电子扫描显微镜、高压压汞、低温CO2和N2气体吸附等实验方法,对陆相页岩气储层孔隙类型特征、孔隙结构及其影响因素进行研究。结果表明：(1)延长探区上三叠统延长组陆相页岩发育多种类型微观孔隙,以粒间孔和粒内孔为主,少量晶间孔和溶蚀孔,有机质孔发育较少,为陆相页岩气赋存提供了储集空间;(2)延长组页岩中介孔(2～50 nm)贡献了其主要的孔容和比表面积,占总孔容的7437%,占总比表面积的6440%,且长9段页岩的总孔容和总比表面积均大于长7段页岩;(3)延长组页岩孔隙结构以狭缝型孔和板状孔为主,孔径主要分布在04～09 nm、3～25 nm和5～200 μm区间段内,延长组页岩平均孔径为853 nm,且长7段页岩平均孔径大于长9段页岩;(4)页岩有机碳含量、有机质成熟度及矿物成分含量共同影响着延长组页岩孔隙的发育,其中矿物成分含量是以介孔孔隙为主的延长组页岩孔隙发育的主控因素,有机碳含量及成熟度的增加主要对页岩中微孔孔隙的发育起到积极作用。     

阳泉新景矿高煤级煤的孔隙结构分形特征

分形理论是宏观上定量评价储层非均质性的有效手段。以阳泉新景矿高煤级煤样品压汞数据为基础,建立分形几何模型,定量描述了孔隙结构。实验结果表明:样品孔隙以纳米孔为主,孔径、比表面积及孔容也集中分布在纳米孔段。煤样孔径65 nm以上的孔隙具有显著的分形特征,分维值分布范围为2.89~2.99,体积增量呈现阶段式的变化,孔隙结构复杂;孔径65 nm以下孔隙几乎无分形特征,比表面积增量与孔径在对数坐标中呈线性关系;基于分形特征及分子运动规律,将储层孔隙以孔径65 nm为界划分为扩散孔和渗透孔2个大类6个小类。分维值与体积孔隙中值半径、总孔隙体积呈负相关,与孔径65 nm以上的孔隙体积、比表面积呈正相关,与孔隙度无相关性。分形分维值对储层结构具有较全面的表征能力,可以作为综合指标在煤储层孔隙研究中加以应用。      

川南地区筇竹寺组页岩微观孔隙结构特征及其影响因素

页岩微观孔隙结构是影响页岩气储层储集能力的重要因素。为评价川南地区下寒武统筇竹寺组页岩性质,基于井下 岩心样品、钻井资料,运用普通扫描电镜和氩离子抛光-场发射扫描电镜观测、Image J2x软件分析、低温CO2和N2 吸附、 高压压汞实验方法,对川南地区筇竹寺组页岩气微观孔隙成因类型、孔隙结构特征及其影响因素进行了研究。研究结果表 明,川南地区下寒武统筇竹寺组页岩孔隙度为0.25%~5.80%,平均为2.49%;发育多种成因类型微观孔隙,以粒间孔为 主,粒内孔、有机质孔和微裂缝次之,页岩微观孔隙总面孔率为3.58%~5.92%;川南地区筇竹寺组页岩总孔容为（2.86~ 12.55）×10-3 mL/g,总比表面积为2.727~21.992 m2/g,孔径主要分布于0.30~1.00 nm、2.5~4.7 nm和55~70 nm这三个区间,微 孔（<2 nm）和介孔（2~50 nm）是筇竹寺组页岩气储集空间的主体,孔隙结构形态主要为圆孔、楔形孔、平板狭缝型孔和混合 型孔结构。页岩孔隙度及总比表面积与TOC、脆性矿物含量呈正相关关系,页岩微孔孔容及比表面积与TOC呈正相关关 系,页岩孔隙度、总孔容及总比表面积与R0、粘土矿物含量呈负相关关系。