磷酸盐矿物的孔道结构特征及其环境意义

黄磷铁矿、磷钠铍石、磷方沸石、簇磷铁矿、磷锰钠石、水磷铈石和磷灰石是非硅元素的孔道结构矿物。[PO_4]四面体和[MO_n]多面体共用角顶构成杂多面体格架。形成一维或多堆沿一定方向分布的孔道结构,孔道内由水分子和其它金属或非金属离子占据。孔道结构的磷酸盐矿物具有类似沸石矿物的分子筛效应,可与其它有害元素进行离子交换、孔道过滤和表面吸附等功能,是另一类重要的环境矿物材料。     

无机界矿物天然自净化功能之矿物超微孔道效应

孔径在0.3～2.0nm范围内的矿物结构孔道属于通常意义上的微孔道,如天然锰钾矿结构中由Mn—O八面体构建并由K等充填其中的微孔道,类似于大家熟知的沸石中由Si—O和Al—O四面体所构建并由Na和Ca充填其中的微孔道,往往具有分子筛功能。本文重点提出孔径在0.3nm以下的天然矿物结构孔道为超微孔道。由于无机离子包括水分子均小于0.3nm,自然界中大多数无机矿物超微结构孔道能成为地球物质发生离子交换的场所而表现出离子筛功能。长期以来人们并没有把约占地壳质量一半以上的长石矿物归类为孔道结构矿物,主要归咎于其孔径过于微小,有关长石孔道离子交换效应更没有引起人们足够的重视。实验研究结果表明,无论是在高温条件下,还是在低温条件下,长石矿物都能表现出一定的离子交换性,具有明显的孔道结构矿物特征。在高温条件下Na 与钾长石发生离子交换反应,能形成Na2O含量达15.9%的钠长石。在中温条件下Pb2 与钾长石发生离子交换反应,能生成铅长石物相。在常温条件下Cd2 与钾长石发生离子交换反应,能生成镉长石物相。长石矿物所体现出的良好的超微孔道效应,在对重金属污染物无害化处理包括核废料安全性处置领域具有潜在应用价值。天然矿物超微孔道在地球物质迁移与交换过程中一直发挥着鲜为人知的独特作用。极少数天然矿物微孔道分子筛效应孕育有净化分子型气体污染物的作用,而大多数天然矿物超微孔道离子筛效应却孕育有净化离子型水体污染物的作用。     

磷酸盐矿物的孔道结构特征及其环境意义

黄磷铁矿、磷钠铍石、磷方沸石、簇磷铁矿、磷锰钠石、水磷铈石和磷灰石是非硅元素的孔道结构矿物。［PO 4］四面体和［MO n］多面体共用角顶构成杂多面体格架，形成一维或多维沿一定方向分布的孔道结构，孔道内由水分子和其它金属或非金属离子占据。孔道结构的磷酸盐矿物具有类似沸石矿物的分子筛效应，可与其它有害元素进行离子交换、孔道过滤和表面吸附等功能，是另一类重要的环境矿物材料。     

凹凸棒石粘土吸附废水中污染物机理探讨

凹凸棒石是链层状硅酸盐,具有0.38nm×0.63nm的孔道。许多研究者据此都把凹凸棒石粘土吸附废水中污染物的机理解释为凹凸棒石具有微孔道和较大的比表面积,并且这一解释被普遍接受。作者根据凹凸棒石矿物晶体结构和吸附选择性以及吸附实验研究认为,由于凹凸棒石孔道直径小于大多数分子及水合离子的直径,除少数简单分子和离子外,多数分子和离子都不能进入凹凸棒石孔道,而且凹凸棒石内孔道选择性优先吸附水分子,因而在 多数水处理中,凹凸棒石对吸附质的吸附不是内表面吸附,而是外表面吸附。并且这种外表 面吸附属于凹凸棒石的胶体和离子交换吸附。除了溶液的pH值等介质条件外,共存胶体蒙脱石和凹凸棒石的相互作用可能对凹凸棒石粘土的吸附性能起重要作用。     

天然矿物微孔——超微孔道环境效应

孔径在0.3～2.0nm范围内的矿物结构孔道属于通常意义上的微孔道,如天然锰钾矿结构中由Mn-O八面体所构建并由K等元素充填其中的微孔道,类似于大家熟知的沸石中由Si-O和Al-O四面体所构建并由Na和Ca充填其中的微孔道,往往具有分子筛功能。本文重点提出孔径在0.3nm以下的天然矿物结构孔道为超微孔道。由于无机离子(包括水分子)大小均小于0.3nm,自然界中大多数无机矿物超微结构孔道均能成为地球物质发生离子交换的场所而表现出离子筛功能。长期以来人们并没有把约占地壳重量一半以上的长石矿物归类为孔道结构矿物,主要归咎于其孔径过于微小,…     

长石类矿物超微孔道效应

矿物孔道效应表现为孔道离子交换作用,体现为孔道分子筛与离子筛效应.重新审视矿物晶体结构细节,可以发现多数天然矿物均具有孔道结构特征.倡导与加强矿物学环境属性研究,为开发利用这些矿物孔道特性带来可能.     

天然锰钾矿晶体化学特征及其环境属性

通过XRD和IR对湖南湘潭锰矿中含锰氧化物进行物相分析，确认其主要物相为单斜晶系锰钾矿。利用锰的磁性质计算得到锰以Mn^4 、Mn^2 组合形式存在，结合电子探针微区化学成分分析计算出矿物的晶胞参数和样品的晶体化学式。该天然锰钾矿结晶粒度属于纳米级，其晶体结构中存在孔径不一的两种孔道，K^ 位于由[MnO6]八面体所构筑的较大孔道内。天然锰钾矿具有表面吸附，氧化还原、离子交换、孔道效应和纳米效应等良好的环境属性。     

锰氧化物和氢氧化物中的孔道结构矿物及其环境属性

运用晶体化学理论，通过矿物孔道结构的基本概念，描述软锰矿、拉锰矿、恩苏塔锰矿、锰钡矿、锰钾矿、锰铅矿、水锰矿、斜方水锰矿、钡硬锰矿和钙锰矿等矿物的孔道结构特征。总结出孔道结构锰氧化物和氢氧化物矿物在环境修复和治理中的吸附效应、孔道效应、催化效应、氧化还原效应以及纳米效应，并展望孔道结构锰氧化物和氢氧化物矿物在环境属性开发领域的应用前景。     

凹凸棒石吸附性能应用的制约因素

凹凸棒石是链层状硅酸盐， 具有３－８?×６－３?孔道、较大的比表面积和吸附能力。但是由于凹凸棒石孔道直径小于大多数分子及水合离子的直径， 除少数简单分子和离子外， 多数分子和离子都不能进入凹凸棒石孔道， 而且凹凸棒石选择性吸附水分子， 因而在多数情况下， 凹凸棒石对吸附质的吸附不是内表面吸附， 而是外表面吸附。并且外表面吸附是胶体和离子交换吸附。本文阐述了凹凸棒石的孔道直径、吸附选择性、体系ｐＨ 值及凹凸棒石和蒙脱石胶体颗粒的互相作用对凹凸棒石吸附性能应用的制约。     

硅酸盐中非沸石类孔道结构矿物及其环境属性

对硅酸盐中非沸石类矿物进行的晶体结构特征分析发现,某些链层状硅酸盐矿物(如坡缕石和海泡石)、钛硅酸盐中的硅钛铌钠石、硅钛铌钠矿、钙霞石、方钠石等,以及锰、锆、钒、钇硅酸盐矿物中的水硅钡锰石、堇青石、水钠锆石、水硅钒钙石等矿物中都存在有孔道结构,其孔道直径为0.25~1.0 nm。本文综述了这些孔道结构矿物吸附和交换有害重金属离子、催化降解有机污染物的环境功能和属性。     

应用电子探针技术研究桂西南下雷锰矿床锰钾矿的结构特征

八面体分子筛(OMS-2)具有2×2孔道结构,在离子交换、催化剂、能源和环境等方面具有非常重要的应用价值,然而天然OMS-2矿物材料——锰钾矿在典型结构的成分精细表征和成因研究等方面仍然缺乏.环带和核-边结构在锰氧化物矿物的结构中非常具有代表性,明确其矿物种属、探索其成分特征对于探究其成因、开拓锰氧化物的应用具有重要意...     

结构矿物学的新成果

四、矿物大孔洞骨架结构的分类 (接上期) 矿物中大孔洞骨架构造首先是在沸石族矿物中发现的。沸石是一类架状构造铝硅酸盐,具有很空旷的硅氧骨架,结构中有许多孔径均匀的孔道和内表面很大的孔穴,其中含有水分子,这些水分子在加热时可以被赶出,硅氧骨架并不破坏,在合适的湿度下水分子也可重新进入骨架,此种水称为“沸石水”。结构的孔道和孔穴中还可存在有一些阳离子,这些阳离子常是电价较低、半径较大的碱金属或碱土金属离子,结构中的这些离子可以与矿物所处的溶液中的离子发生交换,因此称为“交换性阳离子”。由于沸石结构具有上述特点,它可以作为吸附剂、分离剂(分子筛)、催化剂、离子交换剂而被应用,工业上称之为分子筛。由于沸石分子筛具有很高的活性、较好的选择性和热稳定性,使得沸石分子筛在化工、石油、冶金、建材、医药等方面得到广泛的应用。一般所说的分子筛就是指的沸石分子筛。     

斜发沸石矿物材料处理生活污水实验研究

<正>沸石是一类具有孔道结构和独特晶体化学性质的含水架状硅(铝)酸盐多孔矿物晶体材料。因其独特的晶体结构和晶体化学性质,沸石不仅具有高效的分子筛分功能,还具有离子交换性、吸附性和催化性等功能,因此在农业、建材、化     

环境矿物材料基本性能：无机界矿物天然自净化功能

重点阐述环境矿物材料基本性能，包括矿物表面吸附、孔道过滤、结构调整、离子交换、化学活性、物理效应、纳米效应及与生物交互作用等，旨在发掘、凝炼并新提出物理方法和化学方法之后与有机界生物同效的无机界矿物天然自净化功能的基础理论与应用方法，以发展和完善无机矿物与有机生物所共同构筑的自然界中存在的天然自净化系统，并就目前笔者在黄铁矿、锰钾矿、金红石、蛭石、蒙脱石、苋铁铁钒等天然矿物方面已经完成和正在开展的一系列环境矿物材料研究工作进行了举例说明。     

镍铝基柱撑蒙脱石的制备及孔道结构研究

以钠基蒙脱石为原料,采用共聚法合成镍铝柱化剂,利用离子交换法制备镍铝基柱撑蒙脱石。通过研究不同镍铝物质的量比例和不同NaOH的量对柱撑蒙脱石制备的影响,并对其孔道结构进行探讨。XRD结果表明,当镍铝物质的量比为1∶6、加入75mlNaOH时,可得到(001)面网层间距达1.8940nm的镍铝基柱撑蒙脱石。FT-IR显示,镍铝基聚合羟基阳离子进入蒙脱石层间,柱撑蒙脱石的基本结构并未发生改变。对柱撑前后蒙脱石的比表面积和孔径结构进行分析,发现镍铝基柱撑蒙脱石比表面积为169.68m2/g,平均孔径为4.120nm,说明镍铝基柱撑蒙脱石具有较大的比表面积,较小且均匀的孔径分布,是一种合适的催化和吸附材料。     

铀与某些粘土矿物之间关系的初步研究

60年代初苏联的研究了蒙脱石、高岭石、蛭石、铝土矿、钠长石等对铀的吸附作用及这些矿物吸附铀与作用时间、温度、氢离子、溶液铀浓度之间的关系。认为粘土吸附铀与这些矿物的离子交换性能密切相关,且其吸附容量从蒙脱石向钠长石逐渐减少。     

沸石在环境保护中的开发利用

随着世界工业的持续发展,尤其是人口众多的发展中国家的工业化水平的提高,工业发展所带来的环境污染问题越来越严重,这个问题在我国近几年的发展中尤为突出。因此不同行业的专家对预防和治理环境污染从不同的角度提出了不同的方法。工业矿物在这方面的有效作用似更应引起人们的注意和开发利用。一些工业矿物由于其自身特殊的结构构造及物理化学性能,从而产生有效的环境保护性能。 在几种具有环境保护作用的工业矿物中,佛石独占鳌头。沸石是一种好状结构的硅酸盐矿物,因此其内部具有许多孔穴和通道。在一定的物理化学条件下,不同种类的沸石内部孔径大小有差异,一般直径约为0.3～1.1nm.分子或离子小于这个直径的物质能被其吸附或通过这些孔穴,而大于这些孔穴的物质则被排斥在外。这就是工业界所称的分子筛作用。沸石的这种结构就决定了其所具有的特殊物理化学性能。如离子交换性,吸附分离性(也称选择性吸附)和催化性     

改性天然沸石物理化学性能及吸附锰离子研究

重金属在土壤中由于不能被微生物分解而在土壤中富集,当积累到一定程度就会对土壤一植物系统造成危害,并会通过食物链威胁人类的健康.因此世界各国目前纷纷开展重金属污染土壤治理技术的研究,其中利用非金属矿物钝化土壤中的重金属是一种有用技术,可降低其生物有效性(Mulligan等,2001;Darmawan等,2002).天然沸石是一种含水架状结构的多孔硅铝酸盐矿物,具有吸附和离子交换性能.由于天然沸石的形成条件较为复杂,孔道往往较小,吸附量较低.壳聚糖是甲壳素的脱乙酰基产物,可与重金属形成螯合物,对污染土壤植物修复起促进作用(杨秀红等,2003).本文将壳聚糖负载在莱西天然沸石上,提出沸石-壳聚糖吸附重金属离子Mn2+的方法,并对其吸附条件进行试验研究,以期为利用天然沸石原位修复锰污染土壤提供理论依据(lvarez-Ayuso等,2003;谢华林等,2005).     

国内矿物治理重金属废水研究进展与展望

综述了我国利用天然矿物治理重金属废水方面的研究新成果。天然铁的硫化物、天然铁锰的氧化物、方解石与磷灰石等具有良好的表面吸附与氧化还原化学活性;不同介质中它们能不同程度地表现出对Cr^6 、Pb^2 、Hg^2 、Cd^2 等重金属离子的吸附作用,可广泛用于重金属废水处理。矿物吸附重金属离子机理的研究表明,矿物对重金属的吸附是矿物表面与无机重金属离子之间的表面作用过程,包括矿物表面功能基与重金属离子的配位反应、矿物表面氧化还原反应和沉淀转化作用,以及矿物表面离子交换吸附作用等。     

锰的氧化物和氢氧化物在污染水体净化中的应用研究现状

经过对锰的氧化物和氢氧化物在净化污染水体中的应用综合研究，发现该氧化物和氢氧化物样品能有效去除污染水体中的有毒有害金属离子和 氧化降解苯酚、2－丙醇、苯及印染废水等有机物，其污染净化能力主要是基于表面络合反应、表面离子交换作用和变价元素的氧化还原作用。同时介绍了锰氧化物和氢氧化物所具有的4个环境属性；离子交换、氧化还原、粒径效应和孔道效应，提出将结构特征与环境化学有机结合，深入探讨其环境属性与污染净化能力之间的关系是目前主要的研究方向。