纳米结构矿物的特殊结构和表-界面反应性

纳米矿物是纳米地球科学（Nanogeoscience）的核心研究对象之一.鉴于"纳米矿物"的概念在实际运用时较宽泛,有时与经典定义不符,建议用"纳米结构矿物"代替"纳米矿物",并简析了纳米结构矿物（Nanostructured Minerals）的概念.以管状纳米结构矿物（埃洛石和伊毛缟石）、球状纳米结构矿物（水铝英石）、层间纳米结构矿物（蒙脱石和伊/蒙混层矿物）和多孔纳米结构矿物（硅藻质蛋白石）为例,分析了纳米结构矿物的结构、表面基团的特殊性及其所衍生的特殊界面反应性,讨论了它们对矿物资源利用和油气生成等地球物质循环过程的重要意义.      

基于GPS跟踪站速率探究中国国土面积变化

随着IGS连续跟踪台站的数据量不断增多以及中国陆态网站点加密,我们可以很好地利用这些数据来得到精准的中国边境速度场,从而分析得到中国国土面积的变化.经过计算,得到了中国境内的大致速度场,并结合边境走向估计出了中国面积每年大约减少83 303.392 m2.综合计算精度,这一变化十分微小.     

热处理蒙脱石的γ-氨丙基三乙氧基硅烷改性研究

采用γ-氨丙基三乙氧基硅烷(APTES),在乙醇-水混和溶剂中对预先经不同温度煅烧的蒙脱石进行改性。采用XRD、FTIR、热分析、元素分析、比表面积及孔分析等多种手段对产物进行分析。结果表明:硅烷主要赋存于蒙脱石层间,呈双层排布,少量嫁接于片层端面。热处理温度通过影响蒙脱石层间含水量,进而影响硅烷在层间的水解缩合。硅烷改性蒙脱石的过程为:硅烷分子通过阳离子交换插层至蒙脱石层间;随后水解生成的硅醇分子相互缩合;最终由于乙醇对硅烷水解的抑制作用以及蒙脱石片层相邻电荷位点存在一定的间距,与蒙脱石片层结合较弱的硅烷分子被洗脱,剩余的Si-O-Si交联网络在层间形成类似"柱子"结构。该硅烷改性蒙脱石与原始蒙脱石的比表面积相差不大,但其结构中微孔的比重增加。     

SiO2同质多象体矿物表面差异性及其对有机物吸附的初步研究

石英是土壤和沉积物中的重要矿物组成部分,前人已在不同程度上对其表面基团和表面物理化学性质进行了研究。事实上,石英(SiO2)具有多种同质多象变体。即同是化学成分为SiO2的矿物,其晶体结构可能是大不相同的,也就形     

富镁与贫镁坡缕石在热处理下的结构变化

坡缕石[理想结构式Si8O20(Al2Mg2)(OH)2(OH2)4.4H2O],工业上常称为凹凸棒石,是一种含水的2∶1型链层状镁铝硅酸盐矿物。当坡缕石八面体中Mg2+/R3+(Al3++Fe3+)>1时,称为富镁坡缕石;反之,则称为贫镁坡缕石。坡缕石具有纳     

富镁与贫镁坡缕石在热处理下的结构变化研究

研究了安徽明光富镁坡缕石和江苏盱眙贫镁坡缕石热处理后的结构变化,结果表明:富镁坡缕石八面体片对称性好,晶体结构稳定性高,结晶度高,热稳定性好;贫镁坡缕石八面体片中存在连续八面体空位,对称性差,晶体结构稳定性低,结晶度差,热稳定性差。在脱除结晶水和羟基过程中,富镁坡缕石由正交晶系转变为单斜晶系,层间距变小,孔道变形、塌陷但一直保持链层结构,显示晶质特性;而贫镁坡缕石的晶体结构发生折叠,链层结构逐步破坏,700℃煅烧后部分四面体片遭到破坏,虽然显示多晶特性为主,但开始出现非晶化现象。     

铬磁铁矿催化异相Fenton法降解不同类型染料的对比研究

类质同象置换作用能显著增强磁铁矿的异相Fenton催化性能。目前,相关的研究大多采用亚甲基蓝作为模拟污染物。由于亚甲基蓝是阳离子型染料,而磁铁矿的零电荷点约为6.8,在中性条件下,亚甲基蓝很容易吸附在磁铁矿表面上。因     

Si/Al对水热法合成皂石结构特征的影响

皂石是一种2:1(TOT)型三八面体结构的层状硅酸盐矿物,具有优异的分散性、离子交换性、吸附性等物理化学性能,因此被广泛应用于化工、纺织、环境等行业。自然界中,皂石矿物资源比较少,且天然产出的皂石杂质含量较高,难以提     

磁黄铁矿催化分解苯酚反应动力学及其产物特征

本文用批量实验法研究了天然磁黄铁矿在过氧化氢参与下催化分解苯酚的动力学反应。结果表明,在pH=3.81～5.88时,苯酚都可被有效的分解,分解速率k=4.0～212h-1(g/L)-1,高于氧化铁矿物类催化剂,可与Fenton试剂相比拟。同时它具有反应速率可控、催化剂与反应产物易于分离和回收等优点。对反应液中Fe(II)、Fe(Ⅲ)浓度和紫外光谱分析表明,反应过程与Fenton反应类似,苯酚先是被快速转化成多酚类化合物,接着被分解成羧酸类化合物。溶液pH不同,产物不同,总有机碳(TOC)矿化率也不同,一般可达50%～58%。     

五氯苯酚在矿物表面吸附——实验、表面反应模式及其环境意义

利用批量平衡技术研究了石英、高岭石、伊利石、蒙脱石和铁氧化物对五氯苯酚(PCP)吸附的pH关系等温线和浓度关系等温线,发现所有矿物的pH关系等温线都表现出典型的峰形曲线特征,峰位在pH=5～6之间,依矿物不同而不同。基于矿物表面羟基位化合态和PCP的化合态考虑,提出一种包含表面络合反应和表面静电吸附反应的模式,对pH关系等温线计算拟合发现有很好的相关性。模式计算还表明,石英和层状硅酸盐矿物对PCP吸附以表面络合反应为主,而氧化铁矿物则包含表面络合反应和表面静电吸附反应,但以后者占主导,其反应平衡常数比前者大1～3个数量级。高岭石和氧化铁矿物的浓度吸附等温线可用Langmuir方程很好拟合,最大吸附量的大小顺序是赤铁矿>纤铁矿>针铁矿>高岭石>石英>蒙脱石≈伊利石,并可以用矿物表面羟基位浓度和反应机制加以解释。PCP在矿物表面可观的吸附量说明矿物表面吸附对憎水性可离解有机化合物(HIOCs)在天然水相体系和沉积中的迁移转化过程起着相当重要的作用。