乌拉尔南部和印度南部地区隐晶质菱镁矿的地质与地球化学对比研究

印度南部和乌拉尔南部都有隐晶质菱镁矿产出，这两处矿床的产出地质环境相似，在矿物学和地球化学上具有广泛的相似性。印度南部的菱镁矿矿化主要与超镁铁质侵入杂岩体有关，并形成了部分已受变质的火山沉积地层。超镁铁质侵入杂岩体由纯橄岩，橄榄岩，辉石岩，辉长岩及它们的变质产物组成。在乌拉尔地区，菱镁矿床位于一个蛇绿岩带上的超镁铁岩地体中。隐晶质菱镁矿就以网脉状产出于超镁铁质岩地体上部的风化带中。印度和乌拉尔两个地区的矿床中的矿物组合都有菱镁矿，石英，方解石和白云石，但在印度南部的矿区中还含有滑石和菱铁矿。两个地区的菱镁矿矿石的质量都很好，所有的样品的主要成分都为菱镁矿(73～96％)，而方解石(1～3％)，白云石(0～7％)，菱铁矿(0～2％)，石英(0～5％)和滑石(O～2％)都只是次要矿物。次生的白云石和菱铁矿使一些矿石含有较高的CaO(最高达2．6％)和FeO(最高达1．6％)，石英和滑石等矿物则使矿石中的SiO2较高(5—8％)。滑石指示了低温成因，它的出现说明两个矿区的菱镁矿可能都是内生或外生的成矿流体在上升或下降的过程中在开放裂隙中沉淀而成的。本文研究表明，全球性的超镁铁岩中菱镁矿成矿事件与蛇绿岩带有关，这对菱镁矿的勘探有指导意义。     

富马酸根插层镁—铝类水滑石的共沉淀法制备及性质表征

富马酸根插层类水滑石(LDHs)是一种具有较好聚合物相容性和热稳定性等潜在应用价值的多功能复合材料。本文通过密度泛函理论对富马酸根离子静电势和离子尺寸的分析,预测了富马酸根插入LDHs的离子尺寸约为0.802 nm,并从热力学角度说明了富马酸根离子与乙烯、氢自由基加成反应的可能性;以低成本氯化物为原料,采用一步共沉淀法成功制备了富马酸根离子插层LDHs,并结合XRD讨论了加料方式、镁铝比例、陈化时间、加料速度、镁离子浓度和富马酸根离子浓度对所合成类水滑石结构的影响,揭示了富马酸根插层LDHs的形成过程;透射电镜和选区电子衍射说明合成的类水滑石为片状多晶体,红外光谱进一步证明了富马酸根的成功插层,热重分析表明其在氮气中热稳定性较好,具有成碳性,可作为阻燃填料加以应用。本研究为插层LDHs的设计奠定了一定的理论方法基础,也会对富马酸根离子插层LDHs和我国氯化镁资源的实际开发利用起到一定的推动作用。     

镁基水滑石的应用及制备研究进展

青海盐湖镁资源丰富,制备具有高附加值的镁基功能材料是实现镁资源高值化利用和盐湖资源综合利用的有效手段。镁基水滑石是一类重要镁基功能材料,具有层板金属离子、层间客体阴离子种类、数量可调,材料尺寸形貌可调等性质,应用广泛,可用于制备系列高附加值产品。综述了镁基水滑石类材料的性质、制备方法、以及其作为阻燃剂、催化剂、吸附剂、热稳定剂、抗紫外光老化剂、橡胶和塑料填充剂、防腐材料、药物缓释剂等的应用,为后续镁基水滑石材料的制备和应用提供借鉴。     

谷氨酸插层镁铝水滑石微观结构与性能:实验与理论研究

采用共沉淀法合成了谷氨酸插层镁铝水滑石(LDHs-Glu),并使用XRD表征技术以及分子动力学模拟方法对其微观结构与性能进行了研究。结果表明随着LDHs-Glu中水分子数量增加,层间距d003逐渐增大。XRD表征得到其层间距为1.328 nm,与理论模拟得到的当水分子数Nw=7时的水滑石层间距d003=1.323 nm相近。随着层间水分子数量增加,水合能逐渐增大,最终趋于流体水的特征值(-41.8 kJ/mol)。水合过程中,水滑石层板与阴离子间的氢键逐渐减少,而层板与水分子间的氢键逐渐增多,说明水分子与层板间的亲和力更强。实验表征与理论模拟相结合的研究方法,有望成为插层复合材料微观结构研究的重要手段。     

共沉淀法制备含Zn水滑石及光催化性能

以共沉淀法制备Zn~(2+)和M~(3+)(M为Al、Cr、Fe)摩尔比为3:1,CO_3~(2-)为层间阴离子的含Zn水滑石(Zn_3M-CO_3-LDHs)。分别采用粉末X射线衍射(XRD)、红外光谱(FT-IR)、紫外-可见漫反射光谱(UV-Vis DRS)和热重-差热分析(TG-DTA)等技术对3种含Zn水滑石的结构和性质进行表征。结果表明合成的3种含Zn水滑石都具有碳酸根柱撑水滑石的典型层状结构,且结构规整、晶相单一。Zn_3Cr-CO_3-LDHs在可见光区域的吸收范围最宽。热稳定性顺序为Zn_3Cr-CO_3-LDHsZn_3Al-CO_3-LDHsZn_3Fe-CO_3-LDHs。测试了3种含Zn水滑石的光催化降解罗丹明B溶液性能,结果表明:3种含Zn水滑石均能有效光催化降解罗丹明B,Zn_3Cr-CO_3-LDHs光催化罗丹明B 70 min的降解率达到95.8%,光催化效果最好;Zn_3Al-CO_3-LDHs和Zn_3Fe-CO_3-LDHs的光催化降解率超过84%,光催化效果相近。动力学研究表明3种含Zn水滑石光催化降解罗丹明B过程符合一级反应动力学模型,反应速率常数大小顺序为:Zn_3Cr-CO_3-LDHsZn_3Al-CO_3-LDHsZn_3Fe-CO_3-LDHs。     

白云石与富硅流体的水—岩反应实验及其储层地质意义

含硅热液是影响深层白云岩储层的一种重要的流体类型,其如何与白云岩相互作用以及能否促使深层有效白云岩储层发育,是当前流体地质学与碳酸盐储层地质学研究需要进一步揭示的科学问题。本文以CaMg(CO_3)_2—SiO_2—H_2O体系为例,应用熔融毛细硅管合成包裹体技术和原位激光拉曼光谱分析技术,结合淬火微区X衍射、扫描电镜观察及能谱分析等手段,研究了富硅流体与白云石的水岩反应机理。结果表明,白云石与富硅流体在100℃以上即可发生脱碳反应产生CO_2,200℃时的反应机理为:3CaMg(CO_3)_2(白云石)+4SiO_2+H_2O=Mg_3(Si_4O_(10))(OH)_2(滑石)+3CaCO_3+3CO_2。据此,认为滑石这类富镁硅酸盐矿物可以作为白云岩储层含硅热流体作用的证据。深部富硅热液沿断裂向上运移,与白云岩反应后沉淀滑石等富镁硅酸盐矿物,继而导致储集空间的减少,但是气相产物CO_2是重要的酸性气体,可以在合适的地质条件下溶蚀碳酸盐矿物,有利于深埋条件下储集空间的形成与保存。     

水滑石类化合物研究及其在聚丙烯阻燃剂中的应用进展

水滑石类化合物是一种重要的无机材料,因其特殊的晶体化学性质,有良好的热稳定性、阻燃性和离子交换性,广泛应用于化工、材料、环保和医药等领域。综述了水滑石类化合物的结构、性质、制备方法及其优缺点,介绍了水滑石在聚丙烯(PP)阻燃剂中的应用进展,以及水滑石作为PP阻燃剂的优异性能,并指出了今后的发展方向。     

基于聚二甲基硅氧烷胶与Zn-Al型水滑石复合膜为离子载体的溶解无机碳电极及其性能标定

深海探测溶解无机碳含量异常，可以为寻找热液口提供一个很好的证据。本文设计的基于自制的聚二甲基硅氧烷胶与Zn-Al型水滑石复合膜为离子载体的溶解无机碳探测电极属于电势型电极，适用于对深海中溶解无机碳的测量，具有体积微小、便于与pH、盐度、温度、氧化还原电位等多种传感器集成在同一探头腔内，实施在线探测等优点。实验室条件下，将该溶解无机碳探测电极与银/氯化银参比电极分别接在Keithley 6517A高阻抗电位计输入端进行测试，测试结果表明：该电极对不同浓度的碳酸氢钠溶液具有良好的响应信号，响应时间大约在30s—1 min，检测限在10－1—10－4mol?L–1。     

镁镍铝水滑石的合成及其在聚丙烯耐老化中的应用

采用沉淀法合成了镁镍铝水滑石(MgNiAl-LDH),研究了不同尿素和水热温度对合成MgNiAl-LDH的影响。通过X射线衍射(XRD)、傅里叶变换红外光谱(FTIR)和扫描电镜(SEM)对MgNiAl-LDH进行了表征。将制得的MgNiAl-LDH添加至聚丙烯中(PP)中,制备MgNiAl-LDH/PP复合材料,通过加速老化及力学性能测试考察了MgNiAl-LDH的添加量对复合材料性能的影响。研究结果表明,当Mg~(2+)∶Ni~(2+)∶Al~(3+)为2∶1∶1,反应温度为100℃、尿素用量为二价金属阳离子(Mg~(2+)+Ni~(2+))摩尔浓度的2.5倍时,合成结晶良好的MgNiAl-LDH。复合材料耐老化实验结果表明,当MgNiAl-LDH的填充量为6 wt%时,经加速老化后,MgNiAl-LDH/PP复合材料拉伸强度基本保持不变,抗老化性能明显。