酸化蒙脱石对挥发性有机物的吸附研究

通过对蒙脱石矿物表面与结构改性优化处理,增大其比表面积,扩大有效吸附孔洞,增强表面疏水性能,从而提高其对挥发性有机物(VOCs)的吸附能力。本研究通过酸化法对蒙脱石(Mt)进行活化,在固定活化的温度、时间、固液比和搅拌速率的条件下,探讨不同浓度硫酸活化对Mt结构的影响,并研究相应酸化产物对作为指示VOCs的甲苯、二氯甲烷的吸附效果,进而推断酸活化产物与VOCs的构-效关系。结果表明,Mt经过酸活化后,其BET比表面积达到373.8 m2/g,孔体积为0.52 cm3/g。酸活化产物对甲苯、二氯甲烷的饱和吸附容量最高分别达到156.6、119.7 mg/g,相比原土的吸附量分别提高了1.46和1.62倍。吸附容量与吸附剂的BET比表面积和孔体积并非简单线性正相关关系,VOC分子的尺寸也有一定的影响。     

矿物组成对离子吸附型稀土矿中稀土元素浸出效率的影响

稀土开采本质上是利用离子交换作用将稀土元素从矿物(黏土矿物、铁(氢)氧化物)表面解吸下来的过程,厘清不同类型矿物对稀土元素浸出的影响,对于提高开采效率至关重要。(NH₄)₂SO₄溶液是稀土元素浸矿时的常用提取剂,SO₄^2-可以通过与稀土元素络合、改变矿物表面电荷性质以及键桥作用等影响稀土元素在矿物表面的吸附/解吸行为,进而影响浸出效率。本研究以高岭石和水铁矿分别作为黏土矿物和铁(氢)氧化物的代表,通过向离子吸附型稀土原矿中添加不同含量(0、5%和10%)的高岭石或水铁矿,结合批量实验、X射线衍射分析(XRD)、电感耦合等离子体发射光谱仪(ICP-OES)及原位红外光谱(in situ ATR-FTIR)等分析表征手段,模拟不同浸取剂体系(NH₄Cl和(NH₄)₂SO₄)下,矿物类型对稀土元素浸取的影响。结果表明,在空白对照组中(未添加高岭石和水铁矿),NH₄Cl浸出稀土...     

广州及附近地区地表水中稀土元素空间分异的景观效应探析

景观格局与生态过程的关系一直都是地球科学研究中关注的重点,地表水中稀土元素的迁移是一种连贯的地球化学行为,也可能受到景观格局的影响。本研究基于景观视角,对广州及周边5个区域的地表水进行采样,结合土地利用数据与数字高程数据,分析各采样区地表水中稀土元素浓度分布特征,并以各采样点为中心进行不同空间尺度的缓冲区分析,计算各缓冲区内的景观格局指数,通过Spearman相关性分析与冗余分析(RDA)定量研究地表水中稀土元素浓度与地形因子以及景观格局指数的关系。结果表明:(1)地表水中稀土元素的空间分异程度与高程存在显著正相关关系,海拔越高,地表水中稀土元素浓度越高,而与坡度、坡向无明显相关关系。(2)地表水中稀土元素浓度与景观格局指数存在显著相关关系,景观异质性程度越高,地表水中稀土元素浓度越低,反之景观连接度越好,地表水中稀土元素浓度越高。(3)不同空间尺度下景观格局对地表水中稀土元素浓度的影响具有明显差异,多数景观格局指数与地表水中稀土元素浓度的相关性在缓冲区空间尺度达到4000 m以上时才最显著,且在4000 m缓冲区中景观格局指数对地表水中稀土元素浓度的解释度最高。若通过景观规划对区域地...     

CTMA-蒙脱石吸附苯分子的分子动力学模拟研究

有机粘土对疏水性有机污染物吸附性能良好,在环境有机污染控制中有广阔的应用前景。明确有机污染物在有机粘土上吸附的微观结构特征是探明其吸附机理,提高其污染控制效率的关键。论文以十六烷基三甲基铵阳离子改性蒙脱石(CTMA-Mont)为有机粘土代表,采用分子动力学模拟技术,模拟研究了水环境条件下CTMA-蒙脱石对典型疏水性有机污染物苯的吸附特征,得到了CTMA-Mont层间域内原子尺度微观结构。研究发现苯分子主要吸附在CTMA烷基链聚集体内,而蒙脱石硅氧烷表面由于受到烷基链的竞争而对苯分子的吸附能力较弱。随着CTMA负载量的增加,层间域内烷基链聚集体的体积增大,因而能为苯分子提供更多的吸附位点,CTMA-Mont吸附性能相应增强。     

有机蒙脱石层间微结构的分子模拟

采用分子动力学模拟方法,对舍烷基长链阳离子表面活性剂改性有机蒙脱石的层间域内分子环境及烷基长链排列状况进行模拟研究,并考察改性剂负载量与层间域含水量的改变对烷基链排列方式和活动性以及表面活性剂离子中N,C原子的分布状况的影响.1.0倍阳离子交换容量改性的有机蒙脱石在含少量水的情况下(干态),N,C原子均呈双层分布,表明烷基长链为双层平卧排列.含水量的提高(湿态)会导致烷基链从双层分布向在层闻域内均匀分布转变.2.0倍阳离子交换容量改性的有机蒙脱石在舍少量水的情况下(干态),烷基链呈双层倾斜分布于层间域内,烷基链的头部靠近四面体片层.含水量的提高(湿态)对烷基链在层间域内分布状态影响有限,但会导致烷基链整体向层间域中心平面移动,水分子优先占据靠近四面体片层的位置.     

钛磁铁矿的制备及其异相Fenton反应催化性能

在水相中合成了钛磁铁矿（Fe3-xTixO4）,并用XRD、MSssbauer、TG-DSC和SEM等手段对合成的Fe3-xTixO4进行了表征。结果表明,合成的Fe3-xTixO4为立方晶系尖晶石结构,样品中的钛离子都已经进入其晶格中;钛掺杂有抑制钛磁铁矿进一步向钛磁赤铁矿转化和稳定尖晶石结构的作用。此外,以亚甲基蓝降解为探针反应,考察了钛磁铁矿异相Fenton反应的催化性能。实验表明,钛含量较高的钛磁铁矿是一种性能优越的异相Fenton反应催化剂。     

蒙脱石、高岭石、伊利石对重金属离子吸附容量的实验研究

在pH=4,t=23℃和微量浓度条件下,不改变离子浓度,通过增加吸附液体积进而增加体系中重金属离子含量的方法进行了蒙脱石、伊利石、高岭石对Cu2+、Pb2+、Zn2+、Cd2+、Cr3+等重金属离子吸附容量的实验研究,结果表明,3种矿物吸附容量大小顺序为蒙脱石>伊利石>高岭石,与其阳离子交换容量密切相关.Cu-蒙脱石和Cr-蒙脱石的X射线衍射结果表明,Cu2+、Cr3+通过离子交换作用进入了蒙脱石的层间.同一矿物对不同重金属离子也有不同的吸附容量蒙脱石Cr3+>Cu2+>Zn2+>Cd2+>Pb2+;高岭石Cr3+>Pb2+>Zn2+>Cu2+>Cd2+;伊利石Cr3+>Zn2+>Cd2+>Cu2+>Pb2+.     

邻二氮杂菲银/蒙脱石复合物的XPS和TG研究

用微波辐射法制备了邻二氮杂菲银/蒙脱石抗菌复合物。以X射线光电子能谱(XPS)及热重分析(TG/DTG)对抗菌复合物及其热处理产物的表面特性及热稳定性进行探讨。结果表明:邻二氮杂菲银络离子插入到蒙脱石层间后,层间水含量减少。样品表面的银以邻二氮杂菲银络合物的状态存在,煅烧温度低于或等于200℃时,邻二氮杂菲银络合物没有发生分解;当煅烧温度到达300℃时,邻二氮杂菲银络合物开始分解产生新的物质Ag2O;当煅烧温度到达400℃时,样品表面开始有银粒子产生,随着温度的增加,银粒子的粒径不断增加。     

γ-氨丙基三乙氧基硅烷(APTES)与高岭石层间表面羟基的嫁接反应机理

采用γ-氨丙基三乙氧基硅烷(APTES)对不同有序度高岭石的层间表面羟基进行嫁接反应。应用XRD、FTIR、热分析、元素分析等表征手段对产物进行分析。结果表明:高岭石经过二甲基亚砜(DMSO)预插层后,可与APTES反应得到嫁接产物。在相同反应温度下,由于不同有序度高岭石中的DMSO插层分子脱嵌速率不同,导致嫁接产物在嫁接程度上具有明显差异:有序度高,其嫁接程度高;反之,则嫁接程度低。     

多链烷基铵链长和负载量对有机蒙脱石层间结构的影响:分子动力学模拟

有机蒙脱石是用表面活性剂与天然蒙脱石得到的复合产物,具有较强的表面疏水性,其对各类有机分子具有良好的相容性,在复合材料及环境保护与修复处理等方面具有广泛的应用。深入