不同链长烷基季铵离子在蒙脱石层间域内排列方式的对比

选用含不同烷基长链的三种季铵盐——十二烷基三甲基溴化铵(DDTMAB)、十四烷基三甲基溴化铵(TDTMAB)、十六烷基三甲基溴化铵(HDTMAB)，对河北钠交换蒙脱石进行了有机柱撑实验，以X射线衍射分析方法对实验产物进行了对比研究。结果表明，由于烷基链中所含的碳原子数目不同，三种长链季铵离子对蒙脱石的柱撑效果不同，DDTMA^ 在蒙脱石层间域内可形成平卧单层、平卧双层和假三层三种不同排列方式；TDTMA^ 与DDTMA^ 在低浓度条件下形成的前两种排列方式相同，而第三种则不同，为倾斜单层排列；HDTMA^ 有机柱撑产物中除了具有前两者的排列方式外，还具有倾斜双层排列方式。不同排列方式的复合产物可以多相共存。此外，随着柱撑剂浓度的增加，三种长链烷基季铵离子在蒙脱石层间域内的排列方式及其演化是不同的。     

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.     

有机硅烷化蒙脱石的层间锁合效应

有机改性对粘土矿物在高分子纳米复合材料、环境材料、载体材料等领域中的应用有着重要影响。粘土矿物的有机改性方法主要包括:表面活性剂插层、有机硅烷嫁接和原位合成改性。其中,有机硅烷嫁接(也称表面有机硅烷化)是近年粘     

分子动力学模拟研究蒙脱石吸附苯分子

粘土矿物是土壤、底泥沉积物和大气颗粒的重要矿物组成部分,粘土矿物对环境污染物的吸附作用是影响其迁移转化、生物可利用性等地球化学过程的重要因素,因此有必要探明粘土矿物对环境污染物的吸附特征。由于粘土矿物的吸附     

高压条件下蒙脱石层间域对氮的保护效应

含铵(NH₄⁺)蒙脱石不仅存在于陆地土壤中,还广泛存在于蚀变洋壳、远洋和陆源沉积物中,是N的主要载体矿物,对地表N向地球深部的传输路径和效率具有重要影响。本文利用微区和粉晶X射线衍射(XRD)、漫反射傅里叶红外光谱(DRIFT)和元素分析等表征技术,研究了不同温度(25～700℃)和压力(常压和2.5GPa)条件下含铵蒙脱石的物相及结构演化,以及N的赋存状态和N含量的变化特征。结果表明,在常压条件下,温度上升会导致蒙脱石层间距从1.20nm(25℃)逐渐减小至0.96nm(700℃)。同时,蒙脱石Al2–OH(914cm^-1)和AlMg–OH(844 cm^-1)振动峰强度在升温过程中逐渐减弱,表明蒙脱石结构羟基逐渐脱失;在500℃时,蒙脱石结构羟基完全脱失,并导致层间完全坍塌。在高压(2.5GPa)条件下,温度上升会造成蒙脱石层间距从1.20 nm(25℃)逐渐减小至1.02 nm(700℃),但蒙脱石结构羟基在700℃时依然存在。在此过程中,蒙脱石膨胀性逐渐降低,表明蒙脱石逐渐向伊利石转变。在常压...     

十八烷基三甲基铵改性蒙脱石的结构和凝胶性能关系研究

利用小角X射线衍射技术研究在不同的十八烷基三甲基铵盐用量下制备的有机蒙脱石的结构特征,将具有不同晶体结构特征的有机蒙脱石分别分散在二甲苯、乙醇混合相和0#柴油中,测定在相应溶剂体系中的凝胶性能,研究发现当十八烷基三甲基铵盐的用量小于0.9 CEC时,十八烷基三甲基铵盐阳离子在蒙脱石层间呈单层平卧排列,由于在有机溶剂中蒙脱石得不到充分的剥离而导致有机蒙脱石的凝胶性能较差,表现为有机凝胶的粘度和胶体率都较低;当十八烷基三甲基铵盐的用量在0.9 CEC~1.8 CEC时,十八烷基铵阳离子在蒙脱石层间呈单层倾斜排列,在有机相中蒙脱石不仅能得到充分的剥离,而且能形成稳定的"卡房式结构",使有机凝胶的黏度和胶体率分别最高达到23 000mPa.s和100%;而当十八烷基铵盐的用量大于1.8 CEC时,十八烷基铵有机物在蒙脱石层间呈胶束排列,尽管在有机相中能得到充分的剥离,但由于过量的有机阳离子中和了蒙脱石层面的负电荷,在体系中不能形成稳定的"卡房式结构",使有机蒙脱石的凝胶粘度较低,而胶体率较高。     

反应溶剂对蒙脱石有机硅烷改性的影响

有机改性有利于改善蒙脱石等粘土矿物与有机物的亲和性,提高其在聚合物中的分散及复合材料的机械性能、光学性能和热稳定性能等。传统的蒙脱石有机改性方法主要利用蒙脱石的离子交换性能将离子型表面活性剂(如季铵盐)引入     

层间水含量对蛭石有机改性影响的研究

本文以溴代十六烷基吡啶、磷酸三丁酯对膨胀蛭石和未膨胀蛭石进行了改性处理，并用IR、XRD方法研究了蛭石在不同层间水含量情况下，这两种有机分子分别进入蛭石层间的难易情况，结果表明：（1）层间水含量能够对有机分子进入蛭石层间产生影响，但对具有较强离子交换能力的有机分子进入层间的影响不大；（2）磷酸三丁酯分子易于与含层间水少的膨胀蛭石结合，说明层间水对磷酸三丁酯分子的作用遵循异极性排斥的原则。     

阳离子交换容量和烷基链链数对有机蒙脱石性能的影响

已有研究表明影响有机蒙脱石性能的因素很多,除了有机改性剂的特性外,蒙脱石的晶体化学特征也是不容忽视的因素。为了探讨烷基链链数和阳离子交换容量与有机蒙脱石性能之间的关系,本文选择3种不同阳离子交换容量的蒙脱石为主体,4种季铵盐阳离子改性剂十八烷基三甲基溴化铵(S18)、双-十八烷基二甲基溴化铵(D18)、十二烷基三甲基溴化铵(S12)和双-十二烷基二甲基溴化铵(D12)为客体,在不同添加量条件下(0.2、0.5、1.0、1.5、2.0、2.5、3.0、4.0CEC)制备了多个系列的有机蒙脱石,并用XRD、TG-DTG等手段对产物进行表征。实验结果表明,阳离子交换容量与层间柱撑高度之间不存在明显的相关性,但对表面活性剂在蒙脱石上的吸附量有显著的影响,吸附量随着阳离子交换容量的增加而增加。双链表面活性剂对蒙脱石层的撑开能力比单链更强,在层间具有更复杂的自组装过程,导致其热分解过程更为复杂。     

直接/间接作用模式下一株短小芽孢杆菌对蒙脱石层间域特性的影响研究

为探讨直接/间接作用模式下土壤常驻菌对蒙脱石层间距、层电荷及层间介质的影响,从绵阳地区紫色土壤中分离选取1株短小芽孢杆菌,利用透析袋,建立土壤菌与蒙脱石"接触"与"非接触"体系进行相互作用实验。作用5 d后的结果表明,蒙脱石样品层间距变小,样品M-1和M-2的d001值从1.486 nm分别减小到1.246 nm和1.257 nm,单位半晶胞层电荷数减少,且ξMMTξM-2ξM-1,FTIR分析显示作用后蒙脱石样品出现来自蛋白质酰胺Ⅱ带及蛋白质分子甲基的新特征峰,层间水分子3434 cm-1、1637 cm-1处的峰发生偏移,此外阳离子交换容量也发生明显改变。土壤菌的生物作用能改变蒙脱石的层间距、层电荷及层间介质,使其结构和性质发生改变。对比2种作用方式与作用后蒙脱石层间域特性的改变分析可知,接触作用对蒙脱石层间域特性的改变效果强于非接触作用。     

基底摩擦属性和脆性层厚度对背驮式盆地地貌形态及形成演化的影响: 来自物理模拟的启示

对背驮式盆地的形成机制进行分析有利于深入理解油气运聚成藏的过程及其机理。前人研究已基本揭示了背驮式盆地的构造几何学特征及可能的动力学来源,但有关背驮式盆地的形成机制及其控制因素的物理模拟探索,所开展的研究工作还不足。本文主要根据基底摩擦属性差异和脆性层厚度变化,设计了两个系列5组实验模型,对背驮式盆地的成因机制进行了分析和探讨。研究表明：1）脆性层厚度是控制背驮式盆地形成的关键因素,太薄的脆性层厚度不利于形成背驮式盆地,而较厚的脆性层有利于背驮式盆地的形成;2）基底摩擦强度在一定程度上也影响背驮式盆地的形成,褶皱—冲断带根带基底高摩擦和前缘低摩擦强度,对背驮式盆地的形成具有促进作用;褶皱—前缘高摩擦强度则阻碍背驮式盆地的形成;3）只有根带具有较大的脆性层剪应力,同时前缘构造带具有较小的基底剪应力,在力学上具备一定的动力学平衡,才能形成形态较为清晰的背驮式盆地;4）四川背驮式盆地的形成与青藏高原的强烈隆升所提供较大的剪应力和川东构造带的基底软弱层改变了该区的基底摩擦强度等密切相关。该研究成果对进一步深入理解背驮式盆地的形成演化具有重要的指示意义。     

浅部滑脱层沿走向的厚度与性质差异对变形影响的物理模拟研究:对乌什和库车褶皱冲断带的启示

在褶皱冲断带的构造变形中,滑脱层是影响变形的主要控制因素之一。塔里木盆地北缘的乌什和库车褶皱冲断带的构造变形主要受到深浅两套滑脱层的控制,且浅部滑脱层沿走向存在厚度和性质差异。本文采用物理模拟研究方法,结合乌什和库车褶皱冲断带的地质背景,设计了4组实验模型,研究双滑脱层模型中浅部滑脱层沿走向的厚度与性质差异对褶皱冲断带变形的影响。实验中用微玻璃珠模拟页岩、泥岩等脆性滑脱层,用硅胶模拟盐岩、膏盐岩等韧性滑脱层。实验模型共铺设两套滑脱层,其中基底滑脱层为均匀分布的脆性滑脱层,而浅部滑脱层沿走向存在厚度和性质差异。实验结果表明:在双滑脱层模型中,浅部滑脱层沿走向的厚度与性质差异对褶皱冲断带的构造变形及楔体坡度值具有重要的控制作用。具体表现为:①当浅部滑脱层沿走向存在厚度差异时,浅部滑脱层较薄一侧的变形制约较厚一侧的变形传递,导致模型整体变形前锋的传递距离较近,且模型两侧的变形前锋的扩展范围基本一致。较薄一侧的断层发育数量明显比较厚一侧的数量多、间距小,且楔体坡度值自较薄一侧向较厚一侧逐渐减小。②当浅部滑脱层沿走向存在性质差异时,浅部脆性滑脱层一侧表现为上下一体的变形,而韧性滑脱层一侧表现为上...