煤系高岭石的原始晶粒尺寸及结晶度对插层作用的影响

采用SEM、XRF、XRD和IR研究了大同、平朔和淮北煤系高岭石的结构、粒度及其特性,探讨了粒度大小对高岭石插层作用的影响及其机理。研究发现:粒度中等且结晶有序的平朔煤系高岭石插层率最高,其次为晶体粗大但结晶有序的大同高岭石,粒度最小且结晶无序的淮北高岭石插层率最低。研究认为高岭石原始晶粒粒度对高岭石插层作用有重要影响,中等粒度最有利于高岭石插层作用的进行,粒度过大或过小均不利于高岭石插层作用的进行,其原因是由于不同粒度的高岭石插层作用过程中导致的差异弹性变形引起的。结晶有序度对高岭石插层作用也有重要影响,结构无序不利于插层作用的进行。     

高岭石表面的酸碱性质

采用双位模式（即假定高岭石表面存在＞AIOH和＞SiOH基团）拟合高岭石表面的酸碱滴定数据并描述表面上发生的质子化反应，Al位和Si位的表观常数拟合值分别为pKal,Al=1.78、pKa2,Al=8.47和pKa2,Si=5.12，它们的酸性比对应的（氢）氧化物表面位的更强。高岭石的总表面位密度远大于氧化铝和二氧化硅，其原因很可能是溶液中的质子或羟离子能够渗入高岭石的层间，与层间的羟基发生反应。此外，Al位密度也比Si位大近一个数量级，这种与理论化学式偏离的现象可受多种因素的影响。高岭石表面总体在pH低于4.0时带正电荷，在pH高于4.0时带负电荷。正电荷仅由＞AlOH基团通过质子化作用形成＞AlOH2^ 表面化合态来提供，而负电荷则由＞AlOH和＞SiOH基团的去质子化作用产生，分别形成＞AlO^-和＞SiO^-表面化合态。     

高岭石结构及其改性对变高岭石火山灰活性的影响

通过差热分析及X射线衍射分析的研究可知，结晶完好的高岭石所制得的变高岭石比b轴无序的高岭石所制得的变高岭石具有较高的火山灰活性；而通过加入改性剂改性，增大了高岭石的层间距离，可提高其制得的变高岭石的火山灰活性。     

纳米级高岭石晶胞数、原子数和晶面原子数的计算与研究

以矿物晶体结构、晶体化学理论为基础，通过对纳米级高岭石颗粒的晶胞数、原子数以及平行(001)面的表面原子数的计算，讨论了它们与纳米级高岭石颗粒尺度大小的相关规律，并结合纳米微粒的特性对其进行了简要分析。     

天然烧变高岭石的研究

笔者对三个天然烧变高岭石样品进行了系统的化学分析，Ｘ射线衍射，红外吸收光谱，差热和热重分析及＾２７Ａｌ，＾２９Ｓｉ魔角旋转核磁共振研究，阐明三个样品为高岭石在不同温度梯度下的产物，其中Ｐ４样品为低温产物，受热温度大约为５００℃，为典型的变高岭石结构；ＨＹ样品为高温产物，已有石英晶出，受热温度大约为１０００℃左右，而Ｐ５样品则为Ｐ４和ＨＹ的过渡态，在其结构中，Ｓｉ－Ｏ四面体片已发生了结构的崩塌和重组     

微波辅助化学反应制备纳米高岭石

为提高高岭石比表面积、孔隙率和吸附容量，利用微波辅助化学反应制备了尿素-高岭石复合物，进一步微波辐射使层状高岭石完全剥离并粉碎，经分散后得到了纳米高岭石。利用傅立叶红外光谱仪（FT-IR）、X射线粉晶衍射仪（XRD）、扫描电镜（SEM）和透射电镜（硎）进行了过程中样品结构、形貌和尺寸方面的表征。结果表明：同等条件下，通过微波辅助剥离并粉碎层状高岭石，时间只需30min，约为单一球磨的1／20，分散后的纳米高岭石平均粒径约为150nm。     

苏州高岭石的热变过程研究

运用X射线衍射、红外光谱及固体高分辨核磁共振等手段，研究了苏州高岭石560～1600℃热变产物，结果显示：①高岭石．偏高岭石．莫来石的转变系列存在结构上的连续性，其转变经历了脱羟阶段（约400～600℃），偏高岭石阶段（600～800℃），相分离阶段（800～1100℃），莫来石阶段（1100～1600℃）；②莫来石形成过程没有出现AlO3的大量分凝，但存在SiO2分凝；③偏高岭石．莫来石转变过程的中间相为Al-Si尖晶石和准莫来石；④引起1000℃放热反应的主要因素是SiO2的大量分凝，其次是准莫来石等过渡相的形成。     

苏州高岭石的热变过程研究

运用X射线衍射、红外光谱及固体高分辨核磁共振等手段,研究了苏州高岭石560～1600 ℃热变产物,结果显示:①高岭石-偏高岭石-莫来石的转变系列存在结构上的连续性,其转变经历了脱羟阶段(约400～600 ℃),偏高岭石阶段(600～800 ℃),相分离阶段(800～1100 ℃),莫来石阶段(1100～1600 ℃);②莫来石形成过程没有出现Al2O3的大量分凝,但存在SiO2的分凝;③偏高岭石-莫来石转变过程的中间相为Al-Si尖晶石和准莫来石;④引起1000 ℃放热反应的主要因素是SiO2的大量分凝,其次是准莫来石等过渡相的形成.     

高岭石—聚丙烯腈夹层复合物的制备

作者通过XRD和IR等手段研究了高岭石－聚丙烯腈夹层复合物的形成过程。通过对高岭石／DMSO（二甲亚砜）、高岭石／乙酸铵等中间复合物的置换反应，成功地将丙烯腈单体引入高岭石层间。XRD谱表明高岭石层间被插入有机分子后，其层间距增大；IR谱显示有机分子与高岭石的外羟基可能以氢键的形式相互作用。在有引发剂的存在下，实现了丙烯腈单体在高岭石层间的聚合。     

关于长石→高岭石动态形成过程的讨论

在对广东几个地区高岭土、高岭石研究的基础上,从结构的观点出发,详细分析讨论了风化过程中长石→高岭石转变的动力学机制,建立了高岭石形成的长石结构动态转化模型,并以此解释了高岭土矿床以及高岭石的某些特征和现象。     

高岭石的结晶度和精泥流变性能的关系

造纸涂料分气刀和刮刀涂料两种,它们的主要区别在于固含量高低和流变性能的好坏。刮刀涂料要求固含量高,流变性能好,即粘度低,一般小于500mpa.s。实践证明,流变性能的好坏,与高岭石的结晶度密切有关。结晶度高,则流变性能好。因此,可以用“x衍射”法测定高岭石的d(001)半高宽(w)代入公式c=100(1/w)计算高岭石的结晶度(c),进而判断精泥的硫变性能及其用途。     

煤系高岭石粘土岩的理论与应用研究

我国北方煤系中的高岭石粘土岩是具有很高经济价值的共生矿产,在煤田勘探中应予充分注意,进行详细研究和评价.它有沉积和火山灰蚀变两种成因,不同成因的矿层具有不同的特征.指出渭北太原组5煤的高岭石夹矸属火山灰成因,11煤高岭石夹矸是沉积产物.软质高岭土全属沉积成因,多产于中、新生代煤系中.     

高岭石水溶液的界面反应特征

高岭石的表面荷电性、溶解及其对 Cu2 、 Pb2 的吸附等实验结果表明, 高岭石的零净质子电荷点 pHPZNPC=5.2,但端面 >AlOH的 pHPZNPC在 6.5～ 7.0之间,而 >SiOH的 pHPZNPC < 2.3;然而,在 pH 2～ 10范围,ζ电位均为负值,即电动电荷等于零对应的 pH (pHIEP) < 2;且在 pH < 4溶解时, Al溶出率比 Si高,表明高岭石表层形成富 Si贫 Al层.随着溶液 pH由酸性往碱性的变化,重金属离子的吸附表现为离子交换与表面配位模式并存,并发生规律性的变化:在 pH < 6.5时主要表现为离子交换吸附,在 pH < 4时由于受到高岭石 Al的高溶出及较高的离子强度影响,高岭石对 Cu2 、 Pb2 的吸附率较低,但在 pH 5～ 6附近吸附率有明显的提升,并且有个吸附平台;在 pH > 6.5时,主要表现为离子交换和表面配位均为重要的吸附机制,若 pH再升高或重金属离子浓度过高时甚至发生表面沉淀.研究还表明,溶液 pH与离子强度影响高岭石水界面反应过程,表面溶解与质子化反应改变高岭石的表面性质,包括表面荷电性和表面位化合形态,因而调控 Cu2 、 Pb2 的界面吸附行为.     

铅在高岭石表面的吸附模式

采用表面络合模式,研究了高岭石表面的酸碱性质以及高岭石表面对铅的吸附行为。结果表明,高岭石表面在不同ｐＨ条件下对质子和铅离子的吸附反应可以用单一表面基团、无静电表面络合模式来描述。高岭石表面酸度常数拟合值分别为ｐＫａ１＝２．７５和ｐＫａ２＝５．５２,电荷零点ｐＨｚｐｃ＝４．１铅在高岭石表面的吸附量随ｐＨ值的升高而增加,吸附铅的两种表面化合态〉ＳＯＰｂ＾＋和〉ＳＯＰｂＯＨ的浓度也随ｐＨ值的变化而变化