不同反应参数下纤蛇纹石纳米管的水热合成研究

以活性MgO和纳米SiO2为原料,在仿地质作用的碱性水热环境下控制不同反应参数合成了多个系列的纤蛇纹石样品。利用XRD和IR分析系统地研究了不同反应参数对纤蛇纹石特征的影响。结果表明,活性MgO和纳米SiO2在水热环境中很容易转变成纤蛇纹石相,但形成完善纳米管结构须严格控制水热反应条件;pH值、反应温度和反应时间的提高均有利于水热合成结晶度及管状结构更加完善的纤蛇纹石,最佳水热反应条件为pH=13.8,200℃,反应60h,此条件下无其它杂质产物生成,合成温度较前人采用的300℃有所降低。利用SEM和AFM对最佳反应条件下合成的纤蛇纹石纳米管的形貌进行了观察,发现其为短柱状,准直性较高,表面光洁无杂质,直径均一,约50nm,长度多为400～500nm。     

吸附法对天然斜纤蛇纹石纳米管内径的表征

通过解析吸附等温线研究了天然斜纤蛇纹石的中空纳米管特征 ,与电子显微镜的分析结果比较 ,证明氮气吸附法是表征天然斜纤蛇纹石的中空纳米管内径特征的有效方法。该方法可以获取较大量样品的内径大小、分布和变化的特征信息 ,对其特殊理化性能的研究有特别意义。与其他表征方法结合可获得更完整的中空管参数 (包括外径 ) ,为天然斜纤蛇纹石的理论研究和实际应用提供基础参数     

水热条件对纤蛇纹石纳米管合成的影响研究

采用水热法在不同反应条件下合成了一系列纤蛇纹石纳米管.利用红外吸收光谱、扫描电镜和透射电镜系统地研究了水热反应中,反应温度、Si/Mg比、反应时间等不同反应参数对合成纤蛇纹石纳米管的晶体生长及其结构的影响.结果表明,温度的升高、Si/Mg比趋近0.68及反应时间的延长均有利于纤蛇纹石的生长,并获得最佳条件下合成的纤蛇纹石条件.     

合成纤蛇纹石纳米管组装ZnS的实验研究

采用超声化学法在合成纤蛇纹石纳米管内进行了组装ZnS量子点的研究。利用X射线衍射仪(XRD)、透射电镜(TEM)及紫外-可见光谱仪对组装样品进行了表征。TEM观察发现在纤蛇纹石纳米管中组装了ZnS;XRD分析表明组装的ZnS量子点为β-ZnS结构,其平均晶粒度为4.2nm;紫外-可见吸收光谱研究表明ZnS量子点的吸收边红移5nm。     

纤蛇纹石纳米管的水热合成与表征

采用水热法进行了纤维蛇纹石的合成研究,通过改变反应温度、反应体系pH值合成了多个样品,并利用X射线衍射仪、透射电子显微镜、扫描电子显微镜和红外光谱仪等手段对合成样品的物相、结构和形貌进行表征,分析表明在180℃～220℃、pH值为10.39～13的水热体系中均能够合成纤蛇纹石结构纤维;在220℃、pH值为13的条件下合成晶型最好、纤维最长的纤蛇纹石纳米管,其内径约6 nm～8 nm、外径约30 nm～35nm,长约200 nm～400 nm。     

碱度对水热合成纤蛇纹石纳米管的影响研究

为克服天然纤蛇纹石纳米管在量子组装应用上存在的不易提纯、易被伴生矿物堵塞、管径不均等缺点,以活性MgO和纳米SiO2为原料,采用水热法在不同碱度下合成了系列纤蛇纹石样品.时合成样品的X射线衍射(XRD)、傅立叶红外光谱(FTIR)以及扫描电镜(SEM)分析表明,在200℃.pH值大于13的条件下反应60 h以上能够合成结晶度比较完善的纤蛇纹石;碱度的提高有利于纤蛇纹石氢氧镁石层和硅氧四面体层的生长,并促使两者结合更为紧密,晶胞参数b0值增大,结构层更易卷曲,纤蛇纹石的纤维管状结构更加完善,结晶度提高,纤维的晶体轮廓更加清晰,直径更为均一,长度增加;最后确认在200℃.pH 13.8,反应60 h条件下合成纤蛇纹石纳米管的直径约50 nm.长度多在600nm以上,长度上优于前人的合成.     

四川石棉矿蛇纹石矿物学研究

四川石棉矿产出四种蛇纹石矿物:纤蛇纹石,Povlen型纤蛇纹石、利蛇纹石和叶蛇纹石。它们的形态、结构、化学成分和红外光谱各具特征,本文对此进行了描述和讨论。纤蛇纹石以纵纤维脉和横纤维脉形式产出,以斜纤蛇纹石为主,含少量正纤和副纤蛇纹石。纵纤维蛇纹石可能由地壳浅层中的大气热水形成。Povlen型纤蛇纹石是蛇纹石族矿物的一个新变种,其形态、结构和化学成分都不同于其他蛇纹石矿物。     

纳米纤维状白炭黑的孔隙特征

在与传统白炭黑对比研究的基础上,利用TEM和氮吸附法对纳米纤维状白炭黑(MLD为92.73%)进行研究,主要讨论了纳米纤维状白炭黑多孔结构的成因、孔径大小、孔分布及孔类型等特征分析表明:纤蛇纹石中氢氧镁石八面体层被酸溶蚀和硅氧四面体层的塌陷是导致这种白炭黑具有多孔纳米纤维结构的直接原因。这种白碳黑的长度为微米级或纳米级,其孔隙以小于6.5nm的中孔为主,其中又以孔径2.1nm和3.8nm处的孔隙数量最多。它有两种孔隙类型:纤维上的孔隙和纤维的堆积孔隙。纤维上的孔隙包括SiO2微粒间的孔隙、其聚结体间的孔隙、残余纳米管的管道和毛细…     

天然硅酸盐矿物纤维管特征研究

纤蛇纹石纤维管和10(A)埃洛石纤维管是自然界中两种主要的天然硅酸盐矿物纤维管.纤蛇纹石纤维管的内径为3.5～11 nm,外径为20～50 nm,属中孔纳米材料.     

青海茫崖超镁铁质岩蛇纹石化作用的氢氧同位素研究

对青海茫崖石棉矿床中的蛇纹岩和纤蛇纹石石棉进行了氢氧同位素分析,蛇纹岩的δ~(18)O为+5.9—+7.5‰,δD为—115——133‰,纤蛇纹石石棉的δ~(18)O为+7.4—+8.9‰,δD为—115——136‰。共生蛇纹石-磁铁矿同位素温度表明各种蛇纹岩的形成温度为210—320℃,纤蛇纹石石棉为120—170℃。超镁铁质岩的蛇纹石化作用是多阶段的,蛇纹石化作用的水可能以具有一定盐度、CO_2分压较高的深循环大气变质水为主。蛇纹石作用发生在大陆环境中,纤蛇纹石石棉是在蛇纹石化最后阶段于近地表环境中形成的。     

南水北调西线工程区地震危险性分析及预测

作者已在《青藏高原地质过程与环境灾害效应》文集中, 对南水北调西线调水区地震与活动断裂的关系及其特征进行了论述, 本文通过南水北调西线工程区地震活动特点, 利用区域地震资料采用统计的方法研究地震发生的时空分布特点及预测未来发生地震的可能性。      

三峡库区重力侵蚀特征及其对重要城镇地质环境影响评价

应用环境地质学与岩土工程学相结合的方法，提出三峡库区区域性地质环境因素是控制该区重力侵蚀发生发展的基本环境因素．建立由其决定的库区重力侵蚀基本模式、稳定性判据及工程地质稳定区段．在此基础上，探讨了重力侵蚀对三峡库区城镇地质环境影响的评价以及对城镇形成、发展、变迁、消失、规模、功能及格局的作用．这对促进库区城镇发展、山区开发和经济发展有重要意义     

钻孔水泥浆灌注替浆量的计算及操作问题

分析了钻孔水泥浆液灌注过程中孔内水位变化以及管路虹吸现象对替浆量的影响;指出了以往替浆量计算方法的不足;根据水力学压力平衡理论修订建立了新的钻孔水泥浆灌注替浆量的计算公式。      

透水与隔水夹层对粉质土液化影响试验研究

黄河三角洲沉积物以粉质土为主,循环荷载作用下隔水夹层与透水夹层的存在对粉质土孔压累积、消散及液化的影响如何,目前尚不清楚。本文针对4种隔水夹层与透水夹层的组合情况,利用现场原位振动和室内土样振动试验,研究隔水夹层与透水夹层的存在对循环荷载作用下黄河口粉质海床土液化过程影响,发现循环荷载导致黄河三角洲粉质土孔隙水压力、粒度成分、密度、含水量及孔隙比等物性指标发生的变化,因夹层的不同有明显的差异,并且其液化性能因夹层结构的不同而不同,有透水夹层时,相对提高了粉土的抗液化性能,隔水夹层则相反。     

用于煤层底板突水机理研究的岩体原位测试技术

底板突水是底板受采动应力和承压水水压共同作用的结果。开拓和采动打破了原有地应力的平衡状态,为达到新的平衡,某些应力相对集中的地方,会释放应变能,使岩体构造发生变化;而承压水的水压对底板隔水层的作用主要是压裂扩容作用与渗水软化作用。本文介绍了由岩体原位应力测试技术、室内三轴渗透仪测定技术和计算机有限元模拟技术组成的岩体应力测试综合技术及其在煤层底板突水预测中的应用。      

中国华北型煤田矿坑涌水量预测的“准三维”数值模型研究

根据中国华北型煤田的特征:在剖面上有多层相互间具密切水力联系的孔隙、岩溶—裂隙充水含水层结构,在平面上各含水层又具有各自的不规则空间分布、复杂的边界位置及边界条件。为了真实地反映华北型煤田客观存在的矿床水文地质特征,减少由于模型假设条件与实际相差太大而引起的计算误差,本文首次提出了“准三维”有限元数值模型,并用华北型煤田的典型实例成功地验证了这个模型。     

中国北部边疆第四系地下水研究

在中国北部边疆西起天山东端的北山，东至大兴安岭北段的４２００ｋｍ地域内，气候干旱少雨，水资源贫乏，第四系地下水是主要供水源之一。本文首次比较系统地研究了该区第四纪堆积物的分布和地下水的赋存规律。文中依据不同地貌单元、地层岩性及气候条件诸因素将本区第四系地下水划分为枝状沟谷砂砾石层孔隙水、河谷冲积平原砂砾石层孔隙水两种主要类型，并着重对有重要供水意义的河谷冲积平原砂砾石层孔隙水的分布、埋藏条件、富水性及水化学特征进行了论述。     

对天山山前地下水库开发利用的认识

针对天山山前三工河流域不同水文地质单元区的地下水动态分析人手,对流域大力开发山前地下水库,造成其水位持续下降对潜水溢出带环境的改变和水位最终保持稳定的现象进行探讨分析,结合流域生态环境趋于良性发展的现实,从保护流域生态环境和社会发展的角度出发,提出开发三工河流域山前地下水库必须保持潜水溢出带有相对较高的稳定水位,山前地下水库中心控制开采水位在数值上应不低于潜水溢出带处的地面高程。三工河流域40多年开发利用地下水的模式对流域社会经济发展和环境的贡献,可为相似于三工河流域的地区开发利用地下水资源提供借鉴和经验。     

长江三角洲水环境水资源研究

长江三角洲包括三角洲平原及周边丘陵山地,天然的水环境良好,多年平均当地水资源量为537.79×10⁸m³,长江干流多年平均过境水量9730×10⁸m³,水资源丰富。目前,长江总体水质尚好,主泓水质多为Ⅱ类,沿岸部分具有Ⅲ类水。太湖是上海、苏州、无锡的主要饮用水源,但水质一直在下降,总体为Ⅲ类水(占70%),Ⅱ类水仅占15%,其他河道、小湖泊均为Ⅳ类和Ⅴ类水。钱塘江水系以Ⅱ类、Ⅲ类水为主。京杭运河为Ⅴ类、劣Ⅴ类水。随着人口增加、城镇扩展和乡镇企业快速发展,水环境污染日趋严重,清洁淡水水源日益缩减。长江三角洲平原地区出现水质性缺水,浙东宁波舟山主要是缺乏工程调剂用水。文章建议:1)应用GIS技术,作流域性水环境水资源模型,以解决平原水网区水质、水量的调控、决策和管理;2)浙东缺水区需从全省范围规划建设大区域水利工程,解决供水,避免各县市单独、分散局部规划建设;3)三角洲的洪涝灾害主要是不合理开发引起的。建议按水系自然规律整治河道,去除障碍,减少淤积,降低水位,让洪水流量有畅通去路,同时配合非工程防洪措施以综合防治洪水灾害。长江三角洲由于水环境污染造成的水质性缺水提供了人们研究人和自然环境和谐地相关发展的一个最好例证。     

706矿点钻孔放射性水异常的揭露评价

本文总结了706矿点水中放射性元素的富集、迁移、分布特点及其与水的化学成分的关系,作者评价了该区放射性水异常的铀成矿远景,并进一步指导了水化学找矿工作。另外,根据该矿点的水文地质条件和氡的迁移规律,定量预测了盲矿体赋存的空间位置。