粘土矿物的掺杂对沉积物吸持Cu、Zn能力的影响

通过考察粘土矿物及掺杂粘土矿物前后沉积物的吸附/解吸特性,分析了伊利石与蒙脱石对重金属污染沉积物中Cu与Zn稳定固定化的可行性。结果表明：伊利石与蒙脱石的掺杂均降低了沉积物吸持Cu的能力（最大下降量分别为5.4%和3.8%）,伊利石的掺杂同样降低了沉积物吸持Zn的能力（最大下降量为4.4%）,但蒙脱石掺杂后沉积物吸持Zn的能力明显增强,最高增加5.7%。因此,蒙脱石具有固定污染沉积物中Zn的能力,但不能提高污染沉积物中Cu的稳定性。     

高岭石和硅／铝-氧化物对腐殖酸的吸附实验研究

矿物结合的腐殖质可改变矿物的表面性质,矿物对腐殖酸的吸附强度与矿物的吸附位性质、密度、荷电性及比表面积有关.若按比表面积计算,矿物对腐殖酸的吸附强度顺序为氢氧化铝>高岭石>石英;按单位质量计算,吸附强度顺序为高岭石>氢氧化铝>石英.研究表明,矿物表面活性受水溶液pH值的调控,且当pH值在4～7时,上述3种矿物对腐殖酸的吸附机理为石英主要表现为氢键作用;氢氧化铝主要表现为配体交换表面配位作用;高岭石表现为多种形式并存,包括氢键、配体交换表面配位和疏水性作用以及金属离子桥键作用.     

高岭石和蒙脱石吸附Li~+的实验研究

为探讨粘土矿物从溶液中吸附锂的基本特征,选取蒙脱石和高岭石与合成的含锂人工海水(ρ(Li)=1.4mg/L)在室温下进行吸附反应,探讨其吸附平衡时间、pH和水岩比对吸附的影响。实验结果表明蒙脱石和高岭石与锂溶液在2 h内均达到吸附平衡。pH从4升高至8时,高岭石对锂吸附的量从33.2μg/g升高到72.4μg/g。而pH>8时,高岭石对锂吸附的量开始减小。水岩比明显的影响到高岭石的吸附能力。水岩比从50mL/g变化到100 mL/g和200 mL/g,其吸附量从25.2μg/g增加到58.8μg/g和142.6μg/g。这说明所用高岭石量足够与实验溶液达到吸附平衡,可以用本实验来研究吸附过程的锂同位素分馏特征。     

大颗粒黏土矿物对黏土矿物X射线衍射定量分析的影响

现行X射线衍射分析黏土矿物都是提取粒径小于2μm的悬浮溶液检测样品的黏土矿物组合及含量,含量数据有时与其他检测数据相悖。在鄂尔多斯盆地黏土矿物研究中,通过偏光显微镜和扫描电镜发现存在粒径大于2μm的黏土矿物颗粒,特别是高岭石的粒径多为3～10μm,这些大颗粒黏土矿物会造成含量数据不准确。为了证明大颗粒黏土矿物对其含量测量的影响,本文设计了不同粒径标准的提取物对比试验:随机选取267个样品,每个样品分别按照10μm和2μm标准提取两份悬浮溶液制成测试片,采用SY/T5163—2010行业标准中的检测方法得到10μm和2μm提取物的黏土矿物组合及含量。通过对比发现大颗粒黏土矿物对各类黏土矿物的相对含量测量结果有明显影响:10μm提取物中高岭石含量明显增大;伊利石/蒙脱石间层矿物含量显著降低;伊利石含量的变化小且无规律;绿泥石含量整体变化较小,少量样品中绿泥石含量发生了明显的偏离,与大颗粒高岭石的赋存有关。本研究提出应结合地质状况和工作目的审慎选择提取粒径的标准,对SY/T 5163—2010中的黏土矿物提取粒径标准作出修订。     

膜蒸馏处理乳化油废水的实验研究

采用自制的中空纤维膜蒸馏组件对模拟的乳化油废水进行膜蒸馏处理研究, 分析了料液的浓度、流速、温度和处理时间等因素对膜通量及去除率的影响。实验结果表明: 在料液温度为50℃、流速为14 mL /min、乳化油浓度为500 mg/L 的条件下, 运行1 h后乳化油膜通量为21.20 g/m2 ·h, 去除率> 70%; 运行5 h后膜通量下降为5.141 g/m2 ·h, 去除率> 90%。     

黏土矿物界面吸附Fe(Ⅱ)耦合对邻硝基苯酚还原转化的增强机理研究

系统考查了Fe(Ⅱ)分别与高岭石、蒙脱石结合的界面结合系统对邻硝基苯酚(简称2-NP)的还原转化作用。研究表明,矿物表面结合态Fe(Ⅱ)能够有效提高2-NP的还原转化速率,2-NP的还原反应符合伪一级反应动力学方程,而且速率常数(k)随溶液p H值、亚铁离子初始浓度以及反应温度的升高而显著增大。当温度25℃,p H值6. 7,Fe(Ⅱ)和2-NP初始浓度分别为3. 0 mmol/L、0. 022 mmol/L,以及黏土的投加量为4. 0 g/L时,Fe(Ⅱ)/高岭石系统对2-NP的还原转化率在4. 0 h内可达到100%。同样,p H值从6. 0升高至7. 3时,Fe(Ⅱ)/蒙脱石系统对2-NP的还原转化也显著增强;但在较低p H值和较低初始Fe(Ⅱ)浓度时,蒙脱石对Fe(Ⅱ)的还原催化性能不如高岭石,可归因于蒙脱石具有较高的离子交换性能。因此,Fe(Ⅱ)在上述两种矿物上吸附形态的差异是导致该系统对2-NP还原转化出现不同效应的根本原因。     

矿物,岩石对纳米金吸附作用的实验研究

以实验方法配制成了纳米级大小的微粒金，使存在于溶液中，并加以保护，以免纳米微粒金自动凝聚长大，在此基础上，用各种矿物和岩石进行吸附实验研究，实验结果表明，不同的矿物和岩石对纳米金的吸附性能不同。     

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。     

腐殖酸在铝土矿形成中的作用的实验研究

本实验以可能是黔中铝土矿的成矿母岩的两种伊利石粘土岩为主要试样，并选择了与成矿过程有关的高岭石粘土岩和铝铁岩为实验对象，实验研究了碳酸水体系腐殖酸存在的不同条件下，上述岩样中铝、硅、铁的溶解作用；阐明了在碳酸水体系中，腐殖在成矿母岩和风化母岩脱硅、脱铁和富集铝过程中的重要作用；初步分析了腐殖酸在铝质迁移中的护胶作用；指出了腐殖酸在铝土矿形成中的重要意义。     

4A沸石分子筛对KNO3和NH4NO3的吸持作用

实验研究了4A沸石分子筛经熔融盐处理后对KNO₃和NH₄NO₃的吸持作用。结果表明：在实验条件下,KNO₃处理后的4A沸石中含钾(以K₂O计)15.01%,含NO^-₃ 9.23%;NH₄NO₃处理后的4A沸石中含NO^-₃ 10.78%,含NH⁺₄ 0.94%。熔融盐处理后的样品X射线衍射峰相对强度发生了变化,红外光谱中1 640 cm^-1附近水的吸收带强度减弱,1 390 cm^-1附近出现的NO^-₃离子的强吸收带及825 cm^-1附近出现的NO^-₃离子的弱吸收带,以及热重-差热曲线中KNO₃和NH₄NO₃的热失重和分解热效应均证明沸石中吸持盐的存在。处理后4A沸石分子筛的基本骨架结构没有被破坏,吸持盐的4A沸石对营养盐的储备大大提高,是潜在的缓释肥料。     

高岭石和蒙脱石吸附胡敏酸的对比研究

高岭石和蒙脱石分别是暖湿和冷干气候带内典型土壤的代表性矿物,对二者吸附胡敏酸特点的对比研究可以为探索不同地带土壤中重金属的环境行为提供重要的依据。笔者通过一系列实验研究了pH值、离子强度和胡敏酸初始浓度对胡敏酸在高岭石和蒙脱石上吸附量的影响,重点剖析了引起高岭石和蒙脱石在吸附胡敏酸方面表现出的共性和差异的原因。研究结果表明:1)在pH=5条件下,胡敏酸在高岭石和蒙脱石上的吸附量均随着胡敏酸初始浓度和离子强度的升高而逐渐增加;2)胡敏酸在高岭石和蒙脱石上的吸附量均随着pH值的升高而降低;3)pH<6时,高岭石吸附的胡敏酸量多于蒙脱石,pH>6时则相反。这是由高岭石和蒙脱石在不同pH条件下吸附胡敏酸的机制不同造成的。在pH<6时,高岭石与胡敏酸之间的静电引力起主导作用,其次是配位交换作用和氢键作用。此时,蒙脱石以氢键作用为主要吸附机制。在pH>6时,高岭石和蒙脱石的主要吸附机制分别是疏水性作用和阳离子键桥。     

胡敏酸对高岭石吸附铜离子的强化作用

考察酸性条件特别是在近中性 pH范围内胡敏酸对高岭石吸附铜离子的强化作用。研究表明 ,胡敏酸的加入可以提高高岭石对铜离子的吸附率 ,甚至在pH 5～ 6附近高岭石对铜离子的吸附率也从约 5 0 %提高到约 6 5 %。当 pH <4时 ,由于高岭石表面铝的高溶出或胡敏酸阴离子基团离解程度降低等因素 ,使其表面对胡敏酸的吸附率有所降低 ,但与高岭石样品相比 ,胡敏酸高岭石复合体对铜离子的吸附仍然有明显的增加。胡敏酸对高岭石吸附铜离子的强化机制是 ,高岭石端面形成了Al—HA—Cu三元配合物 (B型 ) ,与传统的诸如pH、离子强度与离子初始浓度等介质条件影响不同。在 pH >7时高岭石端面及腐殖质基团去质子化增强 ,因而静电排斥降低了高岭石对胡敏酸的吸附 ,从而使得胡敏酸对铜离子在高岭石表面上的吸附作用有所减弱 ,此时可能出现胡敏酸铜及氢氧化铜的沉淀 ,铜离子的表观吸附率可能不会有明显变化     

矿物对原油裂解影响的实验研究

在限定体系下（密封金管）,对原油、原油＋蒙脱石和原油＋方解石进行了裂解产气模拟实验。结果表明,原油＋蒙脱石裂解的甲烷和总气态烃（C1-C5）产率在大多数实验温度点与纯原油裂解基本相同,只有在高温度点才相对偏高,反映了蒙脱石对原油裂解的催化效应。原油＋方解石裂解的甲烷和总气态烃的产率则在大多数实验温度点比纯原油裂解相对偏低,并且在高温度点明显偏低,表明方解石对原油裂解具有抑制作用。纯原油和原油＋方解石裂解气态烃产物中异构烷烃和烯烃的相对含量基本相同,而原油＋蒙脱石裂解气态烃产物中异构烷烃和烯烃的含量则明显偏高。依据2℃／h和20℃／h两个升温速率甲烷和总气态烃产率,应用美国Lawrence Liverinore国家实验室开发的Kinetics软件模拟了纯原油、原油＋蒙脱石和原油＋方解石裂解生成甲烷和总气态烃的动力学参数,推算了在地质条件下原油裂解主要阶段的温度范围。     

胡敏酸在高岭土上的吸附行为

研究了胡敏酸在高岭土上的吸附行为 ,并运用X衍射、红外光谱和热重等分析方法 ,对复合前后的高岭土进行分析。结果表明 ,连续洗涤 6次后 ,可获得稳定的胡敏酸高岭土复合体 ;胡敏酸在高岭土上的吸附符合Fruendlich吸附模式 ,Kf 为 0 .85 7;高岭土胡敏酸复合体的红外光谱出现了明显的C—H振动吸收峰 ;吸附行为主要表现为化学吸附 ,发生在铝的表面羟基吸附位上     

Sorption of phenanthrene on the complexes of kaolinite and different organic component

Sorption of hydrophobic organic chemicals by various components influences their behavior and fate in environment. In the natural environment, mineral components, organic matter and microorganism didn＇t exist alone. They combined or reacted one another and formed the mineral-humic, mineral-microorganic and mineral- humic- microorganic complexes. A clear understanding of the sorption of organic chemicals by the complexes of mineral and humic acid and/or microorganism will help to determine their sorptive mechanisms in environment. In this paper, the sorption patterns of phenanthrene on the complexes of kaolinite and different organic component （humic acid and microorganism） have been carried on. The results show that the combination of HA and kaolinite not only changed the structure of HA, but also modified the surface chemistry of clay mineral. Interaction between HA and kaolinite is presumably ascribable to coulombic interactions and ligand exchange between the -COOH groups of HA and OH groups at the kaolinite surface. During the sorption on mineral surface, aliphatic fractions of HA were preferentially sored by kaolinite while aromatic fractions were left in the solution. More linear isotherms and higher Koc values were observed for kaolinite-HA complex in comparison of the pure HA. The sorption capacity of kaolinite-HA complex increased with increasing ionic strength and pH, and showed more nonlinear character. Kaolinite, microorganism and kaolinite-microorganism complex can all sorb phenanthrene, but the sorption capacity significantly differed. Bacterial cell sorbed more phenanthrene than kaolinite. The biofllm coating of kaolinite affected its sorption to phenanthrene. Kaolinite with biolfilm coating sorbed more phenanthrene than that without biofilm coating. The sorption capacity of kaolinite-microorganism complex decreased with increasing ionic strength and decreasing pH, but showed more nonlinear character. Both HA and microorganism can alter the nature of kaolinite sorbing phenanthrene respectively.     

滩涂沉积物中腐殖酸对Cr（Ⅲ）的吸附平衡实验

近海滩涂是一类集中反映人类活动对地区环境影响的特定环境系统，其沉积物中腐殖质对排入重金属的迁移规律有显著影响。本文以渤海近岸滩涂沉积物为分析对象，提取其中腐殖酸，对Cr（Ⅲ）进行吸附性能实验分析，结果表明：0．1g的腐殖酸在室温条件下（20～25℃），pH值在4～5之间，在Cr（Ⅲ）的浓度达到800μg/mL时可达到饱和吸附，吸附量为6．5mg/g；腐殖酸对Cr（Ⅲ）的吸附符合Langmuir等温吸附方程。     

重金属离子在胡敏酸-高岭石复合体上的吸附

本文研究了胡敏酸存在下高岭石对重金属离子的吸附行为。实验结果表明:①胡敏酸和Cu2 溶液按先后顺序或同时加入高岭石中反应,在Cu2 平衡浓度<10mg/L时,3种加入顺序对Cu2 的吸附量基本相同,当Cu2 平衡浓度>10mg/L时,(K Cu) HA和(K Cu HA)两种加入顺序对Cu2 的吸附量比(K HA) Cu的略大。②在pH=5时,胡敏酸-高岭石复合体对Cu2 的吸附量明显大于纯高岭石。这是由于胡敏酸含有大量的羧基和酚羟基等活性基团,吸附在高岭石上的胡敏酸增加了其表面吸附位,在复合体表面形成了S—HA—Cu三元配合物,且Cu2 的吸附量与复合体中胡敏酸的含量在一定范围内成正相关;③溶液pH值在4～7之间变化可调控复合体对Cu2 的吸附机制。④在Cu2 和Cd2 共存时,随着金属离子初始浓度的增大,Cu2 的吸附量呈直线上升,而Cd2 的吸附量增加缓慢,表明复合体对Cu2 的吸附能力比对Cd2 强。     

粘土矿物对胡敏酸的吸附行为研究

以蒙脱石和高岭土为吸附剂,分别与胡敏酸反应,研究胡敏酸在蒙脱石和高岭石上的吸附行为,并运用红外光谱、热重和Zeta电位等分析方法,表征分析了吸附前后的粘土矿物.实验结果表明,吸附过程受胡敏酸的初始浓度和pH值等因素影响;胡敏酸对粘土矿物的吸附等温线符合Freundlich等温方程;表征分析表明两种粘土矿物与胡敏酸复合体的红外光谱出现了C-H振动吸收峰;粘土矿物与胡敏酸结合后Zeta电位下降.实验的结果将有助于进一步探明环境中粘土矿物对胡敏酸的吸附机理.