黏土矿物污染控制材料及其高效利用

黏土矿物具有特殊的纳米片层结构、含可交换性层间阳离子、微观结构及表面物理化学性质易调控;因此,黏土矿物及其改性产物对多种环境污染物有良好的吸附/催化性能,在污染控制领域有良好的应用前景。近年来,课题组以蒙脱石和层状双金属氢氧化物(LDH)为代表,研究了它们在污染控制领域的资源利用:1)研究了蒙脱石、LDH、LDO(LDH煅烧产物)对染料分子的吸附特征,发现它们对染料分子的吸附性能可优于活性炭;通过碳化处理废弃黏土矿物的方法,制备了系列类石墨烯纳米碳材料及多孔碳材料,所得碳材料显示了良好的电催化性能或吸附性能。2)研究了蒙脱石对重金属离子的吸附特征,并通过热处理实现了重金属离子的层间域/片层结构内的原位锁定。3)研究了羟基金属改性蒙脱石对重金属离子和含氧酸根的协同吸附机制,并发现吸附产物(如吸附了磷酸根和Cu2+的羟基铁柱撑蒙脱石)可用于光催化降解有机污染物。4)综合运用实验研究和分子模拟技术,研究了有机改性蒙脱石对疏水性有机污染物的吸附机制,发现表面活性剂堆垛密度是决定有机黏土吸附性能的关键因素,并采用阳离子聚合物来调控层间域表面活性剂堆垛密度,优化了有机黏土吸附性能。5)采用阳离子表面活性剂和羟基金属共同插层的方法,制备了有机-无机复合蒙脱石,发现了其能同时吸附有机物和含氧酸根离子。课题组的研究工作综合运用了实验研究和分子模拟,包括了基础理论研究和应用研究,涉及了黏土矿物及其改性产物的吸附、催化性能,并探讨多种废弃黏土矿物的资源回用技术。研究结果对实现黏土矿物在污染控制领域的高效资源利用提供了新信息。     

东太平洋海隆2°S热液区硫化物He、Ar同位素组成

<正>自东太平洋海隆(EPR)21°N首次发现高温热液喷口(Francheteau et al.,1979;Spiess et al.,1980)以来,沿EPR发现了一系列活动热液喷口和硫化物矿床。大量热液活动调查研究表明不同喷口热液流体化学特征具有很大相似性(Von Damm,1990;Von Damm et al.,1995),例如最早报道的加拉帕格斯裂谷热液流体3He/4He比值具有很好的一致性(Lupton et al.,1977;Jenkins et al.,1978),沉淀形成的硫化物矿     

南海天然气水合物远景区的微生物学与地球化学分析及其指示意义

<正>用分子生物学和微生物学的方法来进行天然气水合物找矿与成矿机制的研究是继地球物理、地球化学、矿物学以及生物有机地球化学等以来的又一新的研究手段。目前,世界上许多已知水合物区的微生物群落已得到调查,如墨西哥湾(Mills et al.,2003)、Cascadia margin(Bidle et al.,1999;Marchesi,2001)、Eel River(Hinrichs et al.,1999)、Andaman Sea(Brandon et al.,2012)等,并在其中获得的微生物的16S rRNA序列也     

TiO2柱撑蒙脱石的X射线衍射和扫描电镜研究

通过TiCL4在HCL溶液中的水解制备了TiO2柱撑蒙脱石，用X射线粉末衍射（XRD）、扫描电镜（SEM）及N2吸附－脱附实验对所得材料进行表征。结果表明，煅烧能有效地改善柱撑蒙脱石层间TiO2柱体的结晶程度，但同时也会引起TiO2晶粒长大、比表面积下降以及硅酸盐片层之间平行有序分布的程度降低。     

江汉平原高砷地下水中溶解性有机质来源的稳定碳同位素示踪研究

<正>高砷地下水形成的主要原因是厌氧微生物的作用下,铁锰矿物的还原性溶解。作为微生物活动的能源物质和重要的电子供体,溶解性有机质(Dissolved Organic Matter,DOM)对于高砷地下水的形成具有重要意义(Suiling et al.,2006;Hossain et al.,2013)。稳定碳同位素可以有效对     

配合物改性蒙脱石及其对直接大红染料的吸附性

利用蒙脱石的层间活性,用过渡金属离子与配位体生成的配合物改性蒙脱石,通过测定改性蒙脱石对直接大红染料的脱色性及XRD图,研究配合物的中心离子种类、配位体种类、制备方法等对蒙脱石层间结构及吸附较大分子化合物性能的影响。结果表明,带正电的配合物离子能够有效进入蒙脱石层间、增大层间距;4或6配位数的配合物改性蒙脱石能明显提高对染料的吸附性;采用金属离子为先驱体,先插入蒙脱石层间,再原位生成配合物的两步法效果较好。     

微生物富集铊的初步研究——以真菌为例

<正>重金属污染对于多数微生物生长有毒害作用。但在污染环境中,往往也存在一些对重金属胁迫具高耐受性的微生物菌种,他们可用于生物修复、工业废水处理等实际应用(Bosecker,1997;Anand et al.,2006)。过去十年中,对微生物吸附重金属的研究取得了很大进展。大量研究表明,一些微生物如细菌、真菌和藻类等对重金属都有很强的吸附能力,并且对生物吸附的机理也有了一定了解(Barros et al.,2007)。近年     

Cr~(3+)在蒙脱石中吸附位置研究——基于蒙脱石、CTAB-和NH_4~+-交换层间域的蒙脱石吸附铬研究

蒙脱石具良好的阳离子可交换吸附特性。在提纯蒙脱石的基础上,用氯化铵(NH_4Cl)和十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)分别交换蒙脱石层间阳离子制备了改性蒙脱石,并用提纯蒙脱石、改性后的蒙脱石吸附碱式硫酸铬溶液中的铬离子,获得含铬蒙脱石样品。针对上述的含铬蒙脱石进行包括粉末X射线衍射术(XRD)、电子顺磁共振谱术(EPR)和傅里叶变换红外吸收光谱术(FTIR)以及电感耦合与等离子体原子发射光谱(ICP-AES)等测试和分析。吸附残余液的化学分析结果和含铬蒙脱石样品的XRD结果显示CTAB对蒙脱石的层间的封闭是较完全的,层间几乎未发生交换吸附;而NH_4~+—蒙脱石和蒙脱石层间则发生交换吸附。吸附前后样品的红外吸收谱发生了较大变化,表明三个含铬样品的红外吸收谱上出现的硅醇和铝醇向低波数延展的现象是由铬离子吸附在蒙脱石结构片的六方孔中所致。EPR的结果指示甚至在蒙脱石的少量四面体和/(或)八面体位中也有Cr~(3+)占位。     

西藏甲玛斑岩矿床黑云母特征

<正>黑云母是花岗岩类岩石中最主要的铁镁矿物,在许多斑岩矿床中,其结晶化学式一般为:(K,Na,Ca,Ba)(Fe~(+2),Fe~(+3),Mg,Ti~(+4),Mn,Al)3(Al,Si)4O10(OH,F,Cl)2。黑云母的研究多以花岗岩类岩体为对象展开,指出其在推测母岩岩浆起源、成岩过程、成岩物理化学条件、后期热液作用、钾化蚀变与流体演化关系及成矿元素富集等方面均具有重要的指示意义(Wones et al.,1965;Richard et al.,1974;David et al.,1979)。因此不同产出     

不同层间堆垛密度的HDTMA^＋柱撑蒙脱石对对硝基苯酚的吸附实验研究

本文以阳离子表面活性剂(十六烷基三甲基溴化铵,HDTMAB)为柱撑剂,在不同浓度条件下(0.5～2.5CEC)制备了层间季铵盐离子呈单层平卧、双层平卧和倾斜双层排列的HDTMA 柱撑蒙脱石,并研究了具有不同层间结构的HDTMA 柱撑蒙脱石对对硝基苯酚的吸附能力以及溶液pH值、温度、对硝基苯酚初始浓度等因素对HDTMA 柱撑蒙脱石吸附性能的影响。实验结果表明,HDTMA 柱撑蒙脱石对对硝基苯酚的吸附能力随着介质溶液pH值的升高而升高,这主要受对硝基苯酚在不同pH条件下的离子化程度影响;HDTMA 柱撑蒙脱石对对硝基苯酚的吸附能力随着介质溶液温度的升高而降低,说明吸附反应是一个放热过程。同时,从单层平卧→双层平卧→倾斜双层,HDTMA 柱撑蒙脱石对对硝基苯酚的吸附能力明显提高。钠基蒙脱石和低堆垛密度(单层平卧、双层平卧)的HDTMA 柱撑蒙脱石对对硝基苯酚的吸附等温线呈S型,而高堆垛密度(倾斜双层)的HDTMA 柱撑蒙脱石对对硝基苯酚的吸附等温线呈Linear型,表明前者以表面吸附为主,后者以分配作用为主。     

湖相碳酸盐岩沉积相分析：以四川盆地东北部下侏罗统自流井组大安寨段为例

正与生物有关的岩石往往与油气关系密切,其中介壳灰岩作为最为普遍的生物碳酸盐岩储层岩石类型,在全球范围内碳酸盐岩地层中均有发育,并在其中发现了多个大型油气藏(Ricardo et al., 2012;Daniel et al., 2015)。四川盆地下侏罗统自流井组大安寨段介壳灰岩作为四川盆地致密油主产层,因其厚度大,分布稳定,有机质含量高而著称,自上世     

新疆准噶尔北缘乔夏哈拉英云闪长岩 年代学及其地质意义

<正>阿尔泰侵入岩分布广泛,见于各构造-建造带,占至少40%以上的面积(Zou et al.,1989),甚至个别地体中超过了70%(Windley et al.,2002)。岩石类型以花岗岩类为主,有少量基性、中-基性岩,岩性主要有英云闪长岩、花岗闪长岩、黑云母花岗岩、二云母花岗岩、白云母花岗岩等。根据花岗岩与造     

辽东半岛晚三叠世花岗岩及镁铁质包体的成因:华北克拉通碰撞后岩石圈减薄的证据

辽东半岛位于华北克拉通东部、苏鲁超高压造山带的北部(图1(a)).该区分布着大面积的花岗岩类侵入体(图1(b)),经过我们近几年的锆石U-Pb年代学详细研究表明,它们主要形成于侏罗纪(180～153 Ma)和早白垩世(131～118 Ma)(吴福元等,2005;Wu et al.,2005a,b;Yang et al.,2004a,2006,2007).     

大西洋中脊Logatchev热液区多金属硫化物中超显微金银矿物包体的发现及其成矿指示意义

<正>位于慢速扩张大西洋中脊14°45′N的Logatchev热液场不仅是现代海底所发现为数不多的以超镁铁质岩系为基底的热液活动区之一(Petersen et al.,2009),而且也是迄今为止已知金富集程度最高的大洋中脊VMS型矿床,其含金量最高可达56 ppm,平均值为9.13 ppm Au(MurphyMeyer,1998);个别次生富铜硫化物的矿石品位更是高达56 wt.%Cu和135 ppm Au(Petersen et al.,2005)。前人曾报     

层柱粘土材料制备与应用研究

简述了层柱粘土矿物材料研究与应用的现状和进展。利用粘土矿物蒙脱石作母体，通过大体积的铝、锆、硅等交联剂插层可制成层柱多孔材料，在酸催化、氧化还原催化中均有十分广阔的应用前景。研究表明，改进制备工艺后可提高层柱蒙脱石的热稳定性、比表面积和催化活性；通过酸或表面活性剂等预处理，再进行粘土的支撑，可以调节和控制层柱粘土的结构与性能；采用有机改性和模板导向等技术，可获得孔径介于大微孔和中孔之间的新型层柱粘土矿物材料，并应用于大分子催化反应与吸附，为粘土矿物材料合成和应用开辟了新方向。     

峨眉山地幔柱岩浆矿床成矿流体介质组成及意义

<正>地幔柱岩浆作用是地球深部挥发分脱出的重要通道,形成了Fe-Ti-V氧化物与Cu-Ni-PGE硫化物岩浆矿床。二叠纪时期的峨眉山地幔柱(~259 Ma,Zhong et al.,2014)与西伯利亚地幔柱(~250 Ma,Kamo et al.,1996)形成世界级超大型的Noril’sk Cu-Ni-PGE硫化物矿床和攀枝花、红格、太和、白马、新街等Fe-Ti-V氧化物矿床,而峨眉山地幔柱硫化物矿床的规模较小。两类矿床的氧化还原环境有明     

锆基柱撑蒙脱石研究进展

锆基柱撑蒙脱石是近年来多孔材料研究的热点之一。由于大的比表面积、层间距以及孔容积,而具有良好的吸附与催化性能。近年来,锆基柱撑蒙脱石的研究进展主要集中在多种复合柱撑蒙脱石的制备,其应用多在有机物、重金属吸附和催化有机反应等方面,而对柱撑机理、层间结构的研究较少,有待深入。     

蒙脱石及其热改性产物对间二硝基苯的吸附性能对比

在不同的温度条件下,制备了几种热处理蒙脱石样品,并对这些材料进行了结构与表面性质的表征,采用批吸附实验方法开展蒙脱石及其热活化产物样品对间二硝基苯(m-DNB)的吸附性能对比研究。结果表明,随着热处理温度的升高,蒙脱石层间距(d_(001))因层间结合水甚至结构水脱去而减小至0.98 nm,接近理论值,热处理温度在650℃以下时,同时吸附效果也呈现逐渐增强。适宜的K~+浓度条件下,EDA(电子供体-受体)和K~+-NO_2(阳离子-极性)两种作用效应均能够得到强化。650℃以上时,吸附效果没有得到增强,反而更差。Langmuir较之Freundlich模型能更好的拟合上述吸附过程。而且,蒙脱石及其热改性产物对m-DNB的吸附是一个放热反应,吸附反应为自发过程。     

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。     

浙江长兴煤山地区二叠-三叠系界线底粘土中动物化石的发现及其意义

<正> 浙江长兴煤山地区是我国南部上二叠统长兴阶及二叠-三叠系界线候选层型剖面的所在地。近十年来,我们先后在本区测制了6条上二叠统长兴阶及二叠-三叠系界线剖面,即剖面A.B.C.D.E和Z(Sheng et al.,1984)把下三叠统下青龙组底部的混生动物群层自下而上分成混生层1、2和3三层,混生层1包括两部分,下部为伊利石-蒙脱石粘土层,亦称底粘土(basal clay),上部为黑色泥岩,当时没有在底粘土发现化石。此后,一