电感耦合等离子体串联质谱法分析凹凸棒黏土中的微量元素

凹凸棒黏土是具有层链状结构的含水富镁铝硅酸盐矿物,矿床成因不同导致凹凸棒黏土中微量元素的组成存在差异,其中Be、Cr、Ni、As、Cd、Sb、Hg、Pb会对健康和环境产生不利影响,而V、Mn、Co、Cu、Zn、Mo、Sn、Ba作为凹凸棒黏土的重要微量元素影响其性能和应用范围,因此,对凹凸棒黏土中微量元素进行精准分析可为凹凸棒黏土的高效增值深加工提供理论依据。采用电感耦合等离子体质谱法（ICP-MS）测定岩矿中微量元素具有检出限低和灵敏度高的特点,但因存在复杂质谱干扰,即使采用碰撞反应池（CRC）技术也很难完全消除。本文应用电感耦合等离子体串联质谱法（ICP-MS/MS）来消除质谱干扰,建立了准确测定凹凸棒黏土中微量元素Be、V、Cr、Mn、Co、Ni、Cu、Zn、As、Mo、Cd、Sn、Sb、Ba、Hg、Pb含量的分析方法。实验中采用由硝酸、盐酸、氢氟酸组成的混合酸对凹凸棒黏土样品进行微波消解,不仅加快了样品的消解速度,而且保持了消解溶液中分析元素的稳定。针对分析过程中所面临的质谱干扰,在MS/MS模式下,通过向CRC内加入O2和NH3/He为反应气,利用质量转移反应生成相应的氧化物离子和团簇离子消除干扰,选择质量数相近且质谱行为相似的内标元素校正基体效应,稳定了分析信号。应用本方法对国家标准参考物质玄武岩（GBW07105）中16种微量元素进行测定,分析元素的相对误差在-9.60%~8.21%之间,相对标准偏差（RSD）≤6.0%。在选定的分析条件下,各元素的检出限为0.13~51.6ng/L。本方法有效减少了质谱干扰,提高了某些特定同位素在复杂介质中的准确性和灵敏度,适合凹凸棒黏土中16种微量元素的快速测定。     

凹凸棒石基纳米氧化铁脱除硫化氢研究

以93%的盱眙凹凸棒和临泽凹凸棒为载体,淀粉糖苷非离子表面活性剂为分散剂,负载纳米氧化铁为活性组分制备脱硫剂。采用L18(2×73)正交试验和单因素试验,对气体流量为10ml/min的纯H2S气体,在不同条件下制备的脱硫吸附剂进行H2S气体脱除研究。结果表明:得到的纳米氧化铁为各种晶态型氧化铁,纳米氧化铁分散均匀,且其平均粒径小于10nm,脱除H2S的最大硫容为29.98%。利用红外(IR)、X射线衍射(XRD)、透射电镜(TEM)和X射线光电子能谱(XPS)等技术对脱硫反应前后的脱硫剂进行表征并分析其脱硫机理。     

压实过程对红黏土的孔隙分布影响研究

为研究压实作用对红黏土孔隙分布的影响,采用液氮冻干法对经过压力板仪脱至残余含水率后的压实试样进行干燥,继而利用孔隙仪测试其孔隙分布特征。结果表明,不同干密度试样的孔隙分布特征在孔径d >10 μm范围内差异性比较明显,干密度越大分布在该范围内的孔隙越少,但所有试样的大部分孔隙主要分布在孔径d <0.1 μm的范围内,并且分布密度十分相似。换言之,常规压实作用只能改变土体某一较大孔径范围内的孔隙,而对小孔径的孔隙改变不大,这也对于说明红黏土路基填料的压实,常规的压实作用对提高土体的压实度幅度有一定范围。     

渗透系数的变异性对压实黏土衬垫性能的影响

压实黏土衬垫是填埋场等环境岩土工程中常用的屏障材料,其厚度和渗透系数是主要的设计参数。考虑渗透系数的变异性,用衬垫底部污染物相对浓度和通量等指标分析了设计参数对衬垫有效性的影响。研究表明,渗透系数的变异性对衬垫性能有很大的影响：当衬垫厚度较小或渗透系数均值较大时,衬垫底部出现高浓度（接近于1）的概率很大,这个浓度区间可能比相对浓度的均值高很多,对周围环境污染有较大的威胁。从非反应性溶质的运移来看,我国规范中对衬垫厚度和渗透系数的规定是合理的。相对于污染物的通量,厚度和渗透系数对衬垫底部相对浓度的影响更为显著,相对浓度更适合作为评价衬垫性能的指标。     

微生物矿化作用对红黏土的影响研究

引入微生物矿化技术,利用其中巴氏芽孢杆菌的代谢产物对红黏土进行改性研究。对微生物矿化作用的红黏土试样开展常规物理指标试验,分析试样含水率、密度、比重、孔隙比和颗粒粒径的变化。利用三轴固结不排水剪切试验,测定土体的抗剪强度指标,并结合扫描电镜分析微生物矿化下红黏土的微观结构特征。结果表明:巴氏芽孢杆菌诱导碳酸钙沉淀胶结充填红黏土空隙作用明显,土样经过恒温养护10 d时的作用效果最佳,红黏土的物理性质朝着工程性质好的方向发展、抗剪强度有所增强。从SEM图像分析,红黏土试样中生成碳酸钙晶体填充胶结于土体孔隙,加强了土壤颗粒间的连接。      

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。     

黏土矿物组构对水化作用影响评价

泥页岩水化过程中黏土矿物起着主要的作用,但目前还缺少相关的定量描述研究。为此,利用SEM、X-粉晶衍射技术,对采自不同地区的泥岩和板岩在干燥状态、不同浸泡时间后的微观结构和含量进行分析及研究,分析黏土矿物的组构随浸泡时间的变化过程,并定量地分析其对水化过程的影响规律,研究泥页岩的软化过程。研究认为,（1）泥页岩、板岩中影响水化过程的内在因素是蒙脱石、高岭石、绿泥石和伊利石等黏土矿物的含量;（2）黏土矿物定向排列时水化作用效果较无序排列时的明显;（3）泥页岩的水化作用是一个渐进的过程,即在水化过程中流体介质首先使表面的黏土矿物软化,产生掉块;随着时间延长,流体沿裂缝、层理面向岩石内部渗透,黏土土矿物发生膨胀;无围岩限制作用时坍塌掉块持续发生;（4）泥浆中加入一定的无机盐有助于抑制水化过程的发生;压力增加将抑制水化过程的产生;温度升高则能促进泥页岩的水化过程。     

纳米石墨粉对红黏土力学性质的影响

对添加了纳米石墨粉的红黏土以击实进行了重塑样制备,设计了不同掺量纳米石墨粉在红黏土最优含水率下的三轴固结不排水试验;通过应力-应变曲线,分析了不同掺量纳米石墨粉对红黏土力学性能的影响,得出了抗剪强度和抗剪强度指标的规律,并采用SEM微观手段对其改善机理进行了分析。试验结果表明:抗剪强度和黏聚力C随纳米石墨粉掺量的增加先增加后减小,内摩擦角$\varphi $基本保持不变,得出适量的纳米石墨粉对红黏土的力学性质有显著的提高,最优掺量在1%~2%之间。研究认为,纳米石墨粉红黏土呈现出的力学性质,与纳米石墨粉对红黏土孔隙结构的影响、纳米石墨粉对红黏土颗粒的黏附胶结密切相关。     

纤水镁石的提纯与改性

纤水镁石是一种天然水镁石矿物,呈纤维状集合体,纤维束的分散是其有效利用的前提;同时,矿物表面极性基团OH-与有机基体的相容性差,进行表面改性可改善其在材料中的分散性和相容性,对于扩展纤维的应用领域有重要意义。     

干湿循环作用对岩溶区红黏土剪切强度的影响

以桂林雁山红黏土为研究对象,对经历不同干湿循环次数后的试样进行快剪试验,得到其剪切强度,研究自然状态下反复的降雨和干旱气候对土体强度的影响。试验结果表明,经历多次干湿循环后饱和状态下红黏土样无明显峰值,为应变硬化;干燥状态下土样出现明显峰值,为应变软化,且其曲线前部还出现"平台"状,随着干湿循环次数的增多,饱和状态下和干燥状态下的黏聚力均逐渐降低,而两者的内摩擦角则均呈现整体逐渐增大的趋势,干燥状态下土样的抗剪强度参数均较饱和状态下的土样大,黏聚力和内摩擦角的变化幅度都十分显著。为进一步研究干湿循环对土样抗剪强度及剪切强度参数的影响,量测了干湿循环过程中试样的体积变化情况后发现,随着循环次数的增多,试样体积先不断地减小,然后基本保持不变。     

凹凸棒粘土的除氟作用研究

凹凸棒粘土主要由坡缕石组成，后者为发育有一系列孔道的层链状硅酸盐矿物，具有很强的吸附能力，凹凸棒粘土的吸氟作用实验表明，其吸氟量随着溶液中氟离子浓度的提高而增加，在酸性含氟溶液中，凹凸棒粘土对溶液中氟的吸附量及溶液的降氟率都明显增加，而在碱性含氟溶液中，凹凸棒粘土对溶液中氟的吸附能力则大大降低，甚至不吸附。     

挤压对凹凸棒石粘土胶体性能的影响及其机理

凹凸棒石粘土经过挤压辊适当的挤压处理后,其内部显微结构被“膨松化”,并形成显微间隙与裂缝,从而使水分容易进入其中,造成显微结构的水化膨胀,以致在弱分散条件下就可在介质中解体分散,形成较镐粘度（如二次抗压凹土的粘度可达未挤压凹土的５～１０倍）。凹土经挤压后,其水悬液的角变性和依时性也明显增强,而流变特性则随凹土挤压程度的加深有从不典型宾汉体向假塑性流体演变的趋势,且塑性粘度（η１）上升,动切力（ι０     

凹凸棒石缓释钾肥的制备及缓释效果研究

以凹凸棒石为缓释载体,研究凹凸棒石缓释钾肥的制备条件,并以其吸附时间、K+初始浓度与吸附量的关系,确定K+吸附量最大时的K+初始浓度缓释效果。用pH=5的HCl溶液和(Ca2++Mg2+)浓度为1.6mmol/L,3.2mmol/L,6.4mmol/L,12.8mmol/L,19.2mmol/L,25.6mmol/L的混合溶液对凹凸棒石缓释肥进行解吸。结果表明:凹凸棒石对K+的吸附量在30min内达到平衡,单位质量凹凸棒石对K+的最大吸附量为13.97×10-3;pH=5的HCl溶液对K+的解吸率最小,随解吸溶液中(Ca2++Mg2+)浓度增加,解吸率增大,凹凸棒石对K+的解吸过程符合Elovich方程,解吸速率远小于吸附速率;以pH=5的HCl溶液对凹凸棒石缓释钾肥进行动态解吸和静态解吸实验,动态解吸得出的解吸率较静态解吸的解吸率低,解吸液为450ml时,动态解吸和静态解吸的解吸率分别为35.5%和50.3%,前者能更真实地反应凹凸棒石缓释钾肥的缓释效果;该凹凸棒石是钾肥良好的缓释载体。     

凹凸棒石、膨润土和活性炭吸附油中色素的研究

通过对凹凸棒石和膨润土酸活性点的测定和比较,以及对凹凸棒石、膨润土和活性炭的比表面积、孔径分布以及对油中叶绿素和胡萝卜素吸附的比较研究结果表明:凹凸棒石的B-、L-酸活性点均比膨润土高;对于膨润土和凹凸棒土,酸活性点多、孔径较大、比表面积大对叶绿素和胡萝卜素的吸附越有利,L-酸活性点主要吸附胡萝卜素;吸附剂在对叶绿素和胡萝卜的吸附过程中,起决定作用的是吸附剂与吸附质之间的相互作用力,只有在作用力较强时,比表面积和孔径分布才会对吸附效果产生影响。     

土的颗粒组成对其工程地质性能的影响

土的颗粒组成是影响土体工程地质性能的一个因素,因此,各种土体中粉土粒组与粘土粒组含量比例是影响土体是否适宜作为路基填筑材料的重要标志.通过对湛江组、北海组中的各种土样以及火山岩、花岗岩、变质岩风化土颗粒组成的研究,认为广泛分布于雷州半岛的北海组及部分花岗岩风化土(粉土粒组与粘土粒组含量比较接近)一般属于优良填筑土料.本文2001年1月收到.     

土的颗粒组成对其工程地质性能的影响

土的颗粒组成是影响土体工程地质性能的一个因素,因此,各种土体中粉土粒组与粘土粒组含量比例是影响土体是否适宜作为路基填筑材料的重要标志.通过对湛江组、北海组中的各种土样以及火山岩、花岗岩、变质岩风化土颗粒组成的研究,认为广泛分布于雷州半岛的北海组及部分花岗岩风化土(粉土粒组与粘土粒组含量比较接近)一般属于优良填筑土料.本文2001年1月收到.     

我国凹凸棒石黏土开发利用研究中实行循环经济的途径

针对我国凹凸棒石黏土开发利用现状、存在的主要问题和循环经济的要求,分析探讨了我国凹凸棒石黏土开发利用研究中实行循环经济的途径。结果表明,重视凹凸棒石黏土物化性能和有益有害元素的检测、表征与评价,实行绿色设计、清洁生产,提高科技含量,开发环境友好产品,加强和重视矿山综合性开采与资源的合理化利用技术、环境无害化技术、废弃物综合利用技术、矿山复垦生态环境技术等是实行循环经济的重要途径。     

钙基蒙脱石对抗肿瘤新药卡莫氟的吸附及其缓释性能研究

采用恒温振荡法和透析法进行蒙脱石对抗肿瘤新药卡莫氟(简称HCFU)的吸附和体外释放研究,并采用两种体外释放模型对HCFU在3种不同pH值释放液中的释放实验数据进行拟合,考察两种不同性质蒙脱石对HCFU的吸附性能对比,探讨其吸附和释放行为,以及蒙脱石作为HCFU缓释载体的可行性。结果表明:蒙脱石对HCFU的吸附能力与其晶体结构性质及其纯度密切相关,阳离子交换容量较大、蒙脱石含量较高的MMT-2对HCFU的吸附率、载药量均大于MMT-1,其相应的吸附率和载药量分别达到17.60%和2.28%;蒙脱石对HCFU具有较好的缓释作用,是一种性能优异的药物缓释载体,其释放能力受释放溶液的pH值影响显著,在pH1.2的释放介质中HCFU的释放浓度和累积释放量最大,其次为pH7.4,pH5.0的最小;一级动力学模型能较好地拟合和描述HCFU/MMT复合物在pH7.4和pH1.2释放溶液中的体外释放度随时间的变化,而在pH5.0的释放溶液中,HCFU的释放过程更符合Korsmeyer-Peppas模型。拟合结果表明HCFU从HCFU/MMT复合物中释放的过程随着释放介质的pH值不同而改变,是物理扩散、离子交换作用和药物溶解等多种形式同时存在的释放行为。     

工程活动对寒区的影响及其在寒区分类研究

寒区冻土环境与人类活动联系越来越紧密,人类工程活动已逐渐成为影响冻土及其生态环境的重要因素,是导致冻融灾害的主要因素。本文定性地讨论了人类工程活动对冻土及环境变化的影响,并提出了对冻土工程活动进行分类的思想,并给出一种分类方法。     

苏皖凹凸棒石矿物红外光谱特征研究

苏皖凹凸捧石粘土矿物包括沉积、风化及火山碎屑蚀变三种成因类型。成矿物质来源于内陆浅水湖盆水下玄武岩风化蚀变及地表玄武岩的风化。不同成因类型的凹凸棒石在矿物晶体结晶程度上有较大差异。通常,由风化作用生成并与碳酸盐共生的沉积型凹凸棒石结晶程度低,较纯的并与硅质岩共生的沉积型凹凸棒石结晶程度高。它们在红外吸收光谱特征上表现为:前者红外振动吸收带分裂程度低,吸收峰弱且峰形钝。后者红外振动吸收带分裂程度高,吸收峰尖锐。因此研究凹凸捧石的红外吸收光谱特征可基本上区分出它们的成因类型。本文还对凹凸棒石红外吸收光谱振动波数带进行了划分,并对相应的振动类型作了探讨。