凹凸棒石与Zn^2＋的长期作用研究

以凹凸棒石与Zn2＋为例研究粘土矿物与重金属离子长期作用过程,并运用高分辨透射电镜和X射线衍射分析粘土矿物与重金属离子长期作用的次生物相。结果表明：Zn2＋与凹凸棒石的长期作用是一个二阶段的过程,初始阶段为快速吸附作用,其后表现为慢速沉淀反应。高分辨透射电镜和X射线衍射分析表明,凹凸棒石与Zn2＋的长期作用过程中,具有纳米矿物特性的凹凸棒石表面快速水化,提高了悬浮液的pH值,诱导Zn2＋水解沉淀。而后,凹凸棒石缓慢溶解释放Al3＋和SiO44-与Zn（OH）2沉淀反应,形成Zn-A1双氢氧化物和异极矿。这一结果对认识土壤环境中重金属与粘土矿物的作用及重金属的归宿具有重要意义。     

水悬浮体系中凹凸棒石与Cu2+作用机理

研究矿物吸附重金属性能和机理,对正确认识矿物吸附性质、环境矿物材料应用研究以及重金属环境化学行为具有重要理论和实际意义。凹凸棒石是重要粘土矿物之一,也是重要的环境矿物材料,其吸附净化功能潜在应用受到广泛关注。在制备凹凸棒石纯样基础上,进行了凹凸棒石吸附Cu^2 单因素实验,吸附前后溶液pH值变化观测和吸附Cu^2 后凹凸棒石表面结构高分辨透射电镜调查。结果表明,从表面来看,凹凸棒石对Cu^2 的吸附性能主要受振荡速度、吸附时间、初始溶液pH值、吸附剂用量等因素影响,但实际上,凹凸棒石对Cu^2 的吸附作用主要是凹凸棒石诱导的Cu^2 水解沉淀作用以及凹凸棒石(带负电荷)与氢氧化铜(带正电荷)正负电荷胶体颗粒的互相作用,这有别于严格意义的矿物界面吸附作用。产生这种作用的机制在于凹凸棒石属于天然纳米矿物材料,具有较高的表面化学活性,凹凸棒石一水悬浮体系中凹凸棒石表面水解呈现出碱性,结果导致吸附平衡水溶液pH值较初始水溶液有较大程度的升高,达到Cu^2 水解基本完全的pH条件.     

H~+对Cu~(2+)—Me~(2+)二元体系吸附的影响规律研究

土壤对重金属离子的吸附容量严格受H~+浓度的控制。本文通过试验探讨了H~+ 对Cu~(2+)——Pb~(2+),Cn~(2+)——Zu~(2+),Cu~(2+)——Hg~(2+)系统中Cu~(2+)吸附量的影响规律。当pHpH时,Cu~(2+)吸附量随pH值增大而减小。对于酸性土,pH=6.5(初始值)或7.0(平衡值),对碱性土,pH=5.5(初始值)或7.8(平衡值)。在pHpH_(ZPC)时,吸附模式具有完全不同的形式。     

凹凸棒石吸附性能应用的制约因素

凹凸棒石是链层状硅酸盐， 具有３－８?×６－３?孔道、较大的比表面积和吸附能力。但是由于凹凸棒石孔道直径小于大多数分子及水合离子的直径， 除少数简单分子和离子外， 多数分子和离子都不能进入凹凸棒石孔道， 而且凹凸棒石选择性吸附水分子， 因而在多数情况下， 凹凸棒石对吸附质的吸附不是内表面吸附， 而是外表面吸附。并且外表面吸附是胶体和离子交换吸附。本文阐述了凹凸棒石的孔道直径、吸附选择性、体系ｐＨ 值及凹凸棒石和蒙脱石胶体颗粒的互相作用对凹凸棒石吸附性能应用的制约。     

凹凸棒石吸附铅的性能及含铅废水处理研究

采用经活化处理的凹凸棒石粘土,用静态法研究了凹凸棒石粘土吸附铅的吸附酸度、吸附速率、吸附温度和吸附反应热焓以及吸附容量等性能。通过大量实验确定了凹凸棒石粘土吸附铅的最佳条件,并用静态法和交换柱法处理了不同浓度的模拟含铅废水。结果表明,两种不同方法处理效果基本一致,铅的去除率在99%以上,排放液中铅的残余浓度均小于1 mg/L,达到了国家排放标准。选用凹凸棒石粘土对铅、铬、镉等重金属离子的吸附选择性实验,以期为环境污染的控制和治理,提供实验依据。     

凹凸棒石粘土吸附铀的性能研究及应用

本文研究了凹凸棒石粘土吸铀的酸度,吸附速率、肿附反应热焓吸附容量等性能,确定了吸附铀的最佳条件,并采用动态法片处理了含铀废水,效果良好,钱的去除率在９９．９５％以上,排放液中的铀的残余浓度达到国家规定的０．０５ｍｇ／Ｌ排放标准。     

凹凸棒石对Bt蛋白的吸附特性及其对生物活性的影响

通过静态吸附实验,研究了苏云金杆菌(Bt)杀虫蛋白在凹凸棒石表面上的吸附动力学和热力学规律,考察了时间、温度、pH和蛋矿比对吸附性能的影响。研究表明:Bt杀虫蛋白能够迅速被凹凸棒石吸附,30min基本达到吸附平衡。吸附动力学对准一级、准二级、内扩散和Elovich模型的符合程度依次为:准二级模型>Elovich模型>准一级模型>内扩散模型。吸附温度升高,吸附量下降。在pH 7~10范围内,pH升高吸附量下降。初始蛋矿比升高,吸附量升高但吸附率下降。在278~318 K范围内,凹凸棒石对Bt蛋白的吸附是一个自发、放热和熵增过程。吸附自由能(△G_(ads)~0)在-35.56~-38.37 k J mol-1之间,吸附焓(△H_(ads)~0)为-16.16 k J mol~(-1),吸附熵(△S_(ads)~0)为69.47 J mol~(-1)K~(-1)。利用FTIR和XRD对吸附复合物进行了表征,提示Bt蛋白被凹凸棒石吸附后其结构没有明显变化。Bt蛋白被凹凸棒石吸附后杀虫活性提高,且抗紫外光降解能力增强,这一结果为Bt高效制剂开发和凹凸棒石的应用提供了实验依据。     

重金属离子与石英表面反应的实验研究

石英对Ｃｕ＾２＋,Ｐｂ６２＋,Ｚｎ＾２＋,Ｃｄ＾２＋,和Ｎｉ６２＋等二价重金属离子的吸附等温线研究表明,石英对重金属离子的吸附反应可用Ｆｒｅｕｄｌｉｃｈ方程很好地进行描述,拟合曲线相关系数〉０．９６,吸附反应以形成金属离子单配位形态为主,只是Ｃｕ＾２＋,Ｚｎ＾２＋和Ｎｉ＾２＋等三种离子有一部分双配位形态生成。同时,利用表面配位理论模式对实验结果进行拟合,其结果为表观表面配位常数ｌｇＫＭ＝２．２－３     

水悬浮体系中蒙脱石和凹凸棒石的互相作用及其意义

由于晶体结构的制约，蒙脱石和凹凸棒石具有不同的形态和物理化学性质，在水悬浮体系中必定存在蒙脱石和凹凸棒石的互相作用，但这种互相作用的形式和科学意义未曾被人认知。通过蒙脱石和凹凸棒石分散、悬浮液混合、固液分离处理，经XRD、TEM、SSA分析证实，水悬浮体系蒙脱石和凹凸棒石存在胶体互相作用，并且以面-面形式结合。研究结果的理论和实际意义表现在以下三个方面：①为合理解释凹凸棒石蒙脱石混合粘土吸附现象和物理化学性质提供新的视角；②凹凸棒石可以作为蒙脱石粘土的改性剂，在蒙脱石粘土中添加少量的凹凸棒石即可达到提高比表面积的效果，可以利用蒙脱石和凹凸棒石的互相作用来制备类似柱撑粘土的纳米孔结构材料；③凹凸棒石粘土样品湿法处理时，水悬浮体系中不同矿物胶体颗粒互相作用会影响X射线粉末衍射分析结果，对此现象在粘土矿物定量研究中应引起重视。     

凹凸石粘土与玄武岩的成因关系

在矿物组成研究的基础上，对比研究了凹凸棒石，蒙脱石，凹凸棒石粘土，蒙脱石粘土，玄武岩，风化玄武岩的化学组成。根据化学成分对比，分析了玄武岩与凹凸棒石粘土的成因关系，解释了玄武岩对凹凸棒石粘土的时空控制，结合地质观测，提出形成苏皖地区凹凸棒石粘土的物质成分基本上来源于玄岩的化学风化，但物质成分发生了较大的分异，凹凸棒石粘土不能直接同玄武岩经地表雨水的风化淋滤形成，而是玄武岩风化形成的蒙脱石经搬运沉积，再与镁质溶液反应形成，或凹凸棒石直接从富镁碱性溶液中结晶形成，凹凸棒石粘土形成的物理化学条件为偏碱性的还原条件。     

论灾害和环境的交融与互馈

环境为人类生存发展提供了空间和所需要的资源,因此是重要的基础性生产要素。自本世纪５０年代以来,环境问题已成为世界关注的焦点,人类对环境的认识出现了两次飞跃性进展。大量事实表明,灾害与环境同是地球运动和人类社会经济活动的产物。环境是灾害活动的背景和基础,灾害是环境异常恶化的表现,二者相互作用,同步消长,形成密切的交融与互馈关系。在减灾行动中,只有把防灾抗灾和保护与治理环境有机地结合起来,才能取得充分的效果。     

锰矿石脱硫产物处理含铜废水动态实验研究

氧化型锰矿石脱硫产物含大量硫化锰,利用这种材料装填固定床进行净化水中铜离子的动态试验.在材料粒径0.45～0.9mm、进水pH=5.8、进水滤速4.58 m/h条件下,1 t锰矿石脱硫产物可以处理923 tρ(Cu~(2+))=50 mg/L的含铜废水,出水ρ(Cu~(2+))<0.5 mg/L,低于国家一级排放标准.控制进水pH在4～9之间、降低进水滤速、采用较小粒径的材料有利于提高锰矿石脱硫产物处理含铜废水的容量.利用X射线粉末衍射(XRD)和扫描电镜-能谱分析(SEM-EDS)对材料和产物进行表征,证明锰矿石脱硫产物去除水中铜离子是基于离子交换反应的原理.     

红层泥岩水岩作用特征研究

红层是红色陆相沉积为主的碎屑沉积岩层,岩性以砂岩、泥岩、粉砂岩和页岩为主。该类岩层多为软岩与硬岩相间,呈互层状产出,层间结合力弱。受区域构造影响,岩层扭曲褶皱强烈,多中高倾角,结构面发育,有泥化现象。红层中的泥岩具有透水性弱、亲水性强,遇水易软化、塑变,抗风化能力弱,易崩解等特性。特别是遇水后岩体及结构面抗剪强度大幅度降低,并且具有遇水膨胀、失水收缩的工程特性。水岩作用对边坡的影响主要有,结构面遇水泥化导致楔形体失稳,泥岩塑性变形引起边坡蠕变,同时红层还具有很强的崩解性,边坡开挖后发生崩解等现象。     

Calculated optical absorption spectra of Ni2+-bearing compounds

The transition energies responsible for optical absorption spectra can be obtained by crystal-field analysis, but the transition intensities are notoriously difficult to calculate. This paper examines the basic ingredients of the calculation of optical spectrum intensities. Magnetic dipole and electric quadrupole transitions intensities are evaluated, as well as the direct d(Ni²⁺) to p(O²⁻) electric dipole transitions. All these contributions are shown to be small in the optical range, so that spectral intensities are due to the mixing of odd orbitals with the Ni²⁺ 3d ⁿ states. Received: 11 November 1997 / Revised, accepted: 6 September 1999     

盾构隧道与邻近结构物相互影响研究分析

软土中开挖隧道往往会引起土体变形。由于城市中隧道多建在建筑物高度集中的地区,土体变形对邻近既有结构物的损伤不可忽视。同时,已建隧道周围结构物施工必然会引起隧道的变形。本文主要阐述了目前隧道施工引起的土体变形对地面建筑物、桩基础、既有隧道、地下管线、邻近基坑的影响和邻近结构物施工对已建隧道的影响的研究成果,并提出了需要进一步研究的课题及研究方法。     

有机质与金相互作用的实验研究

用实验方法研究了含原油水溶液、油田卤水、腐植酸、脂肪酸、氨基酸及无水体系中原油对金的络合及迁移作用。结果表明,原油、腐植酸对金有很强的络合能力,水溶液中含少量的原油即可大大提高水溶液对岩石中金的淋滤活化能力。沉积地层成岩过程中产生的低熟有机质可能是促进沉积改造型金矿床矿源层中金活化迁移的重要因素。