氯化铵浸取纤蛇纹石动力学研究

较低的矿物溶解率和反应剂的不可循环利用是CO2矿物封存发展的两大难题。针对这些问题,本文提出了一种新的以可循环的NH4Cl溶液作为中间媒介的CO2矿物封存工艺,并系统地研究了蛇纹石在氯化铵溶液中的液-固两相的反应动力学。实验研究发现:(1)纤蛇纹石的浸取符合Elovich模型,浸取过程基本在1h左右完成,在100℃、5mol/L氯化铵溶液中,纤蛇纹石的浸取率达到12.67%;(2)温度对纤蛇纹石初始反应速率的影响显著,温度越高,反应速率越快;(3)当氯化铵浓度在1~5mol/L范围内变化时,它对镁离子浸取率的影响不明显,反应速率随着浓度的升高而有所增加;(4)本实验反应表现出来的活化能大小为129.56kJ/mol。      

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.     

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.     

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。     

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。     

我国西北地区不同类型纤蛇纹石石棉的电镜研究

作者对西北地区不同类型温石棉矿床的石棉进行了扫描电镜和高分辩率透射电镜研究,拍摄到清晰的晶格象和电子显微象,发现茫崖型和小八宝型的温石棉纤维的晶格条纹、晶格缺陷及纤维形貌有明显差异。这种差异与成棉地质条件和温度有关。     

纤蛇纹石石棉的纳米效应与生物活性

本文首次从纳米材料与纳米效应角度出发讨论了纤蛇纹石石棉的形态、表面结构、表面性质与生物活性的关系。结果表明,纤蛇纹石石棉属自然界产出的一种特殊的一维纳米丝状矿物,在形态、结构和表现性质等方面表现出纳米材料所具有一般特性,其中,形态上一寸及高表面化学活性构成了它的生物活性特征。纤蛇纹石石棉纤维对动物的危害,既具有一般纤维的危害性,又具有非晶质ＳｉＯ２的危害性。由于纤维的小尺寸效应和高表面活性而使生物     

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。     

斜纤蛇纹石的管道水特征研究

河北涞源斜纤蛇纹石为较小的中孔纳米管材料,通过氮吸脱附法、差热和热重曲线分析法、差示扫描量热分析法和红外光谱分析法,主要分析了其纳米管中管道水特征,明确了管道水作为有效加速剂和载体的作用,对以及对抗拉强度和介电常数的影响。研究表明斜纤蛇纹石纳米管中存在管道水(属于吸附水),去除温度在240℃±,内径为2nm～3nm的纳米管中管道水含量最高,管道水含量与纳米管分散度成反比。     

阿克塞红柳沟纤蛇纹石矿物学特征研究

在对阿克塞红柳沟温石棉矿床的地质特征分析的基础上,采用XRF、XRD、FT-IR、SEM、TG-DTA等分析测试方法对4个纤蛇纹石样品进行了化学成分、晶体结构、谱学特征、显微形貌与理化性质研究。结果表明:纤蛇纹石样品的主要化学组成为SiO2、MgO,其次含有Al2O3、Fe2O3及少量的NiO等类质同象组分,为典型的斜纤蛇纹石结构,内外羟基伸缩振动和Si-O伸缩振动吸收峰尖锐、分裂明显,纤维形态表现为柔韧的丝状,结构破坏温度在650~700℃,酸蚀量在43.67%~59.89%之间,碱蚀量在2.72%~7.01%之间。矿床地质特征和纤蛇纹石的矿物学特征表明该矿床形成后遭受后期的地球化学作用破坏程度低,与纤蛇纹石共生的矿物较简单,纤蛇纹石纤维表面结构较完善。     

亚钛还原钒酸铵微量滴定法测定矿石中微量铀方法的改进

根据亚钛还原钒酸铵滴定法的测定原理,对样品溶样、过滤洗涤、还原氧化、滴定等操作方法做了改进。磷酸-盐酸-过氧化氢混合酸低温溶解样品,离心分离过滤,亚钛还原UO22+,过量亚钛用次溴酸钠氧化,尿素亚硝酸钠混合液进一步氧化未被次溴酸钠氧化的微量低价杂质。在小体积(10 mL)范围内,用低浓度钒酸铵标准溶液进行滴定操作测定微量铀,滴定终点清晰,相对标准偏差(RSD,n=5)为0.05%~0.07%,方法测定下限为0.001%,适于矿石和矿渣中0.001%~0.01%铀的测定。方法简便、快速,能满足生产和科研的需要。     

Differences in CO2-Water-Rock Chemical Reactions among 'Sweet Spot' Reservoirs: Implications for Carbon Sequestration

The Lucaogou Formation, located in the Jimsar Sag, Junggar Basin, NW China, has great potential for shale oil resources. In the process of CO₂-EOR(CO₂ enhance oil recovery), mineral dissolution, precipitation and transformation, leading to the local corrosion or blockage of reservoirs, have a significant influence on recovery. In this study, a combination of high-temperature and high-pressure laboratory experiments and coupled temperature/fluid-chemistry multifield numerica...     

基于TOUGHREACT-MP的苏北盆地盐城组咸水层CO2矿物封存数值模拟

基于TOUGHREACT并行版,建立了苏北盆地盐城组下段砂岩层在碳封存中的CO2-水-岩反应二维径向模型,并评估储层的矿物封存潜力,探讨分析了网格剖分精度和储层各向异性对矿物封存模拟的影响。模拟结果表明:在CO2封存过程中,片钠铝石、方解石和菱铁矿沉淀较明显,在CO2注入5 000a后矿物封存的比例高达34.0%;网格剖分精度的不同对矿物封存反应路径没有影响,但粗网格模型计算得到的矿物封存量偏高;降低储层的kv(垂向渗透率)在短期内会促进CO2的水平运移,有利于溶解和矿物封存;但随着时间延长,降低kv对对流作用的抑制开始体现,表现为1 000a后中等kv值的模型计算出的矿物封存量高于较大kv和较小kv值的模型。     

减少温室气体向大气层的排放--CO2地下储藏研究

本文中简要介绍了CO2收集的基本原理和技术,提出了我国进行CO2收集技术预研究的建议。     

CO2矿化封存条件下玄武岩溶解反应速率模型

实施CO2补集与地质封存是目前降低大气中CO2含量、减轻温室效应的有效途径。在所能利用的封存方式中,CO2矿化封存最为安全、稳定。在能实施矿化封存的岩石介质中,玄武岩封存潜力巨大,且岩石溶解反应过程是矿化沉淀过程的基础;因此,研究玄武岩溶解反应速率十分必要。在构成玄武岩的单一矿物与缓冲溶剂的反应速率模型的基础上,提出不同温度下玄武岩样品在超临界CO2水溶液中的溶解速率模型,并通过室内实验,利用采自山东省临朐县的玄武岩岩心样品,在45~100 ℃、10 MPa条件下,与超临界CO2－纯水反应,并运用最小二乘法确定模型中相关参数。同时利用57 ℃、72 ℃、92 ℃ 3个温度下的模型计算值与实验值对模型进行验证,结果证明了模型的准确性和可靠性,研究结果可直接应用于CO2地质封存条件下玄武岩溶解速率的计算。     

化子坪长6储层长岩心CO2驱替实验及数值模拟评价

二氧化碳驱提高石油采收率(CO2-EOR)在我国大部分低渗透、低孔隙度油藏中的应用越来越重要。鉴于国家净零排放目标, 在采用二氧化碳驱提高采收率时, 二氧化碳封存是另一个重要考虑因素。针对低渗油藏, 开展天然岩心长岩心CO2驱替试验, 并利用TOGA(TOUGH Oil, Gas, Aqueous)软件建立岩心尺度数值模型开展模型的识别与验证, 对模型的有效性及物性参数进行敏感性分析, 结果表明, 1)根据出口气油比可将二氧化碳驱油与封存划分为未见气(0~100)、极少量气(100~1 000)、气体突破(1 000~10 000)、大量气窜(＞10 000)四个不同阶段; 2)孔隙度、渗透率及非均质性对模拟结果影响较大, 在后续实际场地模型中应予以重点关注。研究结果可为实际场地规模模型提供参数依据。     

模拟CO_2埋藏的煤储层元素迁移实验研究

采用高压超临界CO2地球化学反应器对CO2在煤储层中的地质埋藏进行模拟,利用电感耦合等离子体发射光谱仪(ICP-OES)以及电感耦合等离子体质谱(ICP-MS)分别对淋滤液和煤样中的10种微量元素进行测试,对煤中微量元素在CO2的地质埋藏过程中的迁移进行了实验研究。结果表明:在CO2的地质埋藏过程中对煤的有机组成和无机矿物等均具有改造作用,从而影响到煤中微量元素的赋存和迁移特征,Cr、Zn、Cu等元素迁移能力相对较强,而Co、Ba、V等元素相对较弱;元素迁移能力大小顺序为:CrZnCuNiCdMnCoBaV。