酸处理对坡缕石结构及其苯吸附性能的影响

酸化粘土矿物在环境污染物的治理方面有广泛的应用。本文研究了酸处理对坡缕石结构的影响,以及酸化坡缕石对典型挥发性有机污染物苯的吸附性能。结果表明,坡缕石晶体有较强的抗酸性,酸活化明显提高其比表面积与孔容,但其最可几孔径大小不会发生变化。盐酸对坡缕石的溶蚀主要发生在端面及外表面,硅溶出产生的无定型二氧化硅仍保持原坡缕石的棒状形貌。酸活化可提高坡缕石在低压区与高压区内对苯的吸附量,分别比原土提高了35.2%和19.9%。低压区吸附占主导作用的是比表面积与微孔体积,而吸附剂表面对有机物的亲和性在中压区占主导,高压区吸附则以介孔与大孔为主。     

石油沥青质的吸附、沉淀机理及其影响因素

对于原油中石油沥青质的存在状态尚无统一认识,存在多种石油胶体体系理论模型。沥青质有两种方式从石油中分离出来,即吸附和沉淀,它们具有完全不同的机理。吸附的沥青质不能被溶解,要通过解吸才能消除,且解吸过程相对溶解而言很慢。沉淀是由于石油胶体体系的变化引起的,而吸附则是由石油胶体体系以及体系外的水介质环境和周围岩石矿物特征等所控制的。影响吸附的主要因素有:矿物本身的化学性质和结构特征、矿物质表面水层的性质、原油组成。影响沉淀的因素主要有:原油的组成、温度和压力、石油所处的状态、孔隙特征。低渗储层比高渗储层更容易导致沥青质的沉淀。     

页岩储层吸附机理及其影响因素研究现状

页岩气是以游离、吸附和溶解状态赋存于暗色泥页岩中的天然气,其吸附态是页岩气的主要赋存状态之一。据统计北美页岩吸附气含量可能至少占页岩气总量的40%,页岩吸附气含量是预测页岩储层产能的关键参数之一。页岩气吸附机理和影响因素的论述,得出：目前对页岩热成熟度、矿物成分和深度等因素研究相对薄弱。国内大多研究还停留在地质资料的宏观对比上,对于页岩气吸附的微观机理研究也还相对薄弱,通过对应加强研究并建立适合我国页岩气地质储量的评估标准,指导页岩气勘探开发。     

改性坡缕石粘土的全孔分布研究

为改善坡缕石粘土的表面性能和提高其实用价值,采用酸浸、酸浸 加热、酸浸 加热 甲醛浸渍3种方法处理天然坡缕石粘土,并通过扫描电镜(SEM)、傅立叶变换红外光谱(FT_IR)、X荧光光谱(XRF)、BET_比表面积分析(BET_SSA)及全孔分布等分析手段来评估坡缕石粘土的处理效果。结果表明与未经处理的原土相比,经过3种方法处理,坡缕石粘土内部细长而致密有序的晶束被打断、破碎和分散,微晶表面粗糙度增大;杂质特别是碳酸盐的去除效果显著,比表面积是原土的2倍多,总孔容积几乎增加1倍,中孔容积从0.092cm3/g增加到0.15cm3/g左右,平均孔径减小2~3nm;处理后坡缕石粘土的假孔分布峰值在17nm,比原土假孔分布峰值22nm减小约5nm,而且4个样品中的孔几乎都在介孔2~50nm范围内,大孔和微孔很少。但3种处理方法对于坡缕石粘土的处理结果没有太大的差异。     

坡缕石粘土对有机染料的吸附热力学研究

将甘肃靖远坡缕石粘土分离提纯,通过静态吸附实验,研究了坡缕石对水中有机染料亚甲基蓝、结晶紫和苯胺蓝的吸附等温线,探讨了吸附热力学特征.实验结果显示,在实验温度范围内3种染料在坡缕石上的吸附在30 min可达平衡,吸附等温线均能较好符合Langmuir模型,饱和吸附量大小顺序为:结晶紫＞亚甲基蓝＞苯胺蓝;吸附均为吸热过程,亚甲基蓝、结晶紫和苯胺蓝的吸附焓分别为15.52、9.26和2.59 kJ/mol;吸附Gibbs函数约为-35～-30 kJ/mol,吸附熵均大于零,吸附是自发过程.     

电晕等离子体烟气脱硫脱硝机理及影响因素探讨

综述了国内外关于电晕等离子体烟气脱硫脱硝机理的研究成果,分析了电压、电极极性、气体温度、水蒸汽和氨气等对去除率的影响,并提出今后发展所需解决的问题。     

坡缕石粘土的磷吸附机制及其铁负载效果研究

比较了3种天然坡缕石粘土对不同程度磷污染水体的吸附净化能力,通过等温吸附实验和吸附动力学实验探讨了坡缕石粘土的磷吸附机制,并研究了不同形态铁负载对坡缕石粘土吸附净化磷污染水体性能和机制的影响.结果发现,3种天然坡缕石粘土对不同程度磷污染水体均有一定的吸附净化能力,其中含白云石较多的坡缕石粘土的磷吸附能力最强,吸附等温曲线呈S型,且Freundlich方程(R2=0.977 6)比Langmuir方程(R2=0.924 9)拟合效果更好;准一级方程、冥函数方程、抛物线扩散方程、准二级方程均能较好地模拟坡缕石粘土对磷的吸附动力学过程,说明坡缕石粘土对磷的吸附可能属于不均匀介质的多分子层吸附.此外,不同形态铁负载均能显著增强坡缕石粘土对不同程度磷污染水体的吸附净化能力,吸附等温曲线呈L型,Langmnir方程(Fe2 :R2=0.96,Fe3 :R2=0.967 7)比Freundlich方程(Fe2 :R2=0.965 7,Fe3 :R2=0.936 1)能略好地拟合铁负载坡缕石粘土的磷吸附等温结果,说明铁负载坡缕石粘土的磷吸附过程可能是均匀介质的单分子吸附.适量白云石有助于提高坡缕石粘土的磷吸附净化性能,铁负载可能通过改变坡缕石的表面电荷和吸附活性位点来改变其磷吸附机制,从而提高其磷吸附性能.     

江苏溧阳坡缕石的发现及初步研究

作者提供了比较完整的庙山坡缕石分析数据,指出了其成因,认为庙山坡缕石与国内外同类矿物性质相类似,具有重要的矿物学研究意义。     

Cd2+在甘肃靖远坡缕石粘土上的吸附作用研究

以提纯后的甘肃靖远坡缕石粘土作吸附剂,常温下对水中Cd2 进行吸附实验,考察了吸附时间、吸附剂用量、振荡速率及pH值对吸附效果的影响,并对吸附动力学过程和吸附平衡进行了探讨.XRD和红外光谱分析结果显示,原矿在提纯后杂质石英被有效分离,得到了坡缕石含量较高的提纯样品.吸附实验结果显示,约60 min吸附反应可达平衡;pH值对吸附效果有显著影响,吸附率随pH值的升高而增加,当平衡溶液pH>8时吸附率超过99%;吸附过程与pseudo-second-order Lagergren动力学模型方程有较好的一致性,吸附平衡同时符合Langmuir和Freundlich等温吸附模型,由Langmuir方程得到饱和吸附量为31.65 mg/g.     

利用坡缕石酸活化废液制备聚合氯化铝铁

坡缕石粘土生产活性白土的过程中产生的酸化废液会对环境造成严重污染,利用此废液,通过加入浓碱在一定条件下聚合制备了聚合氯化铝铁,最佳聚合pH值为4.0,所得产品基本符合GB15892-2003水处理剂国家标准.混凝实验结果显示,在480 mg/L的投药量下聚合氯化铝铁对自配水的浊度去除率最高可达98.3%,且适应的pH值范围较宽,处理效果优于其他常用絮凝剂.     

坡缕石黏土负载铁锰复合氧化物吸附磷的性能

以氧化还原共沉淀的方法将铁锰复合氧化物负载于坡缕石黏土表面,制备负载型吸附剂,由静态吸附实验研究了吸附剂对磷的吸附性能,探讨了吸附的动力学特征、热力学参数和吸附机理。结果显示,吸附剂对磷的吸附受溶液初始pH值、吸附时间及温度的影响,在中性条件下吸附平衡时间为90 min,pseudo-second-order吸附动力学方程能较好描述吸附过程,吸附表观活化能为11.76 k J/mol;吸附等温线与Freundlich方程的拟合结果略优于Langmuir方程,由Langmuir方程得到最大吸附量为26~31 mg/g。吸附焓变为9.29 k J/mol,吸附熵变为正值,自由能变为-4.3~-5.8 k J/mol,吸附作用有多层不均匀吸附的性质,同时包含物理作用和化学作用,但不属强的化学键作用。     

Dolomite dissolution: An alternative diagenetic pathway for the formation of palygorskite clay

Palygorskite is a fibrous, magnesium‐bearing clay mineral commonly associated with Late Mesozoic and Early Cenozoic dolomites. The presence of palygorskite is thought to be indicative of warm, alkaline fluids rich in Si, Al and Mg. Palygorskite has been interpreted to form in peritidal diagenetic environments, either as a replacement of detrital smectite clay during a dissolution–precipitation reaction or solid‐state transformation, or as a direct precipitate from solution. Despite a lack of evidence, most diagenetic studies involving these two minerals posit that dolomite and palygorskite form concurrently. Here, petrological evidence is presented from the Umm er Radhuma Formation (Palaeocene–Eocene) in the subsurface of central Qatar for an alternative pathway for palygorskite formation. The Umm er Radhuma is comprised of dolomitized subtidal to peritidal carbonate cycles that are commonly capped by centimetre‐scale beds rich in palygorskite. Thin section, scanning electron microscopy and elemental analyses demonstrate that palygorskite fibres formed on both the outermost surfaces of dissolved euhedral dolomite crystals and within partially to completely dissolved dolomite crystal cores. These observations suggest that dolomite and palygorskite formed sequentially, and support a model by which the release of Mg²⁺ ions and the buffering of solution pH during dolomite dissolution promote the formation of palygorskite. This new diagenetic model explains the co‐occurrence of palygorskite and dolomite in the rock record, and provides valuable insight into the specific diagenetic conditions under which these minerals may form.     

贫镁和富镁坡缕石的热变化规律研究

贫镁和富镁坡缕石受热时表现出不同的热变化规律。物相分析表明,将提纯样品加热到设定温度并保温2h后,贫镁坡缕石经历了失水和玻璃相阶段:300℃以下晶体结构基本没变,350℃开始发生"折叠作用",400℃以上晶体结构被完全破坏,生成玻璃相;富镁坡缕石经历了失水、玻璃相和新晶相(顽火辉石)阶段:300℃以下晶体结构基本没变,350~500℃发生"折叠作用",600~950℃生成玻璃相,950℃以上生成顽火辉石雏晶。富镁坡缕石保持热稳定性的温度低于600℃,贫镁坡缕石的低于400℃。     

甘肃灵台黄土-红粘土序列中坡缕石的分布及其古气候意义

坡缕石是典型的干旱、强蒸发环境的指示矿物,黄土-红粘土序列中坡缕石的分布对古气候和古环境重建具有重要的指示意义。本文对灵台任家坡剖面中黄土、古土壤和红粘土代表性样品进行了场发射扫描电镜和高分辨透射电镜观察,结果发现,在3.6Ma以前沉积的红粘土中存有大量的自生坡缕石,而在3.2Ma以来沉积的红粘土及其上覆黄土古土壤序列没有坡缕石。剖面样品扫描电镜原位观察形貌特征和微观结构显示,坡缕石属于成壤作用自生矿物,系由伊蒙矿物在富镁孔隙液作用下转化形成。灵台剖面中坡缕石消失的层位与红粘土磁化率升高和粉尘通量及沉积速率增加的层位相一致。坡缕石在剖面中的分布指示3.6～3.2Ma前后是东亚季风的重要转型期,东亚古气候格局发生改变,由连续干暖的夏季风占主导向干冷冬季风和暖湿夏季风高频强波动交替环境演化。     

甘肃临泽地区含碘坡缕石碘的提取及其赋存状态研究

XRD分析和全谱拟合定量计算结果表明,甘肃临泽含碘坡缕石矿的物相由坡缕石(70.1%)、白云石(15.7%)、石英(6.6%)以及少量白云母、钠长石和绿泥石组成。尝试采用了不同方法提取矿石中的碘。加热升华法未能使碘从坡缕石矿石中析出,表明碘在矿石中的赋存形式是吸附的离子态,而非分子态。热水浸取法从矿石中提取出的碘十分有限,仅为0.76～2.05μg/g,显示碘与坡缕石结合十分牢固,难以被热水活化。盐酸浸取法从矿石中提取出的碘为190.4～320.5μg/g,提取量与盐酸浸泡的时间成正比,与温度关系不大。在40h的酸浸泡时间内,碘提取量与盐酸浸泡时间的关系曲线呈S型,即初期和末期平缓,而中段较陡。碘释放的时间曲线说明,碘主要来自坡缕石,而非另一主要矿物白云石,因为后者很快被盐酸溶解;此外,盐酸提取碘的时间曲线还表明,甘肃坡缕石中的碘最有可能赋存在载体矿物的晶内隧道孔中,而非矿物表面。盐酸浸取法提取效果好与坡缕石的酸稳定性较差有关,碘的活化与载体矿物被盐酸溶蚀基本同步。     

苏皖凹凸棒石粘土水悬浮液流变性能研究

研究了3种苏皖凹凸棒石粘土水悬浮液的流变性,讨论了矿物种类、粘土颗粒大小、NaCl浓度、pH值、电解质类型、分散剂添加量等影响因素对于凹凸棒石粘土水悬浮液流变性的影响,并用卡森模型对3种凹土流型曲线进行了拟合.结果表明,不同凹土中含有少量不同杂质对流变性能影响不大;经过挤压的土样粘度明显大于原矿粉碎的样品;粘土颗粒大小、溶液pH值、电解质类型、分散剂均会较大程度的影响凹土悬浮液的流变性能,其中分散剂的降粘效果最为明显;而NaCl的浓度增加对凹土悬浮液流变性影响则很小.     

富镁和贫镁坡缕石及其酸浸蚀产物的红外吸收光谱研究

本文对两个富镁和贫镁坡缕石的红外吸收光谱高频区的拟合结果表明,富镁坡缕石(p0)和贫镁坡缕石(g0)的八面体离子的配置有区别,前者除出现Mg3OH振动外,MgM2口OH振动的比例比AlM2口OH振动的大,后者则反之。经酸短时间浸蚀的和未经浸蚀的坡缕石红外吸收光谱相比,除部分吸收峰(如3560cm^-1)的峰形发生明显变化外,其余各吸收峰的峰形相似、强度稍有变化,且Siu-O-SiD的不对称振动吸收峰向低波数方向偏移、对称吸收峰向高波数方向偏移;坡缕石中790cm^-1左右的吸收峰的归属是不明确的,据实验确认它是由Siu-O-SiD的对称吸收所致;由985cm^-1、1030cm^-1、1080cm^-1和1200cm^-1左右4个吸收峰组成Si-O骨架振动吸收带的峰形、强度和峰位移反映了酸浸蚀过程中坡缕石的结构改变。两个坡缕石经360h盐酸浓度为1mol／L和3mol／L浸蚀后,所得产物的粉末X射线衍射谱虽仍具有坡缕石的衍射线,但它们的红外吸收光谱却只有与表面OH振动、物理吸附水相关的OH振动和几个SiO振动吸收峰,而无代表八面体振动、硅氧骨干中的大部分SiO振动和晶格中的结晶水的振动,说明酸对坡缕石浸蚀的最后产物是以硅氧为主。     

Use of clay as a pozzolona in high strength Portland cement and its thermal activation

In this investigation local clay from Cherat mines, Nowshera District, NWFP, Pakistan, has been tested as a pozzolanic material in high strength Portland cement. Thermal treatments were performed as a means of activation of the clay. It was found that thermal treatment of the clay can increase its pozzolanic activity. Different blended mortars, containing different amounts of clay, activated at different temperatures were studied for compressive strength, consistency, and setting times. It was concluded that the mechanical properties of the blended cements were mainly governed by the percentage of incorporation of the calcined clay. Blended cement composition has been formulated, with optimal results of 20% calcined clay at a temperature of 600℃.