有机硅烷化蒙脱石的层间锁合效应

有机改性对粘土矿物在高分子纳米复合材料、环境材料、载体材料等领域中的应用有着重要影响。粘土矿物的有机改性方法主要包括:表面活性剂插层、有机硅烷嫁接和原位合成改性。其中,有机硅烷嫁接(也称表面有机硅烷化)是近年粘     

新型高分子材料固沙抗冻性能试验研究

抗冻性反映固沙剂在低温环境下固沙的耐久性能。以新型高分子材料SH进行固沙,就其固沙后固沙体的抗冻、融特性进行了室内两种不同周期的冻、融循环试验。结果表明,冻、融循环对SH固沙性能均有劣化趋势。但冻、融速率较慢时,抗冻性较稳定。SH抗冻性优于其它同类化学固沙剂,显示其抗冻性良好。有机材料在冻、融过程中一段时间内出现强度增加的机理尚不清楚,建议进一步研究。     

废泥浆脱水的试验研究

岩土工程施工产生的废泥浆含水量高,脱水性差,因此如何提高废泥浆的脱水量至关重要。试验中通过对废泥浆的物理化学调质,以改变废泥浆颗粒表面物化性质和组分,破坏废泥浆的胶体结构,减小与水的亲和力,从而改善废泥浆的脱水性能。对不同种类的无机材料和有机高分子絮凝材料的试验分析发现,有机高分子聚丙烯酰胺PAM的絮凝脱水效果要优于无机材料。在阳离子型PAM、阴离子型PAM、非离子型PAM三类材料对废泥浆的絮凝脱水效果中,阳离子型PAM的絮凝脱水效果最好。     

高岭土矿物填料在高分子材料中的应用

在高分子材料中,高岭土是最常用的无机填充剂之一,它不仅起充填增量、降低成本的作用,而且能够改善高分子材料的机械、物理性能,提高制品的质量。     

基于聚氨酯复合基材的岩质边坡客土生态修复试验研究

为解决目前岩质边坡客土喷播生态修复中存在的客土基材滑落、坡面表层土流失严重和植被生长差等问题,采用聚氨酯有机高分子材料与土体结合组成聚氨酯复合基材,用于边坡生态修复。通过室内试验对其强度、抗冲刷性以及影响植被生长情况进行研究,并在典型岩质边坡上进行现场试验,对聚氨酯复合基材的有效性进行验证。研究结果表明:聚氨酯有机高分子对于复合基材的强度和抗冲刷性具有显著的提升作用,随着聚氨酯有机高分子浓度增加,聚氨酯复合基材的强度增加,抗冲刷能力提高。与未添加的试样进行对比,浓度为1%聚氨酯复合基材的强度为113.63 kPa,提高幅度约为95.45%;20%浓度试样的峰值冲刷量为28.8 g,降低幅度约为71.2%。聚氨酯有机高分子可以有效促进植被种子的发芽与生长。当聚氨酯有机高分子浓度由0%提高到10%时,种子的发芽率由12%提升到68%。但当聚氨酯有机高分子浓度过大时,会对植被的发芽和生长发生抑制作用。研究结果可为岩质边坡的生态防护提供一定的参考与借鉴。     

添加剂对土体的加固作用及冻胀防治研究

将研制的高分子有机材料作为添加剂，加入到土体中，经过拌和夯实、干燥固结，能够起到稳定和提高土体的强度，并具有低渗透和低吸水等特性．冻胀试验表明：加入添加剂不仅能阻止土体冻胀的产生、外来水源的入侵及水分的迁移，还能隔断土体孔隙之间的联系，使水分在土体孔隙中不能运移，从而达到了防治冻胀的目的。     

非离子表面活性剂修饰纳米钛柱撑粘土材料的合成与应用

本文采用非离子表面活性剂聚乙烯醇(PVA)对粘土进行改性修饰,并以钛酸丁酯和盐酸分别为前驱物和酸催化剂,采用溶胶-凝胶法制备了PVA修饰疏水型纳米钛柱撑粘土材料,对其进行了比表面积(BET)、热重分析(TGA)、X射线粉末衍射(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)表征。实验结果表明,TiO2成功地插入了粘土层间,并以锐钛矿型的晶型存在,制备的柱撑粘土复合材料仍有较好的层状结构,其比表面积较原土有明显的增加,经过PVA修饰后柱撑粘土表面的疏水性得到了提高。以甲基橙的吸附和降解为模型反应,考察了柱撑粘土的吸附性能和光催化活性,实验结果发现PVA修饰疏水型纳米钛柱撑粘土材料对甲基橙表现出了良好的吸附能力和较好的光催化活性。     

基于分子模拟的表面活性剂对煤体的润湿机制探讨

随着煤矿开采深度和机械化程度的逐渐提高,瓦斯煤尘二次爆炸愈加严重,采用表面活性剂等化学抑尘剂可以有效抑制煤尘的产生及扩散,减少瓦斯煤尘爆炸。为探明非离子表面活性剂对疏水性煤尘的抑制机理,以典型深部(1 050 m)疏水性煤尘为研究对象,利用FT-IR、XRF、XRD等手段分析其基础物化特性,联合EA、XPS、¹³C NMR等测试技术分析并建立煤尘分子结构模型,通过建立分子模型考察水-表面活性剂-煤润湿吸附体系的平衡吸附构型、分子空间分布特征,设计实验测定表面活性剂吸附前后煤尘的表面自由能组成变化,验证并讨论表面活性剂在煤尘界面的润湿吸附机制。结果表明：表面活性剂可在疏水性煤尘表面形成有效定向吸附层(吸附层较紧密,对煤表面覆盖程度高),通过表面活性剂疏水尾链覆盖煤尘表面疏水结构,亲水头基朝向水相,使得煤尘表面自由能极性分量增大,煤尘表面因此由疏水性向亲水性发生转变。研究结果可为煤矿开采中的高效抑尘处理提供理论指导和借鉴。     

生物矿物材料及仿生材料工程

生物通过有机模板的作用，使无机晶体的结晶成核、形貌和晶体学定向受到严格的控制，从而形成性能优异的有机－无机复合材料（如骨和珍珠层）或纳米晶体材料（如趋磁细菌中的磁小体）等。通过对生物矿化的研究，认识到有机分子可以改变无机晶休的生长形貌和结构，因而提供了强大的工具用来设计和制造新的材料。目前已成功仿生合成了纳米晶体材料、仿生薄膜及薄膜涂层材料、中孔分子筛材料等。     

高分子材料SH固沙性能与微结构相关性研究

SH作为一种环保型、节约型有机高分子固化材料,用于沙漠治理具有广阔的应用前景。采用不同浓度SH、不同加固方式对沙体进行加固,加固后沙体微结构会发生变化,其物理力学性能也会出现显著变化。通过图形处理软件对固化后沙体的SEM图像进行计算分析;利用多元逐步回归分析方法对其性能参数与微结构参数之间的相关性进行计算,并对其相关性进行分析评价。计算结果表明,二者之间存在着良好的相关关系,各向异性、等效直径、扁圆度、充填比和面积比是对固化沙土力学性质影响较为显著的5个微结构参数。从微观角度证明了SH是一种较为理想的高分子固沙材料。     

天然粉石英的开发利用及深加工

介绍了粉石英的基本性能，概括了粉石英在工业中的应用，研究了提高粉石英表面活性的方法，进一步揭示了粉石英作为填料的潜在应用价值。     

矿物界面作用与环境工程材料

矿物水界面作用是环境地球化学研究的基础,它控制着世界淡水质量、土壤发生与发展、表生地质作用中元素迁移与富集等过程,是矿物环境工程材料的理论基础［１］。这是因为矿物水界面作用发生于矿物表面,许多环境工程材料是通过材料表面吸附（或共沉淀）作用去清除水...     

基于探针气体吸附等温线的矿物岩石表征技术IV:比表面积的测定和应用

矿物的比表面积是决定矿物表面反应能力和吸附容量的重要参数,但因其测定方法多样、分析结果受多种因素影响,致使分析结果有时会偏离实际值.为全面认识和更好地利用比表面积数据,本文在对比表征矿物材料比表面积的几种常用技术的基础上,重点介绍了基于探针气体吸附等温线的比表面积测定方法.以方解石粉体、石英粉体、蒙脱石等常见矿物材料和铁锰结壳为例,根据各类材料的比表面积测定数据,研究了探针气体种类、脱气温度和吸附平衡时问等测试条件的影响.并从表面能量非均质性和孔隙结构的角度,提出了在应用测定结果时需要注意的问题.     

哈尔滨城市地表土的物质组成与沙尘天气

沙尘对环境的污染被人们越来越重视,是生态环境研究的重要组成部分,本文对哈尔滨城市不同类型松散地表土进行了采样和物质组成特征进行了较全面的研究.结果表明:河床冲积物和哈尔滨市土壤对哈尔滨沙尘天气的贡献较小;而地表裸土的粒度和化学组成特征指示了道路裸土和建筑土是哈尔滨沙尘天气主要的物质源地,以为沙尘天气提供大量的粉尘物质.这不仅对哈尔滨沙尘研究提供了基础资料,也对确定哈尔滨沙尘来源区并科学控制沙尘暴提供了一定的理论依据.     

中太平洋CC区表层沉积物的地球化学

根据对中太平洋CC区表层沉积物常量、微量元素的测试结果,采用多元统计分析的方法,研究了该地区表层沉积物中元素含量的空间分布和组合特征,探讨了其物质来源及沉积环境的横向演变规律.元素的相关性分析和R型因子分析表明,SiO₂、Al₂O₃、Fe₂O₃、MgO、K₂O、Na₂O等常量元素氧化物之间存在明显的正相关关系,说明这些元素氧化物内在关系较为密切,在沉积物中所起的作用相近,元素的地球化学行为相似,尤其在成因方面专属性较强,主要受陆源碎屑沉积及火山活动的影响.它们与CaO、CaCO₃、Sr为明显的负相关关系,说明二者内在关系比较疏远,相关性差,沉积物源不同,后者主要与生物作用有关.由SiO₂、Fe₂O₃、TiO₂与Al₂O₃的比值与Ba/Sr标准值对比显见,中太平洋CC区表层沉积物主要来源于深海黏土、生物源和火山热液活动的产物.沉积相主要为硅质软泥相、硅质黏土相、钙质软泥相、沸石黏土相.     

贵州碳酸盐岩风化壳物源判别的新证据:石英颗粒形态、表面结构特征

利用扫描电镜分析了黔北、黔东、黔中4个剖面土样中的石英颗粒形态和表面特征,发现土样中的石英有3种类型:碳酸盐岩中的原生碎屑石英,呈次圆状或圆状,表面有被长时间、长距离水搬运的痕迹,无风成特征;燧石团块石英,具有新鲜的表面,呈不规则的尖棱状、次棱角状,表面基本无搬运痕迹;晶形较完整的次生石英,呈棱角状,晶形较完整,晶面有微生长晶体,无搬运特征。这些信息指示,3种石英均具有原位特征,前两种石英是直接对基岩的继承,第三种石英是风化壳剖面的次生产物,该结果为碳酸盐岩风化壳的物源及原位特征的确认提供了新证据。     

Investigation of the nature of slip surface using geochemical analyses and 2-D electrical resistivity tomography: a case study from Lapseki area, NW Turkey

The nature and subsurface structure of the slip surface of a landslide was studied on the basis of geochemical analyses and 2-D electrical resistivity tomography (ERT) survey. Head scarp and lateral slip surfaces of the landslide marked by clear slickensided shear planes were composed of the average amounts of clayey silt (32.5%) and sand (67.5%). Energy dispersive X-ray spectroscopy (EDX) data revealed the enrichment of Si (23.24%), Fe (12.2%), Al (9.51%) and C (8.34%) in the elemental composition of the disturbed slip surface. From X-ray diffractometry (XRD) data, six main clay types were determined, such as Volkonskoite, Halloysite, Ferrosilite, Saponite, Illite and Nontronite. The ERT survey displayed that the landslide developed as a reactivation on the upper part of an old landslide body.     

多孔结构无机材料比表面积和孔径分布对调湿性的影响

测试海泡石、沸石、硅藻土和坡缕石粘土的孔径和比表面积,研究其孔径和比表面积与吸放湿能力的对应关系.利用氮气等温吸附对孔隙结构进行测试、分析,通过BET法计算得出其比表面积分别为81.56、2.46、1.68和187.70 m2/g,平均孔径分别为8.53、18.20、31.57和11.79 nm.在温度25℃相对湿度分别为75%和35%的条件下进行吸放湿试验,4种样品的最大吸湿量分别为5.6%、2.2%、1.8%和6.0%,放湿量分别为4.4%、1.8%、1.6%、5.0%.数据对比发现,比表面积大且孔径分布符合在相应温湿度下以Kelvin公式计算出的孔径分布特点的矿物材料,如海泡石,吸放湿能力强.     

溶液pH对自然水体中多种固相介质吸附铅、镉、铜影响的比较

采用实验室内模拟吸附方法,研究不同溶液pH下沉积物、悬浮颗粒物和生物膜吸附重金属的热力学特征。结果表明：在不同pH下,Langmuir方程均可以很好地描述自然水体三种固相介质吸附重金属的热力学过程。在相同pH条件下,三种固相介质对重金属的吸附能力从大到小依次为悬浮颗粒物、生物膜、沉积物,它们对重金属的吸附能力为铅>铜>镉;这三种固相介质对重金属的吸附能力都随着pH值的升高而增大,其中悬浮颗粒物对重金属的吸附能力受溶液pH影响最大;另外,相对于铜和镉,三种固相介质对铅的吸附受溶液pH影响较大。     

垂向二维非恒定流及悬浮物分布模型研究

采用σ坐标变换拟合复杂边界、VOF方法追踪自由水面变化和SIMPLE算法求解控制方程等建立垂向二维非恒定水流及悬浮物分布数学模型。该模型适用于变量在横向上分布基本均匀的水流流动特性及悬浮物扩散迁移过程的模拟,与刚盖假定或静水压强假定等条件下建立的垂向二维数学模型相比更符合实际情况。分别对概化水库水流结构的沿程变化、明渠均匀流及带有槽沟的明渠非均匀流及悬浮物浓度分布进行了模拟,计算结果与实测值符合良好。模型的应用可为河道或水库的洪水调度、水污染控制、取水工程优化等提供参考。