层间水含量对蛭石有机改性影响的研究

本文以溴代十六烷基吡啶、磷酸三丁酯对膨胀蛭石和未膨胀蛭石进行了改性处理，并用IR、XRD方法研究了蛭石在不同层间水含量情况下，这两种有机分子分别进入蛭石层间的难易情况，结果表明：（1）层间水含量能够对有机分子进入蛭石层间产生影响，但对具有较强离子交换能力的有机分子进入层间的影响不大；（2）磷酸三丁酯分子易于与含层间水少的膨胀蛭石结合，说明层间水对磷酸三丁酯分子的作用遵循异极性排斥的原则。     

近红外光谱对岩矿表面黏土矿物覆层的响应

近红外光谱(NIR)技术具有测试快速、准确和对样品无接触、无损害等诸多优点,因而被广泛应用于材料科学、医学和地球科学等众多领域。在地质学和行星探测领域,近红外光谱常用来原地和遥感识别星球表面矿物组成、分布及相对含量等信息。近红外光谱对含有羟基和水的矿物,特别是黏土矿物有更强的响应,而黏土矿物主要的生成条件和矿物物化性质使其常常以岩石矿物表面覆层形式广泛存在于地表环境中。在实际测试过程中,覆层形式存在的黏土矿物极有可能会对探测目标区的岩石矿物含量和赋存状态等信息产生干扰,其干扰程度和机制尚不十分清楚。为此,本研究针对性地考察了黏土矿物覆层对矿物表面近红外光谱测试的影响。选用绿脱石、绿泥石、高岭石和伊利石4种代表性黏土矿物,覆层的厚度分别设计约为30、10、2和1μm;基体矿物选取角闪石、钾长石和石英为代表。实验结果表明,在位于2100～2370 nm处的近红外光谱吸收波段,不同厚度的黏土矿物覆层均会不同程度地影响基体矿物的反射光谱特征,导致在遥感探测过程中无法准确地获取其光谱信息,且随着覆层厚度增加,基体矿物信息被湮没的程度加剧。与富铁黏土矿物(绿脱石和绿泥石)相比,富铝黏土矿物(高岭石...     

熔融法制备铬掺杂磁铁矿及其催化UV-Fenton反应降解酸性橙Ⅱ的研究

在自然界,磁铁矿结构中广泛存在类质同象置换。部分置换离子显著改变磁铁矿的表面反应性,影响其对有机污染物的催化降解性能。本研究用熔融法合成一系列不同掺杂量的铬掺杂磁铁矿,利用X射线衍射(XRD)和X射线吸收精细结构谱(XAFS)等谱学技术对合成磁铁矿进行结构表征,并在中性条件下,探讨磁铁矿催化UV-Fenton反应降解酸性橙Ⅱ的性能。铬掺杂磁铁矿为立方晶系反尖晶石结构,Cr以+3价占据在八面体位。铬掺杂显著提高磁铁矿对酸性橙Ⅱ的催化降解性能,降解过程以异相UV-Fenton反应为主,遵循准一级动力学方程。反应160 min后,铬掺杂磁铁矿对酸性橙Ⅱ的矿化率达40%。     

HDTMA+柱撑蒙脱石的13C MAS NMR谱研究

目的 采用^13C魔角旋转核磁共振技术(MAS NMR)，对HDTMA柱撑蒙脱石层间域内由于堆垛密度差异所致的具不同排列方式的有机离子的构形进行了研究。结果表明，长链烷基在层间并不是完全刚性的(All-trans)状态，同时由不同构形离子组成的有机相之间的比例也不是不变的，而是随着有机离子在层间域内堆垛密度的增大，柱撑离子存在着一个从类似固体状态(Solid-like)到类似液体状态(Liquid-like)再到类似固体状态变化的宽范围的分子环境。其中平卧双层排列模式中有机分子所表现出的类似液体的性质最为明显，只有在较高堆垛密度的倾斜双层排列模式下层间离子才表现出较明显的类似固体状态。     

干、湿态单/双链表面活性剂柱撑蒙脱石层间微结构及分子环境比较

以含不同烷基碳链长度(8、12或16个碳原子)的单/双链阳离子表面活性剂对内蒙蒙脱石样品进行了柱撑改性。用XRD和FTIR方法研究了柱撑改性后干、湿样品的层间微结构和分子环境。单链柱撑样品中,烷基链长度增加,柱撑高度也增大。湿样的柱撑高度大多高于干样品,衍射图峰形更为规整,柱撑结构更为均一;双链柱撑样品也是柱撑高度与烷基链长度正相关,但其湿样品的底面间距反而小于干样品。同时,亚甲基伸缩振动的变化趋势与层间距的变化趋势基本一致,即当烷基链长度或数目增加时,有机蒙脱石层间有机相分子的环境更接近于似固态。     

不同链长烷基季铵离子在蒙脱石层间域内排列方式的对比

选用含不同烷基长链的三种季铵盐——十二烷基三甲基溴化铵(DDTMAB)、十四烷基三甲基溴化铵(TDTMAB)、十六烷基三甲基溴化铵(HDTMAB)，对河北钠交换蒙脱石进行了有机柱撑实验，以X射线衍射分析方法对实验产物进行了对比研究。结果表明，由于烷基链中所含的碳原子数目不同，三种长链季铵离子对蒙脱石的柱撑效果不同，DDTMA^ 在蒙脱石层间域内可形成平卧单层、平卧双层和假三层三种不同排列方式；TDTMA^ 与DDTMA^ 在低浓度条件下形成的前两种排列方式相同，而第三种则不同，为倾斜单层排列；HDTMA^ 有机柱撑产物中除了具有前两者的排列方式外，还具有倾斜双层排列方式。不同排列方式的复合产物可以多相共存。此外，随着柱撑剂浓度的增加，三种长链烷基季铵离子在蒙脱石层间域内的排列方式及其演化是不同的。     

天然钒钛磁铁矿非均相Fenton法降解酸性橙Ⅱ的研究

用XRD、FTIR及TG-DSC等手段对磁选后的天然钒钛磁铁矿进行结构表征,然后在酸性条件下,探讨天然钒钛磁铁矿非均相Fenton法催化降解酸性橙Ⅱ的性能。结果表明:磁选后的天然磁铁矿主要以钛磁铁矿为主,同时含有少量的钛铁矿和绿泥石。降解实验结果表明,天然钒钛磁铁矿催化降解酸性橙Ⅱ的能力明显强于人工合成的单相磁铁矿,并随着钛磁铁矿含量的增加而增强。降解过程以异相Fenton反应为主,动力学曲线符合准一级方程。反应开始210min后,天然钒钛磁铁矿对酸性橙Ⅱ的矿化率约为30%。在降解过程中,苯环和萘环逐步断裂。     

SiO2同质多象体矿物表面差异性及其对有机物吸附的初步研究

石英是土壤和沉积物中的重要矿物组成部分,前人已在不同程度上对其表面基团和表面物理化学性质进行了研究。事实上,石英(SiO2)具有多种同质多象变体。即同是化学成分为SiO2的矿物,其晶体结构可能是大不相同的,也就形     

Si/Al对水热法合成皂石结构特征的影响

皂石是一种2:1(TOT)型三八面体结构的层状硅酸盐矿物,具有优异的分散性、离子交换性、吸附性等物理化学性能,因此被广泛应用于化工、纺织、环境等行业。自然界中,皂石矿物资源比较少,且天然产出的皂石杂质含量较高,难以提     

齐齐哈尔碾子山麦饭石物化性能及其对Pb2+、Cd2+、Cr3+的吸附行为研究

以齐齐哈尔碾子山麦饭石为研究对象,通过比表面积及孔隙分析、阳离子交换容量(CEC)测试以及p H值缓冲能力测试等,对碾子山区麦饭石的结构和性能进行表征,并进一步研究麦饭石对Pb~(2+)、Cd~(2+)、Cr~(3+)的吸附行为。结果显示:碾子山区麦饭石具有海绵体大孔结构,阳离子交换容量(CEC)13~20 mmol/100 g。碾子山麦饭石对酸碱溶液都具有较好的调节能力,尤其对酸液的调节更高效。重金属吸附性能方面,对Pb~(2+)、Cd~(2+)、Cr~(3+)这3种离子吸附关系为:Pb~(2+)Cr~(3+)Cd~(2+)。