蛭石的微波膨胀实验

蛭石是一种在工业、农业等众多领域广泛应用的非金属矿。蛭石在受热时,层间水分子受热汽化产生压力使结构迅速撑开,体积瞬间急剧膨胀,体积膨胀达到几倍甚至十几倍,从而获得膨胀蛭石。膨胀蛭石导热率降低、密度减小、体积增大,具有隔音、保温、防震、耐火的性质,可广泛应用于农业、电力、建筑、冶金、轻工、化工、冷藏、机械、船舶制造、运输包装及海洋捕捞等领域。热膨胀是目前制备膨胀蛭石最常用的方法,对蛭石热膨胀机理普遍认可的解释是:在急剧加热蛭石时,四周边缘部位先受热,边缘水首先散逸出去,四周边缘质点间距和晶层间距缩小而形成"封闭"状态,蛭石结构中间被加热后的水蒸气无法及时散逸出去而形成强大的层间蒸汽压力,撑开蛭石晶层,蛭石体积膨胀。由于微波和水分子之间存在着强烈的相互作用,因此微波作用可加热含水物质,且加热速度快。近年来采用微波加热方法来制备膨胀蛭石受到学者的关注,具有良好的应用前景,但研究相对薄弱。对新疆尉犁蛭石进行了微波膨胀实验,并与热膨胀进行对比。研究了影响蛭石微波膨胀的因素,对比讨论了两种方法的膨胀机理。研究结果表明:蛭石在微波条件下有较好的膨胀效果,微波频率和蛭石粒径是影响蛭石微波膨胀效果的关键因素。粒径大的蛭石膨胀效果优于小粒径蛭石。蛭石膨胀倍随着微波功率的增加和加热时间的延长而增大,且当加热时间为60 s时达到最大值;在不同微波功率下加热60 s时,蛭石和金属阳离子饱和蛭石的膨胀倍均随着功率的增加而增大,但金属阳离子饱和蛭石的膨胀倍均低于蛭石原样。蛭石层间离子对层间水的束缚力差异是导致不同金属阳离子饱和蛭石膨胀倍不同的主要因素。Na+对层间水的束缚力较弱,Na+饱和蛭石在低功率微波条件下膨胀倍明显增大,而Mg型和Ca型蛭石的层间离子分别结合有两层水分子且对水的束缚力很强,在高功率下才能有大的膨胀倍。     

用高分辨透射电子显微镜所观察到的黑云母中的间层和层间滑移

在构造形变的黑云母中,其间层现象、层间滑移和解理特征,已用高分辩透射电子显微镜进行了观察。云母单元层及层间阳离子的位置都能用这种技术照相得知。根据观察结果,我们首先得出的结论是,滑移和解理发生在结构中的层间部位。在黑云母中,表现有局部发育的氢氧镁石状层的间层,它与邻接的滑石状层构成单一的绿泥石层填隙在云母结构中。从结构和物理因素考虑,氢氧镁石间层现象在此解释为云母层间部位的一种“氢氧镁石化作用”,而云母层间部位的局部滑移和解理都是氢氧镁石化作用以前产生的;它是在形变显微结构部位有利于产生的、原子规模大小的一种化学作用(云母的局部绿泥石化作用)的实例。     

新疆尉犁蛭石高温膨胀试验研究

通过原料物相组成、原料粒度及煅烧温度对新疆尉犁蛭石膨胀性能的影响研究。结果表明:新疆尉犁蛭石主要物相为蛭石、金云母、蛭石-云母混层矿物和方解石;蛭石与蛭石混层矿物含量越高蛭石膨胀倍越大,并主要受蛭石混层矿物含量的影响;在一定范围内蛭石膨胀倍随粒度增大而增大,当原料粒度超过2 mm时,其膨胀倍随粒度的增加而较小;蛭石膨胀倍随煅烧温度上升而迅速增加,但煅烧温度超过700℃时,其膨胀倍不再增加。     

钛粒硅镁石:冷俯冲带蛇纹岩超高压变质的特征变质矿物

蛇纹岩矿物组合简单,主要组成矿物蛇纹石的温压稳定范围很大,这导致确定蛇纹岩的变质温压条件存在困难。本文通过实验岩石学模拟的方法,确定了钛粒硅镁石是蛇纹岩经历超高压变质的特征变质矿物。根据实验观察,压力达到3.0~3.5 GPa条件下,600~700℃范围内均存在钛粒硅镁石的生成反应,说明钛粒硅镁石在压力大于3.0~3.5 GPa条件下才能稳定;温度高于750℃,钛粒硅镁石开始减少直至消失。至于钛粒硅镁石的压力上限,由于实验条件所限,本次实验并未得出。钛斜硅镁石先于钛粒硅镁石出现,晚于钛粒硅镁石消失,稳定的温压范围更大。对实验样品观察发现,普遍存在钛粒硅镁石、钛斜硅镁石和橄榄石互为核边、互相交生的现象,这些实验现象与自然界中观察到的现象一致。低温高压条件下,由于这3类矿物结构的相似性,钛斜硅镁石与橄榄石通常出现互为核边的现象;随着温度升高,钛斜硅镁石以斑块或者片晶出现在橄榄石中,直至最终分解消失。钛粒硅镁石的出现与否取决于温压条件：低温低压条件下,钛粒硅镁石不稳定,发生分解产生钛斜硅镁石,出现钛斜硅镁石包裹钛粒硅镁石的现象;低温高压条件下,钛粒硅镁石稳定生长,出现钛粒硅镁石发育于钛斜硅镁石边部的现象;高温条件下,钛粒硅镁石不稳定,以片晶形式存在于橄榄石或钛斜硅镁石中。研究表明,钛粒硅镁石稳定于低温高压条件,确定其为冷俯冲带蛇纹岩超高压变质的标志。同时详细的岩相学显示了钛硅镁石矿物在高压变质过程中的行为,从而为俯冲带超基性岩变质研究提供理论依据。     

高压相变晶体化学Ⅱ.高压下镁硅酸盐和氧化物中硅氧离子的半径变化和迁移行为

考查了高压下镁硅酸盐和硅镁氧化物(橄榄石、硅镁尖晶石、钙钛矿及后钙钛矿)中氧、硅的离子半径,发现在压力增加的条件下,不论相变是否发生,氧离子半径总是随压力增加而逐渐缩小的,但对于阳离子硅来说,相变导致它从配位数低的多面体向配位数高的多面体迁移时,其离子半径是逐渐增大的.这种现象与SiO2在高压相变时硅离子增大的趋势完全一致.这种现象可能是在高压下离子化合物逐渐向金属相化合物转变引起的.     

交代实验形成的硅镁石族矿物特征和物理化学条件

本文概括了1939—1988年以来硅镁石族矿物研究的进展;叙述了以橄辉岩和结晶石灰岩或黑云母石英片岩和白云质大理(或白云)岩作试料,在450—700℃和(500—1400)×105Pa的温度和压力下的近中性卤素化合物水溶液中,交代作用出现的硅镁石族矿物的特征:探讨了它们形成时的物质组分及其活度,反应溶液及其pH值,氧化还原环境,压力和温度等物理化学条件;并用拓朴学的原理剖释了硅镁石族矿物和其最密切共生的矿物——镁橄榄石、水镁石和叶蛇纹石依赖于的变化和它们之间的内在联系;揭示了硅镁石族矿物形成的机理。     

四川洛表坡缕石的初步研究

坡缕石的用途日趋广泛,特别在化学工业上常被用作吸附剂、催化剂和悬浮剂。现在普遍认为坡缕石是含铝、镁的链层状硅酸盐,结构中硅氧四面体沿c轴排列成双链,链与链之间通过氢氧镁(铝)石层相联结。国内外不少研究者对粘土矿物作了大量的研究工作,但对坡缕石的系统矿物学的研究和报道(特别是国内)却甚少。本文系对四川珙县洛表坡缕石标本进行一系列的测试研究的初步结果。     

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。     

不同插层方法对蛭石层间有机离子排布及层间距的影响

以两倍蛭石阳离子交换容量的十六烷基三甲基溴化铵为插层剂,利用热液搅拌法、球磨法、煮沸法、熔融搅拌法4种不同的方法对蛭石进行插层处理。通过X射线粉晶衍射分析发现,十六烷基三甲基铵离子在蛭石层间具有倾斜双层、倾斜单层、双层平卧的排布模式。此外,随着处理方法中温度、机械力的由弱到强,十六烷基三甲基铵离子在蛭石层间的排布模式由多样向单一转变,插层层间距也有增大的趋势。     

阴离子粘土吸附水中活性艳橙X-GN的研究

<正>阴离子粘土即层状氢氧化物,又可称之为类水滑石类混合物(Layered double hydroxide,LDH),主要由两个类氢氧镁石薄片层以及与层中正价离子保持平衡的层间阴离子组成。它不仅存在于自然界中,同时还能采用简单经济的方     

硅铍石的包裹体及其形成条件研究

对硅铍石样品进行放大观察,可见大量杂乱分布的黄色透明针状固态包裹体、少量红色不透明粒状固态包裹体,气液包裹体和愈合裂隙普遍存在.通过激光拉曼光谱分析,测得硅铍石样品中气液包裹体的液态部分为含有CO2等气体的NaCl盐水溶液,气态部分的化学成分为CO2、水蒸气等.对硅铍石样品中气液包裹体的气体比和充填度进行估测,利用冷热台测出其均一温度和冰点分别为378.9～ 425.5℃和-12.1～-6.3℃.经过计算,得出硅铍石的近似形成温度为378.9～ 425.5℃,近似形成压力为234.44～428.56 MPa.     

累托石-铬离子的相互作用研究

对Cr^3＋,Cr^6＋在累托石、三甲基十八烷基氯化铵交联累托石（简称有机累托石）表面的吸附作用进行研究表明：累托石对Cr^3＋有良好的吸附作用,而对Cr^6＋的吸附效果很差;有机累托石对Cr^3＋和Cr^6＋,均表现出优良的吸附性能,说明Cr^3＋可以交换间层的Cr^2＋而存在于累托石的层间,而Cr^6＋由于形成半径大的水合离子团而难以进入累托石的层间。XRD结果表明,Cr^3＋和Cr^6＋反应的累托石的（001）间距分别为2．5080nm和2．4798nm,与反应前累托石的（001）间距2．5368nm基本一致;有机累托石的（001）间距为4．0124nm,Cr^3＋和Cr^6＋反应有机累托石的（001）间距分别变为3,5595nm和3．6477nm．由于在有机累托石的层间,Cr^3＋,Cr^6＋。与硅氧四面体层的相互作用,导致层间作用力增大而层间距减小。与Cr^3＋,Cr^6＋的反应直接影响累托石硅氧四面体层中硅氧键的红外吸收谱带的位置与强度,说明Cr^3＋,Cr^6＋与硅氧四面体层中硅氧表面成键。     

纳米纤维状白炭黑的孔隙特征

在与传统白炭黑对比研究的基础上,利用TEM和氮吸附法对纳米纤维状白炭黑(MLD为92.73%)进行研究,主要讨论了纳米纤维状白炭黑多孔结构的成因、孔径大小、孔分布及孔类型等特征分析表明:纤蛇纹石中氢氧镁石八面体层被酸溶蚀和硅氧四面体层的塌陷是导致这种白炭黑具有多孔纳米纤维结构的直接原因。这种白碳黑的长度为微米级或纳米级,其孔隙以小于6.5nm的中孔为主,其中又以孔径2.1nm和3.8nm处的孔隙数量最多。它有两种孔隙类型:纤维上的孔隙和纤维的堆积孔隙。纤维上的孔隙包括SiO2微粒间的孔隙、其聚结体间的孔隙、残余纳米管的管道和毛细…     

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.     

CTA~+/蛭石插层复合物在乙醇水溶液中一维结构的变化研究

基于蛭石良好的阳离子交换性和吸附性及层间域的可膨胀性,对新疆尉犁蛭石矿的金云母-蛭石样品采用不同用量的季铵盐进行微波插层处理及插层后样品的乙醇溶液醇洗处理,并对处理后样品一维结构的变化进行了XRD分析,考察了插层剂用量和乙醇溶液浓度对CTA+/蛭石插层复合物最大底面间距的影响。结果表明:蛭石的最大底面间距随着CTAB用量的增加而增大,季铵盐阳离子在蛭石层间的排布模式也随用量的增加,发生由单层倾斜→双层倾斜的规律性转化。插层处理后的样品采用浓度为97%的乙醇溶液醇洗后,蛭石最大底面间距由5.08～4.35 nm减少至4 nm左右,季铵盐阳离子在层间全为单层倾斜排布;采用不同浓度的乙醇溶液对蛭石最大底面间距为4.69 nm的样品进行醇洗,随乙醇溶液浓度的增大,蛭石最大底面间距降低,并在浓度为60%时达到稳定值4.00 nm,随后随乙醇溶液浓度的增大,不再发生变化。季铵盐阳离子在蛭石层间域中以单层倾斜排布,倾斜角为53°±时最稳定。     

准噶尔盆地下二叠统风城组硅硼钠石发育特征及其富集成因探讨

准噶尔盆地玛湖凹陷下二叠统风城组沉积于火山—碱湖蒸发环境中,发育有厚层碱盐和优质烃源岩,同时还发育世界罕见的硅硼钠石,其富集程度居世界首位。本文基于岩芯、薄片、背散射图像观察及流体包裹体和硼同位素测试分析,试图探讨风城组富集硅硼钠石的原因。矿物学研究发现,硅硼钠石是成岩作用产物,以交代碳酸盐矿物为主,包括碳钠钙石、碳钠镁石、氯碳钠镁石、方解石、天然碱,甚至是极少见的钡方解石。风城组硅硼钠石中原生盐水包裹体均一温度为100 ℃~116 ℃,硅硼钠石的δ11B在0.33‰~2.13‰之间,结合前人硅硼钠石合成实验成果,认为硅硼钠石的B来源于原始沉积环境中的深部热液流体,受地表及浅埋藏过程中温度压力的限制,硅硼钠石主要形成于深部成岩环境中（>3 000 m）。玛湖凹陷风城组之所以较世界上其他新生代碱湖沉积物更发育硅硼钠石,一方面在于沉积过程中其岩浆热液活动更为强烈,另一方面在于成岩作用时间更为漫长,使硅硼钠石交代作用更为充分。     

纳米纤维状白炭黑的孔隙特征

在与传统白炭黑对比研究基础上,利用TEM、XRD、FT_IR和氮吸附法对纳米纤维状白炭黑(MLD为92.73%)进行研究,主要讨论了纳米纤维状白炭黑多孔结构的成因、孔径大小、孔分布及孔类型等特征。分析表明纤蛇纹石中氢氧镁石八面体层被酸溶蚀和硅氧四面体层的塌陷是导致这种白炭黑具有多孔纳米纤维结构的直接原因;有两种孔隙类型,即纤维上的孔隙和纤维的堆积孔隙;纤维上的孔隙包括SiO_2微粒间的孔隙、其聚结体间的孔隙、残余纳米管的管道和毛细管道;孔径2.1和3.8nm处的孔隙数量多,并且在纳米纤维(或管)上存在大量小于5nm左右的微孔。研究证明了在用于橡胶、塑料填充补强剂和催化剂载体等方面,纳米纤维状白炭黑更优于传统白炭黑。     

橄榄石-硅镁石型矿物的光学异向性

橄榄石型以及与其有密切关系的硅镁石型结构的矿物包括四个系列:1.硅酸盐橄榄石系列;2.磷酸盐橄榄石系列,即锂蓝铁矿系列;3.硅镁石系列;4.硅锰石系列。前两个系列是橄榄石型结构,后两个系列是硅镁石型结构。在这一类矿物中,氧离子都是六方最紧密堆积的,它们的平均折射率(N=(Ng Nm Np)/3)均严格服从最紧密堆积的折射率定律即     

新疆尉犁蛭石矿工业蛭石化学法膨胀的实验研究

在对采自新疆尉犁蛭石矿的工业蛭石样品进行化学成分和XRD分析研究基础上,选用工业级双氧水作为化学膨胀处理剂进行化学膨胀处理试验研究,结果表明:工业蛭石的化学膨胀特点和影响工业蛭石膨胀效果的主要因素是其晶层层间域中的过氧化氢分子在分解过程中所产生的氧气压力。对蛭石样品用不同浓度的双氧水作用相同的时间或用相同浓度的双氧水作用不同时间后发现:用浓度为25%的双氧水处理工业蛭石样品可以达到大于4倍的体积膨胀,膨胀后的工业蛭石样品的结构特征无明显变化,并能保持工业蛭石膨胀产物的韧性。     

"水-水蒸气"分馏机理的理论解释

1 研究背景 水-水蒸气中水分子的氢氧同位素,是地质学中传统同位素,其研究历史很久.但不同温度下,水和水蒸气的氢氧同位素分馏的具体机制还不是很清楚,有必要重新研究.该分馏机制,是许多重要地学应用方面的基础,比如应用氧同位素温度计来研究北极冰芯,从而重建几十万年以来的气候变化;利用氢氧同位素特征来区别地质体中的流体来源.