蒙脱石层电荷与胶体水化性能关系研究

利用自然沉降法提取了山东某两不同产地膨润土中的蒙脱石矿物,利用结构式推算法计算了两提纯蒙脱石的层电荷,并对其胶体水化性能进行了测试。研究结果表明,Mont-1的层电荷为0.38,为中-偏低层电荷的蒙脱石;Mont-2的层电荷为0.59,为高层电荷的蒙脱石。研究发现,蒙脱石的层电荷越低,其水化性能越好;反之,水化性能较差。该研究结论对膨润土深加工中膨润土原料的选择具有指导意义。     

Li、Na、K基蒙脱石的基因特性与其水化膨胀特性的关系

为了研究 Li,Na,K 基蒙脱石的基因特性对水化膨胀特性的影响,采用氯化锂、氯化钠、氯化钾对离心提纯后的怀俄明型钠基蒙脱石进行改型处理,制备出 Li、Na、K 基蒙脱石样品,并进行了水化膨胀试验,之后采用 ICP、FTIR、XRD、NMR 等方法分析了 Li、Na、K 基蒙脱石的元素含量、官能团种类、水化膨胀状态下层间距变化及水分赋存状态。结果表明,Li 基蒙脱石的羟基伸缩振动峰和羟基弯曲振动峰强度高于 Na 基和 K 基蒙脱石,改型蒙脱石的水化膨胀能力由强到弱排序为：Li 基＞Na 基＞K 基,Li、Na、K 基蒙脱石在水化膨胀状态下均有结合水和自由水 2 种水分,含水量排序为：Li 基＞Na 基＞K 基,水化膨胀后 Li 基蒙脱石的层间距增加最多,K 基蒙脱石的层间距增加最少。研究结论为揭示蒙脱石的结构内水赋存机理和综合利用提供了重要的理论基础。     

蒙脱石水化性能影响因素的探讨

通过不同产地或矿层的膨润土样,经提纯和反复钠化处理,由化学分析得到具有不同四面体和八面体阳离子类质同象置换的5个蒙脱石样品,测验了1克试样在蒸馏水中自由膨润体积——膨润值和粒度分布,分析类质同象置换与样品膨润值和粒度分布的相关性,探讨了膨润值和分散差异的原因。粘土矿物的基本结构单元为硅氧四面体和铝氧八面体,不同结构类型(如1:1型、2:1型等)的矿物具有不同的物化性能。不同产地膨润土中的蒙脱石,具有相同的2:1型结构,它们的性能差异,由蒙脱石含量、层间可交换阳离子性质、数量等方面找原因在国内外均有很多论著。本文通过不同产地或矿层的膨润土样,经提纯和反复钠化处理后,由化学分析得到具有不同四面体和八面体阳离子类质同象置换的5个蒙脱石样品,测试了样品的粒度分布和1克试样在蒸馏水中自由膨润值。试验结果表明,样品的膨润值和粒度分子与蒙脱石晶格类质同象置换有密切的关系,与晶格常数b.有明显的相关性。探讨了膨润值和分散差异的原因。     

蒙脱石水化膨胀抑制对煤泥水过滤的影响

为了研究蒙脱石水化膨胀抑制对煤泥水过滤的影响,采用氯化钾和苄基三甲基氯化铵(TMBAC)作为抑制剂,在抑制和非抑制状态下进行了含蒙脱石煤泥水的过滤试验。结果表明:氯化钾和TMBAC对蒙脱石水化膨胀均有较好的抑制作用,氯化钾质量分数为1.12%和TMBAC质量分数为0.4%时,可以使蒙脱石的防膨率达90%。与非抑制状态相比,抑制状态下含蒙脱石煤泥水过滤的滤饼水分降低、过滤时间缩短和脱水速率增大,且TMBAC抑制状态下含蒙脱石煤泥水过滤效果更好。氯化钾和TMBAC通过水化能较低的K+,C6H5CH2—N+(CH3)3进入蒙脱石层间,限制层间阳离子和水分子的扩散运动,达到蒙脱石水化膨胀的抑制。C6H5CH2—N+(CH3)3还可以吸附在蒙脱石和煤颗粒表面,增加蒙脱石和煤颗粒的疏水性,起到助滤剂的作用。     

钾离子抑制蒙脱石水化膨胀的试验研究

蒙脱石是影响煤泥水沉降性能的主要因素,为了研究钾离子对蒙脱石水化膨胀的抑制性能,进行蒙脱石的静沉降试验和压滤试验。蒙脱石在去离子水溶液中体积膨胀为原干粉体积的2.3倍,而蒙脱石在0.1 mol/L的钾离子溶液中的体积膨胀仅为原来的1.8倍,且蒙脱石在钾离子溶液中的过滤速度明显快于在去离子水溶液中的过滤速度。钾离子可较好地抑制蒙脱石的水化膨胀,且钾离子对蒙脱石膨胀的抑制性能优于钙离子。钾离子抑制蒙脱石水化膨胀的机理是：钾离子被蒙脱石吸附后,就嵌入晶层间,由于钾离子水化能较低,不容易水化,使晶层间已有的水分子被排出,且晶层间的钾离子的键合作用极大地抑制住了邻近晶层间的膨胀或者分离过程。     

对蒙脱石层电荷的测定

介绍了蒙脱石矿物晶格的层表面积、层电荷的概念；蒙脱石晶层中单价交换阳离子所占据的面积及层电荷的确定方法，并对不同种方法进行了比较。指出了在蒙脱石改性工艺中，研究蒙脱石层电荷的重要性。     

阴-阳离子复合改性对蒙脱石处理废水的影响

以阳离子表面活性剂十六烷基三甲基溴化铵和氨羧络合剂乙二胺四乙酸二钠盐为改性剂,制得阴-阳离子复合改性蒙脱石,达到对废水中重金属离子和苯酚进行吸附的效果。通过X射线衍射及热重分析对蒙脱石原土、CTMAB改性蒙脱石和阴-阳离子复合改性的CTMAEDTA蒙脱石进行结构特征的表征,并通过等温吸附、酸效应和热力学的方式探讨蒙脱石的吸附特征及改性对蒙脱石吸附效果的影响。结果表明:CTMAB和EDTA成功柱撑在蒙脱石层间,改性蒙脱石可以同时吸附重金属和苯酚,pH值对吸附效果的影响较大,在中碱性条件下吸附效果最好,吸附反应为吸热反应,以熵推动进行。     

金属阳离子对蒙脱石水化膨胀影响的试验研究

为了研究钠、钾、钙、镁离子溶液对蒙脱石水化膨胀的抑制性能,进行了蒙脱石自然沉降试验和过滤试验。研究结果表明,蒙脱石在钠、钾、钙、镁离子溶液中的体积膨胀程度依次为:Ca~(2+) Mg~(2+) Na~+ K~+;在钾离子溶液中蒙脱石过滤速度最快,钾离子对蒙脱石膨胀的抑制性能优于其他三种离子。     

烷基铵在蒙脱石层间的吸附及其对蒙脱石/烷基铵的性能和结构的影响

本文以钠基蒙脱石和不同碳链长度的烷基季铵盐为原料,研究了烷基铵用量、插层反应时间、烷基铵的碳链长度对烷基铵吸附量、蒙脱石/烷基铵的凝胶性能和结构的影响。研究结果表明,烷基铵在蒙脱石层间的吸附量是影响蒙脱石/烷基铵凝胶性能和结构的主要因素,烷基铵在蒙脱石层间的吸附能够呈现出超量吸附的特性,而吸附量的变化则会导致蒙脱石/烷基铵凝胶性能的显著差异;受制于烷基铵在蒙脱石层间的吸附量和排列方式,蒙脱石/烷基铵的结构具有不确定性,随着烷基铵吸附量和排列方式的不同而呈现动态变化的特点。     

深层页岩蒙脱石表面水化抑制机理的分子动力学模拟

井壁失稳是油气勘探开发过程中最为复杂的技术难题之一,黏土矿物水化膨胀是造成井壁失稳的关键因素,其中表面水化因水化势较大而难以去除。本文通过分子动力学模拟探测了无机盐对蒙脱石表面水化的抑制效果,以及浓度、温度和压强对水化抑制效果的影响,揭示了无机盐CaCl₂抑制蒙脱石表面水化的微观机理。研究表明：抑制阳离子通过束缚蒙脱石表面水分子和降低水分子输运传导能力,从而调控水分子侵入蒙脱石表面来实现抑制作用。无机盐抑制表面水化能力依次为CaCl₂>NaCl>MgCl₂>KCl,钙离子易吸附表面水分子形成稳定的外球络合结构。随着CaCl₂浓度增加,钙离子配位数、水化数和水化半径均降低,抑制能力减弱;温度升高和压强降低时,体系中水分子传导输运能力增强、钙离子水化数减小且力学强度降低。     

羟基铝-铬复合柱撑蒙脱石的制备与表征

以辽宁某地的钙基膨润土为原料，钠化改型后采用共聚法合成Al-Cr柱化剂，制备了羟基Al-Cr复合柱撑蒙脱石，并运用X－射线衍射分析（XRD）、化学分析、比表面积测定等手段研究了材料的微结构变化和特性。结果表明：n(Cr^3 ):(Al^3 )为0.10时,可得到层间距d(001)值与比表面积分别为1.9194nm和165.7m^2/g的产物,500℃煅烧后其层间距稳定在1.7313nm,具有较强的热稳定性;钠基膨润土经柱撑反应后,柱化剂主要以离子交换方式进入蒙脱石层间。     

有机蒙脱土对总生物碱及烟碱的吸附性能研究

以钠基蒙脱土为原料，用十六烷基三甲基溴化铵(CATB)制备了有机蒙脱土。研究了有机土分别对小柴胡汤中总生物碱以及烟碱的静态吸附，试验结果平衡吸附数据基本符合Langmuir方程。相同条件下，对烟碱的吸附速率比对生物碱的吸附速率快，且在吸附初始阶段是粒扩散。生物碱和烟碱在pH为6时达到最大吸附量0．615mmol／L和1．311mmol／L。     

钛交联蒙脱石复合材料的制备与表征

以经提纯精制的高纯钠基蒙脱石为基质,钛酸正丁酯为钛源,采用溶胶-凝胶法制备了钛交联蒙脱石复合材料,并对其进行焙烧处理.再利用X射线衍射、比表面积-孔径分布、扫描电镜和透射电镜等分析手段,对材料进行结构性能表征.X射线衍射和比表面积-孔径分布结果表明:经交联柱撑后,材料的层间距d001值和比表面积均大幅增加,分别由钠基蒙...     

烷基季铵阳离子改性制备有机粘土的研究及应用进展

蒙脱石是属于2∶1型层状硅酸盐类粘土矿物,具有优异的物理化学性能。近年来,烷基季铵盐改性的有机膨润土作为一种新型的化学、化工原料在环境保护和新材料等应用方面引起了广泛的关注并且已成为当前材料科学的研究热点之一。本文概括了蒙脱石、烷基季铵盐的结构特征;阐述了有机膨润土的制备原理及合成工艺;介绍了有机蒙脱石的表征技术和现阶段研究成果;最后对有机粘土应用及发展前景进行了概述和展望。     

蒙脱石矿物凝胶流变性能变化规律研究

以山东某地的膨润土为研究对象,研究了蒙脱石悬浮液的质量百分比浓度、剪切速率、电解质、分散剂、表面活性剂对蒙脱石矿物凝胶流变性的影响.研究结果表明,蒙脱石矿物凝胶的流变性可通过调整浆体的浓度、添加相应的电解质(NaCl、CaCl2)、分散剂[(Na3PO4)n]和表面活性剂(LAS)而获得理想的数值,从而可满足工业上不同用途的要求.     

胺类/蒙脱石复合体的晶体结构研究

4称种胺类分子与蒙脱石形成有机复合体.用X-射线粉晶衍射仪对蒙脱石有机复合体的层间域特征进行表征,根据有机分子理论结构,对这4种有机物在层间的分布状态进行推测,二乙三胺、三乙四胺分子以单层平躺状居于蒙脱石层间,苯胺和对硝基苯胺是以垂直于硅酸盐层的方式存在于蒙脱石层间.     

双官能团有机改性蒙脱石的制备及性能

在常温和80℃下分别采用超声波和高速剪切两种分散手段对新疆某矿天然膨润土进行湿法钠化、提纯,得到制备钠基蒙脱石(NaMMT)的适宜工艺条件;再以十六烷基三甲基溴化铵(CTABr)和聚乙二醇(PEG)对NaMMT进行插层处理制备出双官能团有机改性蒙脱石(BFOMMT),并采用XRD、TG-DSC和FTIR等测试方法对BFOMMT的结构与性能进行测试与表征,结果显示其中插入蒙脱石层间的PEG分子约占质量的10.54%,CTA+约占质量的7.73%,蒙脱石层间距明显增大,由1.248nm增至3.044nm.     

软弱夹层赋存特征对边坡稳定性的影响

基于软弱夹层力学性质较差,易导致边坡失稳破坏的工程难题,通过FLAC^3D建立含有软弱夹层的数值计算模型,分析软弱夹层厚度、赋存深度和岩性等对边坡水平位移和安全系数的影响。结果表明:随软弱夹层厚度的增加,水平位移逐渐增大,最大值达到7.44 m,边坡安全系数呈线性减小,最小安全系数为1.13;随软弱夹层赋存深度的增加,坡脚处水平位移逐渐减小,最小值为3.71 m,降幅为23.88%,软弱夹层与坡面相交处水平位移逐渐增大,最大值为6.90m,增幅为35.56%,边坡安全系数从1.36降至1.27,降幅为7.09%;随软弱夹层黏聚力的增加,水平位移逐渐减小,最小值为3.45 m,降幅达53.06%,边坡安全系数由1.15增大至1.27,增幅为10.43%。     

巷道复合顶板离层的影响因素敏感性分析

为分析各种因素对复合顶板离层的影响程度,选用原岩应力、巷道宽度、复合顶板岩性、复合顶板厚度及结构面黏结力和内摩擦角6个因素5水平的正交实验数值,模拟分析了不同条件的离层值和结构面分离范围.结果表明:巷道宽度和复合顶板厚度对层间离层值和结构面分离范围都产生显著影响,随巷道宽度增加和复合顶板厚度减小,离层值和结构面分离范围近于线性增加;一定范围内原岩应力、复合顶板岩性对结构面分离范围产生显著影响,对结构面层间离层有一定影响;结构面黏结力和内摩擦角对离层和结构面分离范围影响很小.