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本文介绍了我国关于矿物材料定义、分类及矿物材料学内涵的讨论及其发展现状,系统综述了近十年我国功能矿物材料(包括环境、光功能、电功能、声功能、生物医用等矿物材料)、结构矿物材料(包括矿物聚合材料、矿物摩擦材料、矿物复合材料)和纳米矿物材料的研究进展.资料表明:近十年来环境矿物材料依然是我国矿物材料研究最活跃的领域,其中固体废弃物利用研究得到明显加强,电、光、声学功能矿物材料研究相对不足.结构矿物材料方面,矿物聚合材料研究的兴起引人注目.纳米矿物材料则仍以聚合物/层状结构硅酸盐纳米复合材料研究为主.我国矿物材料研究存在的主要问题是研究方向分散、创新性不强、成果推广应用薄弱.笔者指出,今后我国矿物材料研究应更紧密地结合国家经济社会发展的需要和我国矿物资源的特点,大胆创新研究方法和思路,在进一步加强基础研究的同时,更加重视成果的应用与推广. 相似文献
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矿物材料在纳米科技中的应用 总被引：6，自引：1，他引：6
纳米材料由于其独特的性能和广阔的应用前景被称为21世纪的新材料、其制备技术是纳米科技的核心和研究基础。具层状结构和微孔空间的矿物材料可用于制备纳米微粒，为纳米科技提供了新的思路和生长点，也为矿物材料在高新技术领域的应用开辟新的途径。本文综述了蒙脱石、高岭石和文石珍珠层在纳米科技中的应用，粘土／有机物纳米复合材料、无机介孔材料和仿生纳米材料的制备和应用前景。 相似文献
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广泛存在于地下水中的各种有机污染物严重影响着水资源的安全利用,常见的水处理工艺对持久性有机污染物去除效果不够理想。近年来,天然含铁矿物作为催化剂,催化过氧化氢的化学治理方法对各种有机污染物去除效果显著。概述近年来主要含铁矿物、负载型矿物和纳米矿物材料催化过氧化氢在地下水有机污染去除中的应用,探讨了该领域的发展现状和存在问题,并对其应用前景进行展望。认为天然矿物材料具有成本低、在地壳中含量高、环境友好等特点,可用于多种有机污染物的去除与降解。但处理过程中,天然有机质的作用、纳米矿物材料的毒性和地球化学归宿问题应该做进一步研究。 相似文献
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多孔矿物介质对有机相变材料导热性能的影响 总被引：1，自引：0，他引：1
通过对制备的基于膨胀多孔石墨和硅藻土两种多孔矿物介质与硬脂酸丁酯有机相变材料的相变蓄热复合材料,采用调制差示扫描量热方法(MDSC)测试复合材料的导热系数,并借助层状复合材料热传导模型分析多孔矿物介质内部结构特征对复合材料的导热性能的影响,其结果表明,采用膨胀多孔石墨制备的相变蓄热复合材料具有明显的层状结构,其压制方向的导热系数更接近层状复合材料热传导模型c轴方向导热系数预测结果;采用硅藻土制备的相变蓄热复合材料的导热系数符合层状复合材料热传导模型的a-b平面方向导热系数预测结果,说明该复合材料内部结构具有非常好的连通性。多孔矿物介质对相变材料导热系数的增强效果不仅受多孔矿物介质导热系数的影响,还会受到复合材料内部结构特征的明显影响,在热传导方向上形成连通性结构有利于增强效果,而形成与热传导方向垂直的层状结构则不利于导热系数的增强,即使多孔矿物介质具有很高的导热系数。 相似文献
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矿物材料研究现状及发展前景 总被引：3，自引：0，他引：3
矿物材料研究成果和应用程度是衡量一个国家经济和科技的发达水平。在综述建筑、化工、冶金工业、机械工业、造纸工业、环境保护工业、农业、陶瓷业、电子光电工业等九个行业的矿物材料研究和应用状况的基础上,提出矿物材料在深加工、纳米矿物材料特性研究和新型矿物材料研制等的发展方向。 相似文献
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天然矿物材料的多孔结构、结构组装和光催化性能 总被引：6，自引：0，他引：6
自然界存在丰富的多孔矿物资源,其孔隙结构使其具有良好的吸附性能,能够吸附聚集水体中的污染物(特别是有机污染物)。在分析天然多孔矿物的孔结构基础上,文中提出了结构组装的概念,即在多孔矿物中进行功能粒子组装,对多孔矿物进行表面修饰、微结构组装(如层状结构矿物的插层)。通过结构组装,在多孔矿物中引进功能粒子(如有光催化性能的TiO2 颗粒)。组装在天然矿物中的功能粒子能够降解聚集在其中的污染物,大幅度提高功能粒子的效果,提高光催化降解的功效,获得性能优异、成本低廉的天然矿物型有机污染物降解材料。此外,在同一矿物材料中复合小孔、中孔、大孔不同大小的孔结构,实现不同大小的孔径组装,也能够扩大光催化剂TiO2 的承载面积,提高吸附性能。经过结构组装的天然多孔矿物材料复合了吸附、光催化等性能,在环境治理特别是有机物污染降解方面有很好的应用价值。 相似文献
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纳米矿物是纳米地球科学（Nanogeoscience）的核心研究对象之一.鉴于"纳米矿物"的概念在实际运用时较宽泛,有时与经典定义不符,建议用"纳米结构矿物"代替"纳米矿物",并简析了纳米结构矿物（Nanostructured Minerals）的概念.以管状纳米结构矿物（埃洛石和伊毛缟石）、球状纳米结构矿物（水铝英石）、层间纳米结构矿物（蒙脱石和伊/蒙混层矿物）和多孔纳米结构矿物（硅藻质蛋白石）为例,分析了纳米结构矿物的结构、表面基团的特殊性及其所衍生的特殊界面反应性,讨论了它们对矿物资源利用和油气生成等地球物质循环过程的重要意义. 相似文献
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沁水盆地煤系地层页岩气储层特征及评价 总被引：3，自引：0，他引：3
沁水盆地是我国重要的含煤盆地,不仅其煤炭及煤层气资源丰富,在上古生界石炭纪-二叠纪地层中还有大量页岩发育。而目前,针对该地区页岩地层的相关研究极少,该地区页岩气资源是否具有勘探开发潜力有待深入而细致的研究。本文以沁水盆地上古生界石炭系-二叠系海陆交互相页岩储层为研究对象,通过薄片鉴定、X线衍射分析、氩离子抛光扫描电镜分析、核磁共振、氦气吸附等实验方法,研究了富有机质页岩储层有机质含量、类型、成熟度等有机地化特征以及储集空间类型、物性、矿物组成、孔隙结构等储层特征。在此基础上,对研究区页岩储层的勘探开发潜力进行了评价。结果表明：沁水盆地石炭纪-二叠纪富有机质页岩储层中发育形态各异的不同类型孔隙及微裂缝。其中,矿物基质孔十分发育,主要包括有呈片状、三角形及不规则形态的粒间孔和晶间孔等;而有机质孔不发育,呈点状,偶见椭圆型。从孔隙结构上看,孔隙具有较大的比表面积,主要分布在2.84~6.44 m2/g,平均值为4.26 m2/g。平均孔径分布在3.64~10.34 nm,以中孔隙发育为主。从矿物组成来看,各矿物含量比例适中,黏土矿物含量较高,达到57.5%,有利于微孔隙发育和页岩气的吸附;以石英及长石为代表的脆性矿物含量较高,达到41.3%,易于后期压裂造缝。从有机地化特征来看,有机碳含量高,有机质类型以腐泥腐殖型为主,且受中生代异常地温场控制,有机质热成熟度高,有利于页岩气的生成和吸附存储。总体来说,虽然研究区石炭纪-二叠纪页岩储层埋深浅,但有机地化参数、矿物组成、孔隙发育及结构特征都有利于页岩生烃和页岩气储存,具有较大的勘探与开发潜力。 相似文献
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Shangbin Chen Zhuo Gong Xueyuan Li Huijun Wang Yang Wang Yingkun Zhang 《地学前缘(英文版)》2021,12(6):192-208
Fine characterization of pore systems and heterogeneity of shale reservoirs are significant contents of shale gas reservoir physical property research.The research on micro-control factors of low productivity in the Qiongzhusi Formation(Fm.)is still controversial.The lower Cambrian Qiongzhusi Fm.in the Qujing,Yunnan was taken as the object to investigate the influence of mineral compositions on the phys-ical properties of the reservoir and the heterogeneity of shale,using the algorithm to improve the char-acterization ability of Atomic Force Microscopy(AFM).The results showed that:(1)The pores are mainly wedge-shaped pores and V-shaped pores.The pore diameter of the main pore segment ranges from 5 to 10 nm.Mesopores are mainly developed in the Qiongzhusi Fm.shale in Well QD1,with the average pore diameter of 6.08 nm.(2)Microscopic pore structure and shale surface properties show strong hetero-geneity,which complicates the micro-migration of shale gas and increases the difficulty of identifying high-quality reservoirs.(3)The increase of clay mineral content intensifies the compaction and then destroys the pores.Conversely,brittle minerals can protect pores.The support and protection of brittle minerals to pores space depend on their content,mechanical properties and diagenesis.(4)Compression damage to pores,large microscopic roughness and surface fluctuations and strong pore structure heterogeneity are the reasons for the poor gas storage capacity of the Qiongzhusi Fm.,which will lead to poor productivity in the Qiongzhusi Fm. 相似文献
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塔里木盆地油气资源丰富,在寒武—奥陶系碳酸盐岩中发育有优质储集层。在野外地质观察、岩心观察与分析、常规薄片和铸体薄片观察鉴定基础上,详细研究了塔里木盆地寒武—奥陶系碳酸盐岩的储集特征,划分了储集空间类型,并对不同储集空间形成与演化做了初步分析。碳酸盐岩储集层的储集空间可分为孔、洞、缝3大类,进一步又划分为粒内孔、粒间孔、晶间孔、铸模孔、生物格架孔、孔洞、洞穴、构造缝、压实压溶缝和溶蚀缝10小类。溶洞与裂缝为最有效的储集空间。碳酸盐岩的原始储集空间经历了多期成岩作用改造,另外后期构造活动也提供了大量裂隙通道,有效储集空间绝大部分为次生成因,溶蚀作用很大程度上改善了储集性能。碳酸盐岩储集层分为裂缝—孔隙型、裂缝—孔洞型和裂缝型,其中裂缝—孔洞型为最有效的储集层。在寒武系和下奥陶统发育了不同成因的白云岩：寒武系白云岩主要形成于蒸发潮坪/潟湖有关的潮上和潮间带,属于准同生期产物;下奥陶统白云岩主要属于回流渗透/混合水白云岩化产物,另外在下奥陶统礁滩石灰岩部分白云岩化,属于交代白云岩化产物。在盆地深部奥陶系中同时发育有交代成因白云岩,属于晚期埋藏白云岩化产物。 相似文献
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In organic-rich gas shales, clay minerals and organic matter (OM) have significant influences on the origin, preservation, and production of shale gas. Because of the substantial role of nanoscale pores in the generation, storage, and seepage of shale gas, we examined the effects of clay minerals and OM on nanoscale pore distribution characteristics in Lower Paleozoic shale gas reservoirs. Using the Niutitang and Longmaxi shales as examples, we determined the effects of clay minerals and OM on pores through sedimentation experiments. Field emission–scanning electron microscopy combined with low-pressure N2 adsorption of the samples before and after sedimentation showed significant differences in pore location and pore size distribution between the Niutitang and Longmaxi shales. Nanoscale pores mostly existed in OM in the Longmaxi shale and in clay minerals or OM–clay composites in the Niutitang shale. The distribution differences were attributed largely to variability in thermal evolution and tectonic development and might account for the difference in gas-bearing capacity between the Niutitang and Longmaxi reservoirs. In the nanoscale range, mesopores accounted for 61–76% of total nanoscale pore volume. Considerably developed nanoscale pores in OM were distributed in a broad size range in the Longmaxi shale, which led to good pore connectivity and gas production. Numerous narrow pores (i.e., pores?<?20 nm) in OM–clay composites were found in the Niutitang shale, and might account for this shale’s poor pore connectivity and low gas production efficiency. Enhancing the connectivity of the mesopores (especially pores?<?20 nm and those developed in OM–clay composites) might be the key to improving development of the Niutitang shale. The findings provide new insight into the formation and evolutionary mechanism of nanoscale pores developed in OM and clay minerals. 相似文献
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通过薄片分析、扫描电镜及氩离子抛光技术,对渝东南下古生界含气页岩中的孔隙类型及特征进行了分类观察、描述,结合有机碳含量、X衍射、岩石物性、氮气吸附及甲烷等温吸附实验测试,分析了页岩气储层中各类孔隙的储气贡献,探讨这些孔隙对页岩中烃类运移的影响。研究认为,有机质孔隙、颗粒内孔、粒间孔隙及微裂隙是页岩气储层孔隙的4种类型,有机质表面的分散状孔隙多为nm级,石英碎屑可形成粒内或粒间孔隙,黄铁矿颗粒内部小晶体排列分布产生孔隙空间,黏土絮状沉淀形成片粒状结构孔隙,微裂隙普遍发育在页岩基质中,可达mm级。不同类型的孔隙能够为页岩气的赋存提供不同尺度的储集空间,页岩吸附含气量与表征孔隙特征的参数(TOC、BET比表面积、BJH总孔体积)具有显著的正相关关系。微裂隙与粒间孔隙对页岩中烃类的运移最有利。 相似文献
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氢能是未来能源的“终极形态”,目前工业上主要的制氢方式为化石燃料制氢。CO2捕集、利用和封存(CCUS)技术是实现氢气从“灰氢”向“蓝氢”转变的重要手段,对国家“双碳目标”的实现至关重要。文章以Web of Science核心合集数据库为数据源,利用CiteSpace软件对制氢与CCUS技术耦合领域的文献来源、研究力量、研究热点和研究前沿进行分析。结果表明,中国的发文量居于世界首位,与其他国家有着广泛的合作基础,国内外研究所和高校为主要研究力量;吸附强化甲烷蒸汽重整(SESMR)制氢技术、化学链燃烧(CLC)制氢技术以及催化剂、吸附剂、载氧体为主要的研究热点;金属载氧体处在研究前沿,研发具有催化和吸附作用的复合催化剂与应用CLC技术和煤气化结合的电、氢联产工艺到火电行业是未来研究发展的两大方向;考虑到“双碳目标”的政策压力和碳税的额外支出,配套CCUS的制氢技术仍是一个优选的方案。 相似文献
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桑植地区发育了牛蹄塘组海相黑色页岩,前人对该区古生界下寒武统页岩气成藏条件研究相对较少。在文献调研的基础上,结合野外实地勘查和试验分析,对桑植下寒武统牛蹄塘组页岩储层地质要素和成藏条件进行研究,以期为该区页岩气下一步勘探开发提供借鉴与参考。结果表明: 沉积环境方面,桑植牛蹄塘组页岩沉积相类型为陆棚相和斜坡相,埋深条件好,厚度大; 有机地化特征方面,有机质丰度在2%以上,干酪根类型主要为Ⅱ1型,少见Ⅰ型,有机质成熟度3.5%,为较好烃源岩; 有机质演化与黏土矿物成岩阶段有较好的对应关系,其成岩矿物转化阶段与有机质生油、生气门限基本一致,源岩处于大量生成干气和裂解气阶段; 储集条件方面,孔隙度为9%,发育了原生孔、次生孔、矿物质孔及天然裂缝、构造裂缝,为页岩气富集提供了空间; 脆性矿物含量高,易造缝造储。整体而言,牛蹄塘组页岩为优质页岩,页岩气的成藏条件为较好—好,其勘探、开发潜力较大。 相似文献
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二氧化碳地质封存是实现减排增汇的重要技术选择,能够将CO2长期、安全地封存在地下岩层中。常规的CO2封存地质体包括地下深部咸水层和枯竭油气藏,玄武岩是近年来逐渐受关注的新一类CO2封存地质体,进一步丰富和拓展了CO2地质封存的技术手段和碳汇潜力。封存潜力评估是CO2地质封存技术发展的重要基础工作之一,文章系统梳理国内外玄武岩矿化封存潜力的评价方法,对比分析各类方法的原理机制和应用情景,并以冰岛活动裂谷带玄武岩为例应用、对比各类方法。研究认为目前玄武岩矿化封存潜力评估方法一般包括三类：(1)单位矿化法：基于玄武岩单位体积或单位反应面积的固碳量开展潜力评估;(2)矿物置换法：基于玄武岩中可固碳矿物的总量开展封存潜力评估;(3)孔隙充填法：基于CO2矿化后产生次生矿物所占岩石孔隙体积比例的上限值开展封存潜力评估。单位矿化法的评估数据需进行系统的实验分析,增加了潜力评估的难度。当玄武岩储层孔隙度较大、可固碳矿物含量相对较小时,矿物置换法较为合适;反之,孔隙充填法更... 相似文献
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应用氩离子抛光-扫描电镜方法研究四川九老洞组页岩微观孔隙特征 总被引：17，自引：12，他引：5
微观孔隙结构是页岩储层研究的重点,而扫描电镜方法无法识别机械抛光中由于页岩硬度差异所造成的不规则形貌。本文利用氩离子抛光-扫描电镜方法对四川威远区块九老洞组页岩进行研究,发现了三种孔隙类型:1无机孔以粒间孔和黏土矿物层间孔为主,同时发育晶间孔和生物孔,孔径主体100~500 nm;2有机孔受控于热成熟度或有机黏土复合体,孔径范围数十纳米至数微米;3微裂缝包括成岩收缩裂缝、高压碎裂缝、构造裂缝和人为裂缝,缝宽数微米,缝长数微米至数十微米。研究表明无机孔和微裂缝是九老洞组页岩气的主要储集空间。 相似文献
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为拓展CO2封存的储层选取范围,研究CO2充注过的储层中矿物的赋存状态,通过薄片鉴定、扫描电镜分析、X--射线衍射分析及铸体图像分析等技术对贝尔凹陷含片钠铝石储层进行了系统研究。研究区发育片钠铝石的岩石类型为沉凝灰岩,储层深度范围为882.26~941.4 m,该类储层发育有2类9种储集空间类型,以次生孔隙为主,属于低孔低渗储层。岩石骨架碎屑颗粒石英、长石、岩屑均有不同程度溶蚀;自生矿物以片钠铝石、铁白云石和菱铁矿为主。片钠铝石主要以充填溶蚀孔隙或交代颗粒的形式产出。综合研究区岩相学、矿物含量和热力学分析结果,长石和片钠铝石的生成具有亲缘性,为片钠铝石的形成提供了必要的元素和生长空间。 相似文献