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采用密度泛函方法计算了水溶液中B(OH)3和B(OH)4-间硼同位素的平衡分馏参数。在模拟液相环境时,采用基于分子簇模型的"水滴"法,分别以6、12、18、24和30个水分子环绕兴趣分子的方式构建"水滴"。对纯水体系的计算结果显示该分馏参数在25?C时为1.031,与实验测定值吻合地非常理想。对不同个数水分子所形成的液相构型进行比较,发现在计算硼同位素的分馏时,12个水分子的"水滴"构型是比较经济和准确的建模方式。此外,我们还讨论了前人对该体系分馏计算中存在的不足,并提出了将分子簇模型扩展到碳酸盐矿物形成过程中硼同位素分馏研究的可能。 相似文献
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《地球化学》2020,(1)
水岩作用对页岩气藏的地球化学特性和高效开采研究具有重要的意义。为研究我国西南龙马溪组深层页岩气藏水岩作用的微观机制,针对龙马溪组深层页岩组构特征,建立了深层页岩典型黏土矿物(镁蒙脱石、铁蒙脱石和伊利石)水岩作用的分子动力学模型,分析含水量、温度和矿物特征变化对晶胞层间距和水分子扩散系数的影响,通过实验验证水岩作用对典型矿物微观结构的影响程度。研究表明,随着层间水分子数量增加,蒙脱石和伊利石晶胞层间距增大;随着温度增加,蒙脱石和伊利石晶胞层间距变化不明显,层间水分子扩散系数增加;含水量和温度一定,蒙脱石晶胞层间距远大于伊利石,而伊利石的晶胞层间水分子扩散系数远大于蒙脱石,且镁蒙脱石大于铁蒙脱石晶胞层间距,而铁蒙脱石的水分子扩散系数大于镁蒙脱石。上述研究表明,水含量增加会加剧典型黏土矿物晶层破坏的程度,而温度升高会引起典型矿物晶层破坏速度的增快。与浅层页岩相比,温度升高可能导致深部页岩水岩作用更加剧烈。 相似文献
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本文利用矿物物理研究方法对我国内蒙、浙江、甘肃等地的钙基、钠基、镁基蒙脱石的物质成分、晶体结构和层间OH,H_2O的排布结构进行了研究,并获得下列结论: 1.由X衍射和拉曼分子光谱分析深入研究了蒙脱石阳离子配位体结构特征,提出其空间群为C_2/m型。 2.建立了蒙脱石水结构模式,有3种主要类型:①层间大阳离子附近的束缚态水分子;②层间无大阳离子位置上的非束缚态水分子;③颗粒表面依靠氢键相连的水分子集合体。 3.利用群理论,提出了蒙脱石OH~-的振动模式,由振动分析指出蒙脱石中OH~-具有12个振动模式。 相似文献
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本文利用矿物物理研究方法对我国内蒙、浙江、甘肃等地的钙基、钠基、镁基蒙脱石的物质成分、晶体结构和层间OH,H_2O的排布结构进行了研究,并获得下列结论: 1.由X衍射和拉曼分子光谱分析深入研究了蒙脱石阳离子配位体结构特征,提出其空间群为C_(2/m) 型。 2.建立了蒙脱石水结构模式,有3种主要类型:①层间大阳离子附近的束缚态水分子;②层间无大阳离子位置上的非束缚态水分子;③颗粒表面依靠氢键相连的水分子集合体。 3.利用群理沦,提出了蒙脱石OH～-的振动模式,由振动分析指出蒙脱石中OH～-具有12个振动模式。 相似文献
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预处理过程对沉积物中粘土矿物半定量分析的影响 总被引：1，自引：0，他引：1
粘土矿物学的X射线衍射(XRD)分析是地球科学特别是海洋沉积学研究的一种重要手段,但不同的预处理方法和XRD测试条件对粘土矿物研究的鉴定和半定量分析具有明显的影响。因此,评估各种预处理方法和测试条件,对粘土矿物分析结果及其应用的影响具有重要意义。本研究选取4种组份不同的源粘土矿物,通过多个平行样品分析,比较多种不同实验条件(乙二醇饱和时间,加热温度测试条件;滴片和刮片制片方法等),评估其对粘土矿物半定量分析结果的影响。研究结果表明,乙二醇饱和时间24小时、490℃加热2小时、定向薄片刮片制样方法是粘土矿物学XRD测试分析的最佳预处理方法。乙二醇的饱和时间取决于样品中蒙脱石的相对含量,蒙脱石含量越高,所需的饱和时间越长,对多数样品的测试结果显示饱和24小时能够完全分离出蒙脱石矿物;加热温度对不同粘土矿物组分的晶体结构影响各不一样,蒙脱石在400℃时完全崩塌,而高岭石在490℃时基本消失,研究认为在490℃时加热2小时是鉴定粘土矿物类型的适宜温度条件;制片方法对粘土矿物分析的影响主要发生在低角度区(2θ值为3°~8.9°),即对蒙脱石含量的半定量计算产生影响,我们建议采用定向薄片的刮片方法能够获得比较可靠的蒙脱石含量。 相似文献
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采用共沉淀法合成了谷氨酸插层镁铝水滑石(LDHs-Glu),并使用XRD表征技术以及分子动力学模拟方法对其微观结构与性能进行了研究。结果表明随着LDHs-Glu中水分子数量增加,层间距d003逐渐增大。XRD表征得到其层间距为1.328 nm,与理论模拟得到的当水分子数Nw=7时的水滑石层间距d003=1.323 nm相近。随着层间水分子数量增加,水合能逐渐增大,最终趋于流体水的特征值(-41.8 kJ/mol)。水合过程中,水滑石层板与阴离子间的氢键逐渐减少,而层板与水分子间的氢键逐渐增多,说明水分子与层板间的亲和力更强。实验表征与理论模拟相结合的研究方法,有望成为插层复合材料微观结构研究的重要手段。 相似文献
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《矿物学报》2012,32(2)
采用共沉淀法合成了谷氨酸插层镁铝水滑石（LDHs-Glu）,并使用XRD表征技术以及分子动力学模拟方法对其微观结构与性能进行了研究。结果表明随着LDHs-Glu中水分子数量增加,层间距d003逐渐增大。XRD表征得到其层间距为1.328 nm,与理论模拟得到的当水分子数Nw=7时的水滑石层间距d003=1.323 nm相近。随着层间水分子数量增加,水合能逐渐增大,最终趋于流体水的特征值（-41.8 kJ/mol）。水合过程中,水滑石层板与阴离子间的氢键逐渐减少,而层板与水分子间的氢键逐渐增多,说明水分子与层板间的亲和力更强。实验表征与理论模拟相结合的研究方法,有望成为插层复合材料微观结构研究的重要手段。 相似文献
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采用微波处理方法合成了TiO2结晶体柱撑蒙脱石光催化材料,采用XRD、BET吸附和降解甲基橙实验分析了柱撑蒙脱石的结构、锐钛矿金红石晶相比例、比表面积和光催化性能。结果证实,微波功率与辐照时间等条件将影响材料的结构与性能;与传统加热方式比较,微波处理可获得锐钛矿相含量高的混晶TiO2;该TiO2柱撑蒙脱石具备优异的光催化性能。 相似文献
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有机溶质在蒙脱石中“原位”吸附的研究 总被引：1，自引：0，他引：1
本文应用自行设计组装的由微观动态吸附模拟与傅里叶变换红外(FT-IR)光谱合为一体的新型“原位”吸附测试系统,研究孔隙介质中有机溶质在蒙脱石中一系列吸附行为.根据“原位”实验测试结果,笔者揭示了一种新的吸附结构:蒙脱石的晶格层间属三维空间孔穴体(Cryptand),构成具有催化性能的“微环境”,促使吸附在晶格层间的有机溶质产生增溶,从而形成层状胶束.它是蒙脱石-有机溶质复合体的重要模式.同时为有机质在蒙脱石中的贮存和从蒙脱石脱水转化成伊利石过程中的运移提供了实验依据. 相似文献
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采用γ-氨丙基三乙氧基硅烷(APTES),在乙醇-水混和溶剂中对预先经不同温度煅烧的蒙脱石进行改性。采用XRD、FTIR、热分析、元素分析、比表面积及孔分析等多种手段对产物进行分析。结果表明:硅烷主要赋存于蒙脱石层间,呈双层排布,少量嫁接于片层端面。热处理温度通过影响蒙脱石层间含水量,进而影响硅烷在层间的水解缩合。硅烷改性蒙脱石的过程为:硅烷分子通过阳离子交换插层至蒙脱石层间;随后水解生成的硅醇分子相互缩合;最终由于乙醇对硅烷水解的抑制作用以及蒙脱石片层相邻电荷位点存在一定的间距,与蒙脱石片层结合较弱的硅烷分子被洗脱,剩余的Si-O-Si交联网络在层间形成类似"柱子"结构。该硅烷改性蒙脱石与原始蒙脱石的比表面积相差不大,但其结构中微孔的比重增加。 相似文献
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柱撑蒙脱石吸附水中硫酸根离子的实验研究 总被引：18，自引：1，他引：18
在实验条件下，制备了两种柱撑蒙脱石，用X射线衍射分析和BET N2比表面积分析对其进行了表征，并对水中的硫酸根离子进行了吸附试验，通过正交实验研究了柱撑蒙脱石对水中硫酸根离子的吸附率、吸附容量及其与硫酸根离子初始浓度、PH值、吸附时间等因素间的关系，确定了它们吸附硫酸根离子的适宜条件，并与钠蒙脱石对水中硫酸根离子的吸附情况进行了对比。在此基础上初步探讨了吸附的机理，认为A13及Al2O3柱撑蒙脱石具有很强的吸附硫酸根离子的能力，在pH分别为4和5时硫酸根离子去除效果最好。 相似文献
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本文通过利用蒙脱石与PVC树脂复合生产流件列寒软管的试验,说明了蒙脱石填充的PVC复合材料可以使产品具有一定的柔软性和优异的耐寒性、抗老化性。 相似文献
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采用提纯后的蒙脱石在不同浓度硫酸铬溶液中进行交换吸附制备了含铬蒙脱石,并利用包括粉末X射线衍射术
（XRD）、电子自旋共振谱术（ESR） 和傅里叶变换红外吸收光谱术（FTIR） 等分析测试手段对铬在蒙脱石中的吸附位置进
行了探索研究。研究结果显示铬离子不仅置换了层间域中的Ca2+,K+和Na+等,而且置换了位于八面体位的Mn2+ 和少量
Al3+,并较大量的进入硅氧四面体的六边形孔洞、甚至有可能置换极少量的四面体位的Al3+和Fe3+等。此外,根据X射线衍
射分析可知,在0.2 mol/L硫酸铬溶液中充分交换吸附后的蒙脱石存在两层水型和单层水型两种含铬蒙脱石,其水合阳离子
分别为[Cr(H2O)6]3+和[Cr(H2O)3O3]3+,当吸附量增大至一定程度后水合铬离子借助TOT结构片的硅氧四面体的底氧形成配位多
面体。 相似文献
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以钛酸丁酯为前驱体,采用醋酸为酸催化剂制备TiO2溶胶,将制备的溶胶分别加入经表面活性剂十六烷基三甲基溴化铵改性的河北、临安、安吉、内蒙古膨润土中,制备有机-钛柱撑膨润土复合光催化剂,并对其进行XRD、SEM、BET表征。结果表明,TiO2插入了膨润土层间,并以锐钛矿型的晶形存在,制备的复合光催化剂仍有较好的层状结构,其比表面积均比相对应的不同产地的膨润土的比表面积大。以甲基橙为目标污染物,考察了有机-钛柱撑膨润土复合光催化剂的吸附性能和光催化活性,发现所制备的复合光催化剂具有较好的光催化活性,而且用不同的膨润土合成的催化剂的光催化活性差别很大。膨润土的化学组成和层状结构上的差异是复合催化剂吸附性能和光催化活性差别的主要原因。其中有机-钛柱撑临安膨润土复合光催化剂的光催化活性最好。 相似文献
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Hongmei Liu Dong Liu Peng Yuan Daoyong Tan Jingong Cai Hongping He Jianxi Zhu Zhiguang Song 《Physics and Chemistry of Minerals》2013,40(6):479-489
The effects of heating and cation exchange on the solid acidity of montmorillonite were investigated using n-butylamine titration in non-aqueous system and diffuse reflectance Fourier transform infrared spectroscopy. The number of total, Brønsted, and Lewis acid sites showed the same modulation tendency with increasing heating temperature, reaching a maximum at 120 °C and subsequently decreasing until it reaches a minimum at 600 °C. The Lewis acid sites result from unsaturated Al3+ cations, and their number increased with the heating temperature due to the dehydration and dehydroxylation of montmorillonite. The generation and evolution of Brønsted acidity were mainly related to interlayer-polarized water molecules. Water adsorbed on the unsaturated Al3+ ions also acted as a Brønsted acid. The acid strength of the Brønsted acid sites was dependent on the polarization ability of the exchangeable cation, the amount of interlayer water, and the degree of dissociation of the interlayer water coordinated to exchangeable cations. All cation-exchanged montmorillonites exhibited different numbers of acid sites and various distributions of acid strength. Brønsted acidity was predominant in Al3+-exchanged montmorillonite, whereas the Na+- and K+-exchanged montmorillonites showed predominantly Lewis acidity. Moreover, Mg2+- and Li+-exchanged montmorillonites exhibited approximately equal numbers of Brønsted and Lewis acid sites. The Brønsted acidity of cation-exchanged montmorillonite was positively correlated with the charge-to-radius ratios of the cations, whereas the Lewis acidity was highly dependent on the electronegativity of the cations. The acid strengths of Al3+- and Mg2+-exchanged montmorillonites were remarkably higher than those of monovalent cation-exchanged montmorillonites, showing the highest acid strength (H 0 ≤ ?3.0). Li+- and Na+-exchanged montmorillonites exhibited an acid strength distribution of ?3.0 < H 0 ≤ 4.8, with the acid strength ranging primarily from 1.5 to 3.3 in Li+-exchanged montmorillonite, whereas only weaker-strength acid sites (1.5 < H 0 ≤ 4.8) were present in K+-exchanged montmorillonite. The results of the catalysis experiments indicated that montmorillonite promoted the thermal decomposition of the model organic. The catalytic activity showed a positive correlation with the solid acidity of montmorillonite and was affected by cation exchange, which occurs naturally in geological processes. 相似文献
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Z. Weiss Z. Klika P. Čapkova D. Janeba S. Kozubova 《Physics and Chemistry of Minerals》1998,25(7):534-540
A sodium montmorillonite from Ivan?ice (Czech Republic) was treated with solutions containing various molar concentrations of Zn and Cd for the purpose of determining ion exchange equilibria. The sorption isotherms for Zn and Cd exhibit a rather similar shape, which depends on pH; the maxima for Zn and Cd sorbed on Na-montmorillonite are very close to each other (e.g., 0.419?mmol/1?g and 0.440?mmol/1?g, respectively, for pH=5). It is a characteristic of both elements that a high level of sorption is reached at low concentration in solution. The leachability of Zn and Cd in deionized water from fully saturated montmorillonites is very similar, but a different results were observed for Na leached from fully saturated Na-montmorillonite. The total amount of leached Na was 21.7% (after four consecutive leaching runs). However, only 2.1% and 1.6% were found for Cd and Zn, respectively. Different quantities of Cd and Zn exchanged in Na-montmorillonite influence significantly the shape and position of maximum of the 001 XRD profile. Experimental XRD profiles of montmorillonites, fully saturated with Na, Cd and Zn, corrected for instrumental and physical factors exhibit maxima at 12.59, 14.86, and 14.77?Å, respectively. When the d 001 spacing is determined from a corrected profile, it varies systematically with the percentage of exchanged Zn and Cd and the relationships seem to be linear for both elements. For montmorillonites, not fully saturated with one element, the peak shift and peak broadening, characteristic for mixed layered structures with random layer sequences, has been observed. 相似文献
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铝钛柱撑改性膨润土处理两种模拟废水的实验研究 总被引：10，自引：1，他引：10
以钠基膨润土为原料制备了铝钛无机柱撑、铝钛有机柱撑改性膨润土，确定了改性膨润土的最佳铝钛比和铝土比，并将其应用于模拟废水、化学实验室废水的处理。与原土进行比较，探讨了用量、pH值、搅拌时间等对COD去除率、色度去除率、浊度去除率的影响，通过正交实验对实验条件进行了优化。结果表明：有机柱撑改性膨润土、无机柱撑改性膨润土对废水的处理效果均明显好于原土，对废水色度、浊度的去除率均大于93％；对废水COD的去除效果，有机柱撑改性膨润土比无机柱撑改性膨润土有较大提高，去除率最高达66．31％，结果令人满意。 相似文献
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已有研究表明影响有机蒙脱石性能的因素很多,除了有机改性剂的特性外,蒙脱石的晶体化学特征也是不容忽视的因素。为了探讨烷基链链数和阳离子交换容量与有机蒙脱石性能之间的关系,本文选择3种不同阳离子交换容量的蒙脱石为主体,4种季铵盐阳离子改性剂十八烷基三甲基溴化铵(S18)、双-十八烷基二甲基溴化铵(D18)、十二烷基三甲基溴化铵(S12)和双-十二烷基二甲基溴化铵(D12)为客体,在不同添加量条件下(0.2、0.5、1.0、1.5、2.0、2.5、3.0、4.0CEC)制备了多个系列的有机蒙脱石,并用XRD、TG-DTG等手段对产物进行表征。实验结果表明,阳离子交换容量与层间柱撑高度之间不存在明显的相关性,但对表面活性剂在蒙脱石上的吸附量有显著的影响,吸附量随着阳离子交换容量的增加而增加。双链表面活性剂对蒙脱石层的撑开能力比单链更强,在层间具有更复杂的自组装过程,导致其热分解过程更为复杂。 相似文献