低温氮吸附法判识构造煤的实验研究     

李建楼 《地质与勘探》2020,56(4):838-844

煤体结构是煤与瓦斯突出防治和煤与瓦斯共采的重要地质因素之一。为了区分煤体结构在地应力作用下的破坏程度,采集了淮北矿业股份有限公司桃园煤矿8283采煤工作面煤样,基于自相似原理和实验室内对煤样的加压模拟实验,通过煤基质纳米级孔隙在低温氮吸附-解吸曲线上的响应对比分析,建立了低温氮吸附法判识煤体结构的方法,并对淮北矿业股份有限公司桃园煤矿10号煤层内1026和1035工作面煤体宏观结构及微观孔隙发育特征进行了对比研究。结果表明,煤体微观孔隙结构变化与构造煤发育程度密切相关;随着煤体破坏程度的提高,在吸附-解吸曲线上表现为吸附量明显增大,纳米级孔隙的比表面积和比孔容明显增加,平均孔径略有增加;构造煤解吸曲线上有明显的陡降点,而原生结构煤的解吸曲线不具有这个特征。  相似文献   

应用高温甲烷吸附实验研究川东北地区五峰组页岩甲烷吸附能力   总被引：5，自引：2，他引：3  

张烨毓  曹茜  黄毅  戚明辉  李孝甫  林丹 《岩矿测试》2020,39(2):188-198

页岩甲烷吸附能力是决定页岩气井开采方案的重要参数,对评估页岩气藏潜力意义重大。干酪根类型、总有机碳含量、矿物组成、成熟度和孔径等是影响页岩吸附性能的因素,但针对高温高压下过剩吸附现象对页岩甲烷吸附能力影响的研究还需开展进一步的探索。为揭示四川盆地东北地区五峰组页岩甲烷吸附能力,本文通过场发射扫描电镜、低温氮气吸附和高压甲烷吸附实验,研究了高温高压下页岩的甲烷吸附能力,并分析了页岩孔隙结构等对页岩吸附能力的影响。结果表明:①五峰组页岩孔隙结构非均质性强,发育有机孔隙、粒(晶)间孔隙、粒(晶)内孔隙和粒(晶)间溶孔等多种孔隙;②比表面积平均为19.1282m^2/g;孔体积平均为0.0195cm^3/g;孔径平均为5.2226nm;③修正后的饱和吸附气量为2.56m^3/t;④五峰组页岩甲烷吸附性能受控于比表面积、孔体积;有机质含量越大、有机质热演化程度越低,其甲烷吸附性能越强;⑤孔隙结构是影响页岩甲烷吸附能力的重要内因。同时指出低压条件下的实验吸附曲线不适合直接评价页岩甲烷吸附能力。  相似文献   

A coupled compressible flow and geomechanics model for dynamic fracture aperture during carbon sequestration in coal     

Min Chen  Lee J. Hosking  Richard J. Sandford  Hywel R. Thomas 《国际地质力学数值与分析法杂志》2020,44(13):1727-1749

This paper presents the development of a discrete fracture model of fully coupled compressible fluid flow, adsorption and geomechanics to investigate the dynamic behaviour of fractures in coal. The model is applied in the study of geological carbon dioxide sequestration and differs from the dual porosity model developed in our previous work, with fractures now represented explicitly using lower-dimensional interface elements. The model consists of the fracture-matrix fluid transport model, the matrix deformation model and the stress-strain model for fracture deformation. A sequential implicit numerical method based on Galerkin finite element is employed to numerically solve the coupled governing equations, and verification is completed using published solutions as benchmarks. To explore the dynamic behaviour of fractures for understanding the process of carbon sequestration in coal, the model is used to investigate the effects of gas injection pressure and composition, adsorption and matrix permeability on the dynamic behaviour of fractures. The numerical results indicate that injecting nonadsorbing gas causes a monotonic increase in fracture aperture; however, the evolution of fracture aperture due to gas adsorption is complex due to the swelling-induced transition from local swelling to macro swelling. The change of fracture aperture is mainly controlled by the normal stress acting on the fracture surface. The fracture aperture initially increases for smaller matrix permeability and then declines after reaching a maximum value. When the local swelling becomes global, fracture aperture starts to rebound. However, when the matrix permeability is larger, the fracture aperture decreases before recovering to a higher value and remaining constant. Gas mixtures containing more carbon dioxide lead to larger closure of fracture aperture compared with those containing more nitrogen.  相似文献   

基于探针气体吸附等温线的矿物材料表征技术:Ⅲ.表面能量非均质性   总被引：2，自引：0，他引：2  

刘显东  陆现彩  杨侃  侯庆锋  王汝成 《矿物岩石地球化学通报》2006,25(4):369-374

表面能量非均质性是影响固体材料表界面行为的重要属性,基于低温气体吸附等温线的分子探针方法是目前得到广泛认可的定量表征该属性的技术。本文详细介绍了这一技术的三种常用计算方法:规则化方法、密度泛函理论及微分等温线加和(DIS)法。作为应用实例,使用规则化方法和DIS方法对合成的Schwertmanite样品进行了表征,发现其表面存在三种不同的能量区域。研究结果表明,规则化方法适用于各种不同的样品,但只能给出吸附能曲线而不能精确表征表面能量区域;函数方法虽然比较精确,但表征值不能处理复杂表面;DIS方法虽能精确表征,但计算却较为繁琐。三种方法可互相补充。  相似文献   

水溶性富勒烯对U(VI)在氧化多壁碳纳米管上吸附的影响          下载免费PDF全文

王婧  张志宏  刘鹏  李湛  吴王锁  高召永  王虹  马丽  王敏  庞登科 《盐湖研究》2019,27(3):35-43

采用静态试验法研究了水溶性富勒烯对U(VI)在氧化多壁碳纳米管上吸附的影响。结果表明,羟基化富勒烯(C₆₀(OH)n)和羧基化富勒烯(C₆₀(C(COOH)₂)n)的加入对U(VI)在氧化多壁碳纳米管上的吸附量影响作用类似。在pH<3范围内,羟基化富勒烯和羧基化富勒烯对吸附几乎没有影响,在pH>3以后,二者开始抑制碳纳米管对U(VI)的吸附。较低浓度(10 mg/L)的C₆₀(OH)n对U(VI)的吸附几乎没有影响。而等量的C₆₀(C(COOH)₂)n已呈现出明显的抑制作用。但两者的作用机理不同,前者可能是由于羟基化富勒烯和U(VI)竞争氧化多壁碳纳米管上的吸附位点造成的,后者则可能改变了氧化多壁碳纳米管的表面电荷。用双位点模型对不同固液比和U(VI)初始浓度下U(VI)的吸附率随C₆₀(OH)n和C₆₀(C(COOH)₂)n初始浓度的变化进行了拟合得到了很好的结果。  相似文献   

卤水提锂多元新路径：技术、资源、环境和成本     

高天明  范娜  代涛 《地质学报》2024,98(4):1310-1331

传统沉淀法提锂生产周期长、不适用于低锂浓度卤水,盐湖提锂产量增长缓慢,难以满足新能源产业发展的需求。因此,开发高镁锂比卤水提锂新技术是锂产业发展的迫切需求。本文概述了吸附法、萃取法、膜法和电化学法等提锂新工艺的研究现状,发现铝基吸附剂已应用于工业生产,但其吸附容量显著地小于锰基和钛基吸附剂,而后两者的溶损和长吸附平衡时间是制约其产业化的关键。中性磷类萃取剂关注最多,但其易腐蚀和出现第三相;酰胺类萃取体系无腐蚀,已用于氯化物型卤水工业化提锂,但其稳定性需长期关注;并且萃取法工艺流程较长,酸碱消耗高。膜法无法深度除镁,需与其他方法相结合提锂,其水资源消耗量大。电渗析和“摇椅式”电化学实现了连续性提锂,加速了吸附速率,避免了洗脱剂的使用,其电耗随着优化提锂体系和工作条件的降低,电化学提锂将迎来广阔的产业前景。以上卤水提锂新工艺资源消耗和环境影响小于传统沉淀法,对高镁锂比盐湖具有显著的竞争优势,但各有弊端。因此,未来盐湖卤水提锂应加强多种新技术的集成与耦合,前移提锂过程,提升全流程锂的回收率和多种资源的综合开发。  相似文献   

掺杂氮、硫的石墨烯材料对磺胺类抗生素的吸附行为     

谈慧文  杜佳媛  魏永鹏  刘霞  赵建 《中国海洋大学学报(自然科学版)》2021,51(2)

水环境中抗生素污染日益严重。本研究制备了掺杂氮、硫的新型石墨烯材料(GO-NS),研究了其对磺胺类抗生素(Sulfonamides,SAs)的吸附和去除能力,并阐明吸附机制。研究发现,GO-NS对SAs的最大吸附量达100.26 mg·g^-1,吸附能力优于多层石墨烯(Multilayer graphene,MG)和还原氧化石墨烯(Reduced graphene oxide,rGO)这两种传统石墨烯材料。疏水作用和氢键作用是GO-NS吸附SAs的主要机理。相比于MG和rGO,GO-NS适用的pH范围最广,在pH=2~10范围内均具有较强的吸附效果,并且离子强度和腐殖酸(Humicacid,HA)的加入提升了GO-NS的吸附性能。此外,GO-NS仅通过短时间超声可实现有效的剥离分散,使吸附量增加。故该新型石墨烯材料GO-NS具有优越地吸附SAs的能力和广泛的环境适应性,可作为治理水环境中SAs污染的一种有效吸附剂。  相似文献   

海泡石改性及吸附Zn²⁺研究   总被引：1，自引：0，他引：1  

刘菁  邓苗  胡子文  史佳伟 《岩石矿物学杂志》2011,30(4):716-720

金属离子型无机抗菌剂具有安全性好、抗菌广谱、时效长和耐热等许多优良性能,在许多领域有广泛的应用价值。金属离子型无机抗菌剂由金属抗菌离子和无机载体材料组成,其抗菌性能与载体材料对抗菌金属离子的吸附量有关。本文初步研究了对海泡石进行酸改性及用海泡石载抗菌锌离子(Zn2+)的两种工艺方式对海泡石结构及载Zn2+量的影响。通过原子吸收发射光谱、X射线衍射、扫描能谱电子显微镜及傅立叶变换红外光谱等技术的分析表明,用体积浓度为5%的HCL,在70℃温度下对海泡石进行酸处理,在提高海泡石纯度,分散海泡石纤维束、使海泡石结构中孔隙扩大,进而达到更多载入Zn2+目的等方面都是十分必要和有效的方法;采用干湿循环方式将Zn2+载于海泡石能提高海泡石的载Zn2+量,但干湿循环方式操作更复杂,能耗更大,应视具体情况酌情选择使用。  相似文献   

海泡石对有机染料的吸附行为研究   总被引：7，自引：0，他引：7       下载免费PDF全文

刘金泉贾堤  姚兴芳黄宁 《岩石矿物学杂志》2003,22(4):377-380

以热酸活化过的海泡石为吸附剂，研究其对亚甲基蓝、结晶紫和甲基绿3种染料的吸附动力学过程，并分析了浓度、温度等因素对海泡石吸附效果的影响。结果表明，温度的变化对吸附的影响较小，而染料溶液浓度的改变则会对吸附产生很大的影响，由此确定出较适合的反应条件。采用傅立叶红外光谱技术对吸附前后海泡石的结构进行了分析，发现亚甲基蓝由于分子体积较小可以进入海泡石内部通道，而大体积的结晶紫和甲基绿的吸附主要发生在海泡石外表面，且一价有机阳离子会在中性位置发生吸附，形成带电或中性复合物。  相似文献   

铁（氢）氧化物介导的溶解性有机质、无机磷的固定及相互作用研究进展     

文帅龙  刘静静  戴家如  黄秀琳  安世林  刘正文  杜瑛珣 《湖泊科学》2022,34(5):1428-1440

铁(氢)氧化物介导的溶解性有机质(DOM)和无机磷(DIP)的固定在水生态系统中普遍存在,对碳、磷元素的生物地球化学循环有重要的影响.铁(氢)氧化物主要通过吸附和共沉淀两种过程固定DOM和DIP,且铁(氢)氧化物、DOM和DIP三者存在复杂的相互作用.本文主要从铁(氢)氧化物对DOM和DIP的固定,铁(氢)氧化物、DOM和DIP之间的相互影响等方面综述了相关研究进展,梳理了铁(氢)氧化物、DOM和DIP在吸附和共沉淀过程中的相互作用机制与影响因素.DOM的存在会通过占据铁(氢)氧化物表面吸附点位、络合、抑制铁水解沉淀等途径影响铁(氢)氧化物对DIP的固定;且不同机制与DOM的不同性质如分子大小、芳香组分、羧基官能团含量等有关.而DIP的存在会改变铁(氢)氧化物对DOM的固定分馏过程,改变溶液中DOM的组分和性质.在明晰三者相互作用基础上,探讨了铁(氢)氧化物介导的DOM和DIP的固定过程对湖泊内源磷释放和碳埋藏的可能影响,并对未来的研究方向进行了展望.  相似文献