凹凸棒粘土对镉污染农田的原位钝化修复效果研究

原位钝化修复在重金属污染土壤修复中有着不可替代的作用,而修复材料在污染农田中的长期应用效果一直是人们关注的焦点。通过野外大田钝化修复试验,研究了不同添加剂量(0、1.25、1.75、2.50、3.25 kg·m^(-2))凹凸棒粘土对镉(Cd)污染土壤理化性质及对水稻(Oryza sativa L.)和小麦(Triticum aestivum L.)吸收Cd的影响,采用梯度扩散薄膜技术(DGT)评价修复前后土壤中生物可利用态Cd含量的变化。结果表明,施用凹凸棒粘土显著抑制水稻和小麦籽粒中Cd富集量,第一季降幅分别为68.8%~83.3%与54.7%~75.5%,其中2.5 kg·m^(-2)施加剂量对Cd污染土壤的修复效果最佳。施加凹凸棒粘土同样抑制了作物对Zn、Ni等其他重金属的吸收,而对Se吸收影响并不显著。施加凹凸棒粘土显著提高了土壤p H、阳离子交换量(CEC)和土壤细颗粒含量,相关性分析表明,水稻和小麦籽粒中Cd含量与土壤p H呈极显著负相关性(相关系数分别为-0.72和-0.64),推测土壤p H的升高是导致水稻、小麦籽粒中重金属含量降低的一个重要原因。不同施用量凹凸棒粘土均在一定程度上降低了土壤DGT提取态Cd含量,分别下降了82.8%、85.1%、84.4%和67.1%。连续3年原位钝化修复效果跟踪观察结果表明,凹凸棒粘土可持续降低水稻和小麦籽粒中Cd含量,1.25 kg·m^(-2)和1.75 kg·m^(-2)处理组产出的水稻籽粒中Cd含量由2014年的0.140 mg·kg^(-1)与0.215 mg·kg^(-1)分别降低为2016年的0.094 mg·kg^(-1)和0.120 mg·kg^(-1)。综上,凹凸棒粘土在修复Cd污染农田土壤方面具有广阔的应用前景。

凹凸棒粘土中坡缕石的内标法X衍射定量分析研究

用聚丙烯酸钠(PAAS)作分散剂,从凹凸棒粘土中提纯得到坡缕石纯样,再被按照5%的含量间隔将坡缕石和刚玉以及石英配比制成一系列的混和样品,采用NBS方法制成X衍射样片,扣除X射线衍射背景后计算出坡缕石110衍射峰和刚玉113衍射峰的积分强度比,以此为y轴,以坡缕石含量为x轴作图,拟合出线性方程,可用于凹凸棒粘土中坡缕石的定量分析。实例验证了该方法中定量分析线性方程的可行性,证明了粘土中非晶态物质的存在。

有机凹凸棒粘土吸附水中苯酚的试验

凹凸棒粘土经溴化十六烷基三甲胺（ＣＴＭＡＢ）改性后，对水中酚具有较强的吸附能力，苯酚浓度为１００ｍｇ／Ｌ时，加入量为４％，ｐＨ为８．０时，去除率达到８８．５％，且有机凹土经再生后可反复使用。吸附平衡浓度与吸附量关系符合Ｆｒｅｕｎｄｌｉｃｈ吸附等温式。

聚丙烯酰胺/凹凸棒粘土复合吸附材料的研究

采用溶液聚合法在硅烷化凹凸棒粘土(OATP)表面接枝丙烯酰胺(AM),制备聚丙烯酰胺/凹凸棒粘土(PAM/ATP)复合吸附材料。通过考察PAM/ATP复合吸附材料对汞离子吸附性能的影响,对其制备条件进行了优化。采用热重/差示扫描量热(TG/DSC)和傅里叶变换红外光谱(FT-IR)对PAM/ATP进行了表征。结果表明,当AM质量分数(相对OATP质量,下同)为30%,聚合反应时间为6h,引发剂质量分数为3.0%,反应温度为80℃时,制备的PMA/ATP对汞离子的最大吸附容量可达到135.5mg·g-1。TG/DSC分析表明,PAM/ATP的DSC曲线在345℃出现一有机物分解吸热峰,且PAM/ATP的热失重率(18.0%)明显高于ATP(5.0%)和OATP(7.0%);FT-IR分析表明,PAM/ATP在1604cm-1(-NH2或-NH的弯曲振动)和3190cm-1(-NH2或-NH伸缩振动)及1671cm-1(-C=O伸缩振动)有新的吸收峰出现,表明PAM成功接枝于OATP表面。与ATP、OATP相比,PAM/ATP对Hg2+离子的吸附容量增大了6倍以上。

凹凸棒粘土对消失模涂料流变性的影响

利用差热分析、电子显微镜、X射线衍射、红外吸收光谱等手段测试分析了安徽凹凸棒粘土的理化性能 ,并利用NXS -11型旋转粘度计研究了凹凸棒粘土与膨润土对消失模涂料流变行为的影响 .结果表明 :安徽凹凸棒粘土是一种成分较纯的凹凸棒粘土 .凹凸棒粘土比膨润土更有利于改善消失模涂料的流变性 .消失模水基涂料中加入质量分数为 2 %的凹凸棒粘土可以使涂料的流变性大为提高 .自研的消失模涂料的流变曲线特征参数分别为 :τ0 =9.8Pa ,K =2 .9,m =0 .6 4。

凹凸棒粘土对消失模涂料触变性的影响

从提高消失模涂料的触变性出发 ,采用安徽凹凸棒粘土作为消失模涂料的触变剂 .利用差热分析、电镜、X射线衍射、红外吸收光谱等方法测试了凹凸棒粘土的理化性能 .并利用 NXS- 1 1型旋转粘度计研究了凹凸棒粘土对消失模涂料触变性的影响 ,提出了消失模涂料的触变性数学模型 .结果表明 ,安徽凹凸棒粘土的理化性能与美国凹凸棒粘土相似 ,是一种成分较纯的凹凸棒粘土 .凹凸棒粘土是一种优良的消失模水基涂料的触变剂 ,且凹凸棒粘土与膨润土对涂料触变性的影响有显著的差别 ,膨润土形成的结构破坏很快 ,恢复则缓慢 ;凹凸棒粘土的结构破坏与恢复均是一个比较平缓的过程 .

改性凹凸棒粘土脱硫剂脱除SO_2

采用单因素法,在传统搅拌混合下,研究了煅烧温度、煅烧时间、酸碱浸渍等对改性凹凸棒粘土脱硫剂穿透硫容与最大硫容的影响。然后在超声波混合作用下,采用正交实验确定了超声时间、超声温度以及活性组分(CaO)、促进剂(V2O5)的复配比例。结果表明:(1)甘肃临泽凹凸棒粘土富Al、Mg、Fe,且其比表面积较大。(2)改性凹凸棒粘土脱硫剂最佳制备条件:煅烧温度300℃;煅烧时间2.0h;酸碱浸渍最佳pH9～10;混合采用超声波,超声时间30min;超声温度40℃;CaO质量分数30%;V2O5质量分数5%。采用在最佳条件下制备的改性凹凸棒粘土脱硫剂进行脱除SO2实验,其最大硫容为38.16%。(3)改性凹凸棒粘土脱除SO2的性能比工业Fe2O3脱硫剂强。(4)X射线衍射分析表明,改性凹凸棒粘土脱硫剂脱除SO2后,将SO2转变为SO42-,从而达到完全脱除SO2的目的,这与红外光谱分析的结果一致。

磷酸改性凹凸棒粘土对Pb^(2+)的吸附研究

研究了不同浓度磷酸改性凹凸棒粘土的比表面积、孔结构性质以及其对水中Pb(Ⅱ)的吸附。结果表明,凹凸棒粘土磷酸改性后比表面积明显增大,具有明显的中孔分布;9 mol/L磷酸改性处理的凹凸棒粘土吸附能力最佳,在改性凹凸棒粘土加入量为20~30 g/L,水样pH=5条件下,废水中Pb(Ⅱ)的被吸附率接近99%。

凹凸棒粘土填充PP的研究

研究了经硅烷偶联剂处理的凹凸棒粘土（简称凹土）填充ＰＰ的力学性能和热性能。研究结果表明，在凹土用量为１０质量份（以１００质量份ＰＰ为基准）以内，填充ＰＰ的拉伸强度和缺口冲击强度略有增加，超过１０质量份时，两者都呈下降趋势，而材料的弯曲强度和热变形温度却随凹土填充份数的增加不断提高，当凹土用量为５０质量份时，弯曲强度由４９．３３ＭＰａ提高到５５．０９ＭＰａ，热变形温度由６９℃提高到８９℃；在同样填充量的情况下，凹土填充ＰＰ的综合性能如拉伸强度、断裂伸长率、缺口冲击强度、热变形温度等均优于ＣａＣＯ３填充ＰＰ，并且前者的弯曲强度随填充量的增加而提高，而后者却呈下降趋势。

凹凸棒粘土负载CuO催化剂的制备及催化甲苯燃烧性能研究

以天然凹凸棒粘土为载体,采用沉积-沉降法制备出负载CuO的负载型CuO/凹凸棒(CuO/APT)催化剂。通过XRD、SEM、TEM和N2吸附等手段对所制备的催化剂结构性能进行表征,并采用连续流动微反-色谱装置考察其催化甲苯燃烧的催化性能。结果表明,所制备的CuO/APT催化剂具有纤维状一维纳米结构、比表面积高、活性组分纳米氧化铜在载体表面分散均匀,并且该催化剂具有优异的催化甲苯燃烧性能。

有机凹凸棒粘土的制备及复合高吸水性树脂的性能

采用机械搅拌和超声处理方式,用十六烷基三甲基溴化铵对凹凸棒粘土进行了有机改性,通过X射线衍射、红外光谱及电镜观察等测试技术比较了改性前后凹凸棒粘土的变化情况。结果表明,有机阳离子与凹凸棒发生了吸附作用,改性凹凸棒粘土达到了纳米级分散。在相同反应条件下机械搅拌方式所得凹凸棒粘土的有机率为5．12％,而超声处理只有2．98％。将其用于有机、无机复合吸水树脂的制备,在凹凸棒粘土含量为10％时,其吸水率分别为3 820 g／g和3 323 g／g,而原土制备的树脂吸水率只有2 872 g／g。

纯化凹凸棒粘土与甲基丙烯酸酯复合吸油树脂的制备

采用纯化凹凸棒粘土(简称凹土)与甲基丙烯酸酯悬浮聚合制备了复合吸油树脂。使用傅立叶红外研究了纯化凹土与甲基丙烯酸酯的聚合情况,通过电镜观察了纯化凹土的加入对树脂形态的影响,测试了纯化凹土加入后树脂吸油性能的变化及热稳定性。研究表明,适当添加纯化凹土与甲基丙烯酸酯共聚能提高复合吸油树脂吸油量并明显提高吸油速率。

关于《凹凸棒粘土中坡缕石的内标法X衍射定量分析研究》一文的修正

熊飞(2005)探讨了用内标曲线定量分析凹凸棒粘土中坡缕石含量的方法。但是原文中获得内标曲线的方法还有改进的余地。为确立内标曲线的数据点,原来的积分强度(峰面积)是按照半峰宽乘以峰高获得。这种方法求得的峰面积误差相对较大,导致了原文所提出的内标曲线在用于计算粘土纯度时有时会出现较大的误差,尤其是高纯样品往往出现坡缕石含量大于100%的情况。采用积分方法计算衍射峰的面积,对熊飞(2005)提出的曲线做出了必要的修正。本文所涉及的峰面积都是扣除背景后进行讨论。改进后的方法效果较好。

凹凸棒粘土的除氟作用研究

凹凸棒粘土主要由坡缕石组成，后者为发育有一系列孔道的层链状硅酸盐矿物，具有很强的吸附能力。凹凸棒粘土的吸氟作用实验表明．其吸氟量随着溶液中氟离子浓度的提高而增加。在酸性含氟溶液中，凹凸棒粘土对溶液中氟的吸附量及溶液的降氟率都明显增加；而在碱性含氟溶液中，凹凸棒粘土对溶液中氟的吸附能力则大大降低，甚至不吸附。

聚酰胺66/凹凸棒粘土纳米复合材料的制备及其性能研究

对商品凹凸棒粘土提纯、钠化、有机化后,与聚酰胺66(PA66)经双螺杆共混挤出得到PA66/凹凸棒粘土纳米复合材料。用透射电镜(TEM)和扫描电镜(SEM)研究了PA66/凹凸棒粘土纳米复合材料的微观结构,并测试了复合材料的力学性能和热性能。结果表明,凹凸棒粘土在PA66中达到纳米级分散,凹凸棒粘土的粒径小于100nm,并且在合适的添加量时复合材料的拉伸强度和热性能都有一定程度的提高。

PBT／原位聚合改性凹凸棒粘土纳米复合材料的微结构与粘弹性

采用原位微乳液聚合法制备了PS修饰的凹凸棒粘土(PS-AT),红外光谱(FT-IR)、透射电镜(TEM)和热重分析(TGA)结果表明,PS已成功地修饰到AT表面。将所得PS-AT与PBT共混制备了PBT/PS-AT复合材料,场发射扫描电镜(FE-SEM)结果表明,复合材料中PS-AT含量较低时可得到纳米级的良好分散,且界面相容性较好;而当PS-AT含量较高时,团聚现象出现,复合材料相界面变差。这与复合材料的粘弹性的变化趋势一致,即PS-AT的加入可以使复合材料的复数黏度升高以及抗蠕变性能改善,而随着PS-AT含量的增加,复数黏度和抗蠕变性能变化不明显。

硫酸改性凹凸棒粘土的性能表征及吸附PbⅡ工艺研究

研究了用不同浓度硫酸改性处理凹凸棒石粘土,并将其用于废水中Pb 的吸附处理,通过比表面测定探讨了凹凸棒粘土硫酸改性后比表面增加的原因.结果表明,4mol/L硫酸改性处理的凹凸棒粘土吸附能力最佳,在改性凹凸棒石粘土加入量为20～30g/L,水样pH=4～6,超声搅拌20min条件下,废水中Pb 的被吸附率接近99%.比表面积的增加归因于凹凸棒石中八面体不均匀、不连续溶解和局部四面体硅的溶蚀导致凹凸棒石孔道开放和直径扩大.

改性凹凸棒粘土作为橡胶补强剂的研究

凹凸棒粘土是一种水合硅酸铝镁晶体．表面呈棒状或纤维状、经过偶联改性后．对橡胶有良好的补强效果，且填充量高．加工性能好．可以作为橡胶浅色补强剂使用。

Ni(Ⅱ)和Cr(Ⅵ)在聚吡咯/凹凸棒粘土上的竞争吸附

以三氯化铁(FeCl3)为氧化剂,采用原位聚合法制备了聚吡咯/凹凸棒粘土(PPy/ATP)复合材料。通过傅里叶变换红外光谱、扫描电镜等方法对复合材料结构进行了分析表征,研究了其对水中重金属离子Ni(Ⅱ)和Cr(Ⅵ)的吸附性能,考察了影响Ni(Ⅱ)、Cr(Ⅵ)吸附率的主要因素、热力学性能,以及2种离子的吸附等温线类型。结果表明,m(py)∶m(ATP)=1∶1,复合材料质量为0.06 g,反应时间1h时复合材料吸附性能达到最佳,且对Cr(Ⅵ)的吸附性能明显优于Ni(Ⅱ)。该复合材料对于Ni(Ⅱ)的吸附符合Freundlich等温方程,而Cr(Ⅵ)的吸附符合Langmuir等温方程。经过Langmuir等温方程非线性拟合可知,在双离子竞争体系中,对Cr(Ⅵ)的最大吸附容量可达139.41 mg/g。扫描电镜的结果为PPy/ATP复合材料依然具有棒状结构,凹凸棒表面附着的聚吡咯颗粒多而均匀。

改性凹凸棒粘土悬浮稳定性的研究

本文以甘肃临泽所产凹凸棒粘土为原料,对其分别进行了热、酸、盐和有机改性处理,采用重力沉降法研究了各种改性方式对凹凸棒粘土在饱和盐水中悬浮稳定性能的影响。结果表明:热处理不利于其悬浮性能的改善;2mol/L盐酸处理凹凸棒粘土的悬浮性能明显优于原土和其它浓度酸处理土;2mol/L盐酸处理的凹凸棒粘土经不同盐改性后,ZnCl2改性样品的悬浮性能最好;经表面活性剂改性的凹凸棒粘土的悬浮性能要优于原土和其它方式改性土。在所有改性样品的悬浮实验中,悬浮液的初始pH值和上清液的最终pH值之间普遍差异较小,表明改性凹凸棒粘土与饱和盐水在较短的时间即可达到作用平衡。