高压条件下蒙脱石层间域对氮的保护效应

含铵(NH_(4)^(+))蒙脱石不仅存在于陆地土壤中,还广泛存在于蚀变洋壳、远洋和陆源沉积物中,是N的主要载体矿物,对地表N向地球深部的传输路径和效率具有重要影响。本文利用微区和粉晶X射线衍射(XRD)、漫反射傅里叶红外光谱(DRIFT)和元素分析等表征技术,研究了不同温度(25~700℃)和压力(常压和2.5 GPa)条件下含铵蒙脱石的物相及结构演化,以及N的赋存状态和N含量的变化特征。结果表明,在常压条件下,温度上升会导致蒙脱石层间距从1.20 nm(25℃)逐渐减小至0.96 nm(700℃)。同时,蒙脱石Al_(2)–OH(914 cm^(−1))和AlMg–OH(844 cm^(−1))振动峰强度在升温过程中逐渐减弱,表明蒙脱石结构羟基逐渐脱失;在500℃时,蒙脱石结构羟基完全脱失,并导致层间完全坍塌。在高压(2.5 GPa)条件下,温度上升会造成蒙脱石层间距从1.20 nm(25℃)逐渐减小至1.02 nm(700℃),但蒙脱石结构羟基在700℃时依然存在。在此过程中,蒙脱石膨胀性逐渐降低,表明蒙脱石逐渐向伊利石转变。在常压加热条件下,随着温度升高,含铵蒙脱石N含量从初始的1.52%减少到0.10%;而在高压条件下,温度升高对含铵蒙脱石的N含量影响极小,保持在约1.26%。这两者的差异可能与产物层间域结构的变化有关,即常压下温度升高会导致蒙脱石层间域逐渐坍塌,NH_(4)^(+)失去赋存空间,分解逃逸;而高压下温度升高并不破坏蒙脱石层间域,而是逐渐转变为伊利石,从而为NH_(4)^(+)提供储存空间。因此,高压条件下蒙脱石的层间域对NH_(4)^(+)具有高温保护效应,表明黏土矿物可将N元素向地球更深部输送。该发现为揭示地表N向地球深部运移机制提供了新思路。

柱撑粘土矿物层间域的性质及其环境意义

柱撑粘土矿物是近年来受国内外矿物学者广泛关注的矿物材料之一。柱撑粘土矿物层间域是一个特殊的化学反应场所。本文系统评述了氮氧化物、重金属离子、阴离子、肥料养分及有机污染物等环境污染物在柱撑粘土矿物层间域中的催化还原、吸附、脱附、控释及光催化反应机理,着重阐述了柱撑粘土矿物的层间域性质,讨论了它们的环境化学行为对环境的影响和意义。

蒙脱石层间域的性质及其环境意义

蒙脱石矿物是土壤中比表面积大、分布很广的一种粘土矿物 ,也是土壤中主要的活性组分之一。蒙脱石层间域是一个特殊的化学反应场所。系统地评述了无机、有机阳离子、农药分子在蒙脱石层间域中的吸附、脱附、氧化还原、催化降解等反应机理 ,并指出它们的环境化学行为对环境的影响和意义。

蒙脱石层间域的可改造性研究及进展

蒙脱石具有良好的可改造性,其加工产物具有优良的理化性能,这都取决于蒙脱石结构的特珠性及其优良的阳离子交换性。从蒙脱石层间域具有可改造性出发,揭示了蒙脱石层间域具有可改造性的本质。结合钠化、有机化、插层化合物、原位聚合反应及纳米化处理的试验研究,讨论了层间域可改造的几种主要方式和类型、层间物改造后层间域的变化及国内外相关研究的进展。将蒙脱石钠化、有机化、无机化合物柱撑、有机聚合插层处理等上升为蒙脱石层间域的可改造性研究具有重要的理论和实际意义。

粘土矿物的层间域调控及其应用研究

粘土矿物的层间域调控及其应用研究戴劲草黄继泰肖子敬叶玲（华侨大学材料物理化学研究所，福建泉州３６２０１１）关键词粘土矿物层间域粘土复合材料粘土矿物是一类颗粒十分细微的层状铝硅酸盐，具有较大的残缺表面，层间结合力较弱，且存在着层内结构不饱和填充与扭曲等...

污染物与蒙脱石层间域的界面反应及其环境意义

系统地评述了无机、有机阳离子、农药分子、细菌等环境污染物在蒙脱石层间域中的吸附、脱附、氧化还原、催化降解等界面反应机理 。

粘土矿物层间域的研究进展

粘土矿物是土壤中比表面积大、分布很广的一类物质,也是土壤中主要的活性组分。粘土矿物层间域是一个特殊的化学反应场所。本文系统地评述了无机、有机阳离子在1:1型和2:1型粘土矿物层间域中的吸附、脱附反应机理,着重阐述了柱撑粘土矿物的层间域性质并讨论了它们的环境化学行为及其对环境的影响和意义。

nAl^3＋/(nAl^3＋＋nMg^2＋)对MgAl-NO3^--LDHs层间域环境影响及控制

采用共沉淀法制备了不同层板中Al3+摩尔分数x值(x=nAl3+/(nAl3++nMg2+),其中x值为0.29~0.6)的MgAl-NO3--LDHs化合物,研究了Al3+摩尔分数对MgAl-NO3--LDHs层间域环境的影响。XRD分析表明,当x从0.6降至0.29时,MgAl-NO3--LDHs的结晶度逐渐提高。LDHs的层间距随x值减小而增大,NO3-由x为0.6时的与层板平行排布,变为x为0.29~0.5时的与层板呈倾斜排布。晶胞参数c随着x值的减小而增大,晶胞参数a、沿(003)晶面垂直方向上的晶粒尺寸D003和沿(110)晶面垂直方向上的晶粒尺寸D110受x值变化的影响较为复杂。FT-IR分析表明,在高x值(x为0.4~0.6)时MgAl-NO3--LDHs中NO3-基团的红外活性增强,而在低x值(x为0.29~0.33)时其红外活性减弱。

深海黏土沉积物蒙皂石的有机改性、表征和层间域微环境

利用十六烷基三甲基溴化铵(CTMAB)对取自太平洋表层的深海沉积物中的黏土组分实施改性,并利用X射线衍射仪(XRD)、高分辨率透射电子显微镜(HRTEM)及傅立叶红外变换光谱仪(FTIR)对其进行表征。实验结果表明,CTMAB可以随机进入深海蒙皂石矿物的层间并使其层间距增大。随着负载量的增加,有机阳离子在矿物层间趋于定向排列。有机深海蒙皂石的层状硅酸盐晶体结构没有改变,但在HRTEM下呈现出更加明显的剥离和破碎趋势,矿物的活性中心增多。FTIR提供了有机阳离子进入蒙皂石层间的直接证据,矿物表面的疏水性因有机分子的介入而得以改善。实验条件下,有机阳离子可能以较小角度(<43°)进入蒙皂石矿物层间。有机深海蒙皂石的层间域微环境值得进一步关注,以更好地理解深海黏土的环境矿物学属性。

农药在蒙脱石层间域中的环境化学行为

蒙脱石矿物是土壤中比表面积大、分布很广的一种粘土矿物，也是土壤中主要的活性组份之一。本文系统地评述了农药分子在蒙脱石层间域中的吸附、脱附、氧化还原、催化降解等反应机理。

有机蒙脱石层间域内微结构与分子环境模拟研究

蒙脱石粘土矿物的纳米级二维片层结构和层间域空间被认为是蒙脱石各种特殊性能的重要来源和物质基础。长期以来,众多研究者采用多种谱学及微区分析测试技术对蒙脱石粘土矿物及其改性产物进行了深入而系统地研究,对其结构特性和物理化学属性已获得相当深入的认识和理解[1]。但由于粘土矿物结构片层的屏蔽作用,对于粘土矿物结构片层间纳米级局域空间（层间域）内部的各类结构和化学微环境信息。

钠蒙脱石层间域内甲烷水合物稳定性影响因素的分子动力学模拟

甲烷水合物是甲烷与水在低温高压条件下形成的冰态物,有巨大的资源前景和极强的环境效应,是目前地学研究热点。钻探资料表明,海底大量存在的甲烷水合物常与蒙脱石等2∶1型粘土矿物共存。

有机蒙脱石层间微结构的分子模拟

采用分子动力学模拟方法，对含烷基长链阳离子表面活性剂改性有机蒙脱石的层间域内分子环境及烷基长链排列状况进行模拟研究，并考察改性剂负载量与层间域含水量的改变对烷基链排列方式和活动性以及表面活性剂离子中N，C原子的分布状况的影响。1．0倍阳离子交换容量改性的有机蒙脱石在含少量水的情况下（干态），N，C原子均呈双层分布，表明烷基长链为双层平卧排列。含水量的提高（湿态）会导致烷基链从双层分布向在层间域内均匀分布转变。2．0倍阳离子交换容量改性的有机蒙脱石在含少量水的情况下（干态），烷基链呈双层倾斜分布于层间域内，烷基链的头部靠近四面体片层。含水量的提高（湿态）对烷基链在层间域内分布状态影响有限，但会导致烷基链整体向层间域中心平面移动，水分子优先占据靠近四面体片层的位置。

层状Cu/SiO_(2)催化剂的制备及其草酸二甲酯加氢性能研究

以层状硅酸铜为前驱体制备了不同焙烧温度下的层状Cu/SiO_(2)催化剂。利用N2吸脱附、XRD、FT-IR、SEM、TEM、XPS等手段对催化剂的结构性质进行表征。结果表明,500℃下焙烧得到的催化剂比表面积大、Cu物种分散度最高、Cu颗粒尺寸均一,前驱体中层状硅酸铜的质量分数最高,还原后Cu^(+)相对含量最高。将该催化剂应用于草酸二甲酯(DMO)选择性加氢制乙醇酸甲酯(MG),在2 MPa、200℃、H_(2)/DMO物质的量的比为100的反应条件下DMO的转化率为98.5%,MG的选择性为52.1%,并且层状Cu/SiO_(2)催化剂表现出良好的稳定性。

有机插层蛭石功能材料的制备与表征研究

用十六烷基三甲基溴化铵(HDTMA·Br)对蛭石矿物进行插层改性,制成有机插层蛭石功能材料。应用X射线衍射分析、差热分析等对有机插层蛭石结构进行表征。结果显示,HDTMA可较容易进入蛭石矿物的层间域中,HDTMA以倾斜立式在层间排列,倾角约为57°。蛭石与HDTMA之间的反应,在HDTMA加入量较少时以离子交换为主;在HDTMA加入量较多时,分子吸附也变得重要。当HDTMA加入量小于蛭石的阳离子交换容量时,HDTMA将尽量以紧密排列方式进入部分蛭石层间,进入蛭石层间域的HDTMA具有较好的稳定性,不易解吸。

黏弹性阻尼器减震结构基于位移减震域的设计方法

对高烈度区设置黏弹性阻尼器的减震结构进行了地震作用下的非线性动力时程分析,提出了减震结构位移减震域的概念,并定义层间位移减震比来评价减震结构的减震效应。建立了不同高度质点系模型并完成了结构动力响应分析,研究了阻尼器参数及设置位置对结构层间位移减震效果的影响域。通过对层间位移减震比进行曲线拟合,提出了减震域的预测计算公式,并以实际工程案例对拟合函数进行了验证。研究表明黏弹性阻尼器对结构设置层以上的减震效果较设置层以下的减震效果明显,且黏弹性阻尼器参数及不同设置层的减震比具有线性叠加的特点。减震结构在减震目标确定后,可采用文中减震比拟合公式对阻尼器设置效果进行快速评价。

TiO_2/蒙脱石纳米复合材料结构组装过程与表征

将氧化钛前驱体钛酸丁酯引入到不同用量十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)柱撑蒙脱石的层间域中,经原位水解、脱羟、成核结晶作用制备TiO2/蒙脱石纳米复合结构材料。采用X射线衍射(XRD)分析手段对比研究了CTA+/蒙脱石、(Ti(OH)4/CTA+)/蒙脱石和TiO2/蒙脱石复合结构,揭示了不同阶段样品层间物在蒙脱石层间域中的组装方式。在季铵盐用量不同情况下,CTA+/蒙脱石复合物和(Ti(OH)4/CTA+)/蒙脱石复合物中季铵盐阳离子的排布方式均出现单层平卧、单层倾斜和双层倾斜排布,但单层倾斜和双层倾斜排布的倾斜角度不同,在(Ti(OH)4/CTA+)/蒙脱石层间域中季铵盐阳离子仍起到骨架作用;TiO2/蒙脱石复合材料中锐钛矿相含量随季铵盐用量的增加而增大,但锐钛矿晶粒的尺寸逐渐减小,蒙脱石层间域对锐钛矿相晶粒的长大和转化为金红石相都具有显著的阻滞作用。

改性蒙脱土的研究进展

改性蒙脱土是近年来受国内外学者广泛关注的矿物材料之一,由于其层间的特殊结构而被广泛应用于吸附、催化等领域。概括介绍了蒙脱土的结构和基本性质,重点讨论了蒙脱土改性方法和机理。对无机改性、有机改性和有机-无机复合改性分别作了论述,并展望了其应用前景。

HDTMA改性蛭石的结构特征研究

用十六烷基三甲基溴化铵 (HDTMA·Br)对蛭石矿物进行改性 ,制成有机蛭石。应用X射线衍射分析、差热分析等对有机蛭石结构进行研究。结果显示 ,HDTMA能较容易地进入蛭石矿物的层间域 ,以倾斜立式在层间排列 ,倾角约为 5 7°。蛭石与HDTMA之间的反应 ,在HDTMA加入量较少时以离子交换为主 ;在HDTMA加入量较多时 ,分子吸附也变得重要。当HDTMA加入量小于蛭石的阳离子交换容量时 ,HDTMA将尽量以紧密排列方式进入部分蛭石层间 ,进入蛭石层间的HDTMA具有较好的稳定性 ,不易解吸。