甲烷在钠基蒙脱土吸附的第一性原理研究

随着经济的发展,能源需求日益增加,为了弥补国内少油缺气短板,页岩气的开发成为近期新能源的热点,探索页岩气储存规律是页岩气能源开发的关键所在.本文采用密度泛函理论的第一性原理方法,计算甲烷(CH_(4))在钠基蒙脱土表面和层间的吸附能,对比吸附前后的态密度和物理结构以及差分电荷密度.结果表明:钠基蒙脱土表面吸附中,甲烷最佳选择是桥位,吸附能为-0.08eV,被吸附后甲烷的键长和键角变化率均小于0.96%.层间吸附中,伴随着甲烷吸附量增加,纳基蒙脱土体积向c轴方向线性增加,a、b轴方向则变化不大.总态密度随着吸附量的增加,总能级数量也增加,甲烷分子的分波态密度峰向低能级移动.本文的研究成果,从原子角度分析了甲烷在蒙脱石表面以及层间的吸附能力,为解释页岩气在页岩储存规律提供理论依据.

亚甲基蓝在钠、铝和铁蒙脱土上的吸附研究

研究了亚甲基蓝阳离子分别在钠、铝和铁蒙脱土上的吸附反应。结果表明，亚甲基蓝在三种蒙脱土上的吸附等温线均呈现 Ｌａｎｇｍ ｕｉｒ 型，但在低吸附量区域，钠蒙脱土上的吸附等温线发生了非单调变化。这反映不同交换性阳离子对蒙脱土的结构和性质有不同的影响，使粘土表面吸附分子层的分布和分子之间侧向作用力不同。由饱和吸附量计算了悬浮体中三种蒙脱土的比表面积。

磷酸化壳聚糖包覆蒙脱土纳米材料的制备及其性能

通过机械球磨法用羟基硅油对钠基蒙脱土(MMT)进行纳米化与表面修饰,并将壳聚糖磷酸化.经油浴处理,在羟基硅油改性纳米化钠基蒙脱土表面进一步包覆磷酸化壳聚糖.借助X射线衍射仪(XRD)、傅立叶红外吸收光谱仪(FT-IR)、接触角测量仪(CA)、比表面积及孔径分析仪(BET)、热重分析仪(TGA)研究了MMT表面包覆磷酸化壳聚糖前后的晶型结构、表面特性、比表面积以及热稳定性的变化规律.结果表明:MMT经羟基硅油改性以及磷酸化壳聚糖表面包覆后,晶型结构没有发生明显变化,而在(001)晶面对应的衍射峰发生宽化,层状结构变差,片层发生剥离化.对于磷酸化壳聚糖包覆的MMT,表面疏水性增强,水接触角为62.7°,比表面积为13.812 m^(2)/g,在MMT表面形成较厚的包覆层.

季鏻盐改性蒙脱土的制备及性能

采用离子交换法将不同的季鏻盐交换到钠基蒙脱土的层间得到改性蒙脱土,并对改性蒙脱土的结构和性能进行了研究。热重量法和X射线衍射分析的结果表明,季鏻盐已插入蒙脱土的层间,并且季鏻盐改性蒙脱土中有机物的热分解起始温度比季铵盐改性蒙脱土的热分解起始温度提高30℃;解吸试验的结果表明,改性蒙脱土中的季鏻盐在水和0.9%NaCl溶液中都很稳定。钠基蒙脱土对金黄色葡萄球菌(S.aereus)和大肠杆菌(E.coli)的最低抑菌浓度均大于2 g/L,而当插入季鏻盐后,其最低抑菌浓度大幅度降低,如十四烷基三丁基季鏻盐改性蒙脱土对S.aereus和E.coli的最低抑菌浓度分别为12.5 mg/L和200.0 mg/L。随着季鏻盐改性蒙脱土浓度的增加和接触时间的延长,改性蒙脱土的抗菌性能增强。

钠基蒙脱土改性聚丙烯酸树脂基吸附剂的制备与性能

以丙烯酸(AA)、丙烯酰胺(AM)为共聚单体,钠基蒙脱土(Na-MMT)为改性剂,采用反相悬浮聚合法,制备钠基蒙脱土改性聚丙烯酸树脂基吸附剂。在钠基蒙脱土用量为单体总质量的6%,温度75℃,单体比例AA∶AM为4∶1(质量比),搅拌速度350 rpm,引发剂(APS)用量为单体总质量的1%和交联剂(MBA)用量为单体总质量的0.25%的优化条件下,所制备的钠基蒙脱土改性聚丙烯酸树脂基吸附剂对重金属离子Pb^(2+)、Cu^(2+)的吸附量分别为292.6 mg/g和178.9 mg/g。

十六烷基三甲基溴化铵在钠、铝蒙脱土吸附研究

用静态法在 pH 2— 12范围内研究了十六烷基三甲基溴化铵 (HDTMAB)在钠和铝蒙脱土上的吸附反应 ,得到了吸附等温线。结果表明 ,HDTMAB在这两种蒙脱土上的吸附有离子交换和分子吸附两种机理 ;pH值增加时吸附量增加。Al3+不易被交换 。

醋酸洗必泰改性蒙脱土抗菌复合物的制备及抗菌性能

采用离子交换法将醋酸洗必泰交换到钠基蒙脱土的层间得到醋酸洗必泰/蒙脱土抗菌复合物,并对醋酸洗必泰/蒙脱土的结构和性能进行了研究。通过FTIR、XRD、TG对所合成的结果表明,醋酸洗必泰已插入蒙脱土的层间,并且醋酸洗必泰/蒙脱土抗菌复合物热分解起始温度为218℃,具有较好的热稳定性。抗菌试验结果表明,醋酸洗必泰/蒙脱土抗菌复合物具有良好的抗菌性能,文中还研究了醋酸洗必泰/蒙脱土的抗菌活性,发现其对大肠杆菌(E.coli)、金黄色葡萄球菌(S.aureus)最小抑菌浓度(MIC)分别为50μg/mL,6.25μg/ml,具有良好的抗菌性能和比较广的抗菌谱。

研钵研磨法氨基功能化改性蒙脱土

以钠基蒙脱土为基体、γ-氨丙基三乙氧基硅烷(KH-550)为改性剂,采用研钵研磨法、溶液搅拌法、微波加热法制备了有机改性蒙脱土,通过FT-IR、XRD、TG、SEM、UV-Vis等分析方法,对改性前后的蒙脱土样品进行了研究.结果表明:研钵研磨法能够实现对蒙脱土的氨基化合物的插层改性;相比于溶液搅拌法、微波加热法,研钵研磨法改性效果更好;经研钵研磨法改性后,钠基蒙脱土(001)面层间距由未改性时的1.07nm增加到2.42nm;研钵研磨法制备的有机蒙脱土上有机物负载率最高,700℃下失重率达16%;经研钵研磨法改性的蒙脱土在有机介质中的分散性和稳定性最好.

锆铝基柱撑蒙脱土的制备研究

以钠基蒙脱土为原料，采用共聚法合成锆铝基柱撑蒙脱土，并研究不同锆铝摩尔比例和不同NaOH的量对柱撑蒙脱土制备的影响。XRD研究表明，当锆铝摩尔比例为1：6、加入70ml0．4mol／LNaOH时，可得到（001）面网层间距达1．9343nm的锆铝基柱撑蒙脱土。通过FT—IR发现，锆铝聚合羟基阳离子进入蒙脱土层间，形成Si-O-Al和Si-O-Zr。对柱撑前后蒙脱土的比表面积和孔径结构进行分析，发现锆铝基柱撑蒙脱土具有较大的比表面积，较为均匀的孔径分布，是一种合适的催化和吸附材料。

有机蒙脱土的制备与表征

本文采用钠基蒙脱土、十六烷基三甲基溴化铵为原料,通过离子交换法制备了有机蒙脱土,并经红外光谱分析(IR)、差热分析(DTA)和X-ray衍射分析(XRD)等测试手段对其进行表征.

高比表面积多孔Si层柱蒙脱土材料的合成和表征

Using natural Na montmorillonite as the host clay, porous silica-pillared montmorillonites (Si-PILC) were prepared by the template synthesis method. Furthermore, the texture and structure of such composite materials were investigated by using modern several physicochemical techniques such as powder X-ray Diffraction (XRD), X-ray Fluorescence (XRF), Fourier Transformation Infra-red Spectra (FT-IR), and N2 adsorption/desorption measurements. The results reveal that tetrathylorthosilicate (TEOS) agent has been successfully intercalated into the montmorillonite and the characteristic d001 spacing of Si-PILC increases from 1.28nm to 3.15nm. The resultant products with large gallery height possess BJH pore volume as large as 0.30cm^3/g, remarkably high BET specific surface area of over 592.0m^2/g, pore size distribution in the mesopore region 3.3nm^4.3nm after thermal treatment at 800℃.

十六烷基三甲基溴化铵在钠蒙脱土和铝蒙脱土上的吸附焓

十六烷基三甲基溴化铵在钠蒙脱土和铝蒙脱土上的吸附焓潘竟军，赵杨，韩布兴，阎海科（中国科学院化学研究所北京１０００８０）表面活性剂在粘土矿物上的吸附对粘土的一些性质有很大影响，这方面的研究不仅具有理论意义，而且对石油开采中粘土矿物的稳定、化学驱油剂的损...

层间组装TiO2蒙脱土的制备及其用于汽油脱硫过程的研究

采用溶胶-凝胶法制备了TiO2柱撑蒙脱土,并将样品用于FCC汽油的脱硫。利用XRD、SEM、N2吸附/脱附和FT-IR分析技术对制备样品进行表征。考察了钛酸丁酯与Na-MMT的比例以及焙烧温度对样品结构和脱硫性能的影响。TiO2柱撑蒙脱土的比表面积为100~215m2/g,平均孔径为4.0~7.0 nm,总孔容为0.15~0.22 cm3/g。硫容量达到1.65 mg/g,是400℃焙烧原土硫容量的2倍。

蒙脱土处理木纤维的表面性状及吸湿性

采用钠基蒙脱土(Na-MMT)和季铵盐(DDAC)两步处理法改性木纤维,并检测改性纤维的吸湿性、接触角,并对其结构、基团变化、形态进行表征分析。结果表明:改性纤维的吸湿率降低,接触角增加;Na-MMT与DDAC在木纤维内部反应生成OMMT,在纤维细胞壁形成有效插层,且与纤维中的化学组分发生结合。为纤维板尺寸稳定处理提供一种新方法。

蚯蚓体表液的组成及其减粘脱土机理分析

蚯蚓的体表液利于减粘脱土。本文利用现代测试仪器,结合生物化学分析技术,研究了蚯蚓体表液和泥鳅分泌液的组成;并应用土壤力学和生物化学等方面的理论,初步探讨了蚯蚓体表液减粘脱土的机理。

穿山甲鳞片成分与结构及其减粘脱土分析

观察和分析表明,穿山甲鳞片利于减粘脱土。本文采用XPS、SEM技术分析了穿山甲鳞片的化学成分,用氨基酸分析仪测定了鳞片的各种氨基酸含量,用XRD方法测定了鳞片的X射线衍射谱。利用衍射强度线形精炼方法确定了穿山甲鳞片的结构,并对鳞片的成分和结构与减粘脱土的关系进行了初步分析。

硅层柱蒙脱土的制备

以钠基蒙脱土为原料,制备了硅层柱蒙脱土,并采用XRD、N2吸附-脱附分析和吡啶吸附红外光谱进行表征,研究硅层柱蒙脱土的水热稳定性及表面酸性。结果表明,硅层柱蒙脱土以中强酸位和强酸位为主,弱酸位较少。硅层柱蒙脱土在800℃焙烧仍保留片层结构不坍塌,600℃经过100%水蒸汽水热处理2 h后片层结构坍塌。

虎杖根系脱土装置设计与试验

为了实现中药材虎杖根系机械化脱土,设计了一种由击打辊、翻抛辊和栅板等组成的脱土装置。通过试验确定了辊指长度为40 mm,运用速度矢量投影定理确定了翻抛辊指布置的螺旋升角范围为60.5°-78.4°,应用Matlab软件采用描点拟合作图法得到击打辊与翻抛辊轴心的水平距离与物料尺寸呈幂函数关系,并确定了此距离范围为180-275 mm。性能试验表明,通过物料的随机振动、自身翻转、交替击打、逐层脱土等综合作用,装置的工作性能得到了明显提高。当击打辊转速为500 r/min、翻抛辊转速为240 r/min、两辊轴水平距离为230 mm时,脱净率为91.2%,生产率为1.35 t/h,满足虎杖根系药用生产要求。

钠基蒙脱土对亚甲基蓝的吸附和解吸研究

采用正交实验方法,确定了钠基蒙脱土吸附亚甲基蓝染料的最佳吸附条件。采用试剂再生法、超声波法、高温焙烧法、氢氧化钠-高温焙烧结合法对钠基蒙脱土吸附亚甲基蓝进行解吸。用扫描电子显微镜照片和红外光谱对吸附前后的钠基蒙脱土的结构进行表征。实验结果表明:在亚甲基蓝溶液pH为10、吸附温度为60°C、亚甲基蓝质量浓度为1 300 mg/L、吸附时间为6 h时,钠基蒙脱土对亚甲基蓝的吸附量可高达412 mg/g;氢氧化钠-高温焙烧结合法对钠基蒙脱土的解吸效果最好,但吸附前后,钠基蒙脱土的结构发生明显变化。