巯基功能化镁层状硅酸盐复合材料的构筑及其催化还原性能研究

通过原位合成法将银纳米粒子和Fe_(3)O_(4)磁性纳米粒子负载于巯基功能化镁层状硅酸盐(MgSH)上,制备得到Fe_(3)O_(4)@MgSH/Ag纳米复合材料。通过SEM、XRD、FTIR等手段对复合材料进行了表征,并考察了Fe_(3)O_(4)@MgSH/Ag催化NaBH4还原4-硝基苯酚(4-NP)的性能。研究结果表明,Fe_(3)O_(4)@MgSH/Ag保留了巯基黏土具有的疏松多孔结构,且银纳米粒子和Fe_(3)O_(4)纳米粒子均匀负载于MgSH表面。通过动力学分析可知,Fe_(3)O_(4)@MgSH/Ag催化NaBH_(4)还原4-NP的反应遵循准一级反应动力学规律,其表观速率常数kapp为0.1608 min^(-1),并可在10 min内使溶液中0.5 mmol/L 4-NP的降解率达到98%以上,说明Fe_(3)O_(4)@MgSH/Ag具有高效的催化性能。此外,由于Fe3O4的存在,该材料还可通过磁性回收利用,经过6次重复使用后,4-NP的降解率仅变化了6%,说明Fe_(3)O_(4)@MgSH/Ag在催化还原4-NP中显示出了高效性和可循环使用性。

双层地基中气体聚集与土体变形机制的试验研究

采用层状硅酸镁锂(magnesium lithium phyllosilicate,简称MLPS)透明土构建了上硬下软的双层地基模型,通过针孔注气来模拟沉积层中产生的气源,基于图像识别技术开展了地层气体聚集过程中气囊形态变化以及上层土体隆起变形的试验研究。结果表明:(1)气体在聚集过程中呈现出不同的气囊形态,上层土体的强度和高度决定了气囊突破的时间以及突破时的形态。(2)气囊形态、体积和压力的变化大致可分为两个阶段,第一阶段气囊体积、宽度基本呈线性增大,而气囊高度则由于底部收缩而逐渐减小,气压缓慢增大;第二阶段气囊宽度增加放慢,气囊体积膨胀速度加快,而气囊高度开始显著增加,气囊气压由最高点迅速降低。上层土体隆起的高度和宽度在第二阶段才开始明显增大。(3)气囊突破前的宽度、体积以及上层土体隆起宽度和高度与上层透明土的屈服强度、高度具有良好的拟合关系。(4)薄板理论可较合理地解释气体聚集引起的上层土体变形的机制,而中厚板理论则并不适用。