钙质砂的胶结性及对力学性质影响的实验研究

对南海钙质砂进行了三轴实验研究,重点针对不同胶结情况下的力学性质,如不同胶结材料和含量的变化对强度和应力应变特性的影响等。研究表明,钙质砂具有与陆源砂不同的性质,它的内摩擦角高达48°,远大于一般陆源砂的35°左右;在低围压下钙质砂表现出剪胀性,但随围压增加剪胀性降低;利用硅酸盐水泥作为胶结材料效果较好;随着水泥含量的增加,钙质砂试样的强度增加。     

微波消解法在气溶胶样品化学分析中的应用

在气溶胶泄漏研究中涉及纤维素滤纸、玻纤滤材、膨润土和砂中铽的含量分析。本工作采用微波密闭消解法作为这些样品分析的前处理 ,并优选了消解试剂及用量、消解压力及消解时间等条件 ,建立了前处理流程。用 ICP-AES分析 Tb的含量 ,结果表明回收率为 65 %— 98% ,待测元素 Tb和内标元素 Lu的回收率比值为 1 .0 0± 0 .0 5     

考虑颗粒形状和破碎的胶结钙质砂力学行为离散元模拟研究

质砂作为一种建筑材料,近年来广泛应用于我国南海岛礁工程建设中。本文通过建立考虑钙质砂真实颗粒形状和颗粒破碎的胶结钙质砂离散元模型,研究了二维剪切条件下试样的宏微观力学行为,包括应力-应变行为、颗粒破碎、胶结破坏、位移场和裂纹随剪应变的演化规律,讨论了颗粒形状、颗粒粒径范围、颗粒强度和水泥胶结强度对胶结钙质砂力学行为的影响规律。结果表明,钙质砂颗粒粒径区间越宽,胶结钙质砂的强度越高。同一级配条件下,考虑真实颗粒形状的胶结钙质砂试样比圆颗粒试样的强度更高,试样总体颗粒破碎率也更高。钙质砂颗粒的强度越高,胶结钙质砂的性能越好。但是提高水泥的强度对胶结钙质砂力学性能的影响并不显著。本文的研究结果可为实际工程中钙质砂的加固提供理论依据。     

焙烧温度对TiO2柱撑膨润土结构、吸附及光催化性能的影响

采用酸性溶胶法合成了TiO2柱撑膨润土(Ti-Na-MMT), 采用XRD, FTIR, TG-DTA, BET和DRS等技术, 研究了焙烧温度对Ti-Na-MMT结构和处理偶氮染料废水性能的影响. 结果表明, 所制备的Ti-Na-MMT具有较好的热稳定性, 经773 K热处理后, 其结构仍基本保持不变. 随着焙烧温度的升高, 晶面间距逐渐减少. Ti-Na-MMT的比表面积、孔体积、孔径分布等特征以及TiO2晶粒粒径与煅烧温度有关; 在473 K下, 焙烧制备的Ti-Na-MMT BET的比表面积和最大孔容最大, 平均孔径和TiO2粒径最小; 随着焙烧温度的进一步升高, TiO2粒子发生团聚, 粒径变大, 从而Ti-Na-MMT的比表面积和最大孔容减小, 而其平均孔径呈增大趋势. DRS结果表明, 在473 K下焙烧制备的Ti-Na-MMT对光的吸收能力最强. 焙烧温度对Ti-Na-MMT的吸附性能和光催化活性的影响规律一致, 这表明吸附和光催化过程存在一定的协同作用. 473 K时制备的Ti-Na-MMT表现出的吸附和光催化活性均最强.     

微波等离子体原子发射光谱分析膨润土中总砷的研究

膨润土是由比例为2∶1的Si—O四面体和Al—O八面体交替组成具有层状结构的硅酸盐天然黏土矿物,膨润土的多孔结构、化学组成、可交换离子类型以及较小的晶体尺寸,赋予了膨润土具有化学活性表面积大、阳离子交换容量大以及孔隙率高的独特性能,广泛应用于石化、冶金、食品、医药和环保等各个领域。在膨润土的开发利用过程中,其所含元素As可能通过迁移对人体健康构成潜在风险。采用硝酸-盐酸-氢氟酸对膨润土进行微波消解,加入高氯酸在电热板上对消解溶液继续进行低温消解,利用微波等离子体原子发射光谱（MP-AES）联用多模式样品引入系统（MSIS）测定膨润土中总As含量。采用25%（w/v）碘化钾为预还原溶液对As的形态进行预还原,将As（Ⅴ）还原为As（Ⅲ）,利用硼氢化钠/氢氧化钠在MSIS中将As（Ⅲ）转变为气态氢化物（AsH₃）,通过优化MP-AES的最佳观测位置和雾化气流量,获得最佳分析性能,选择188.979 nm为As的分析波长避开了谱线重叠干扰,使用快速线性干扰校正（FLIC）模型校正了背景干扰,选择261.542 nm为内标元素Lu的分析波长校正了基体效应。As的检出限（LOD）为0.41 μg·L-1,通过测定国家标准参考物质对分析方法进行评价,As的测定值与标准参考物质的认定值一致,相对标准偏差（RSD）≤2.80%,验证了方法的准确性好,精密度高。对来自中国不同产地的12个膨润土的分析显示,所有样品中总As的浓度相对较低（As的平均含量在3.51～12.6 mg·kg-1之间）,按照中华人民共和国国家标准GB 2760—2014食品安全国家标准食品添加剂膨润土中规定的总As浓度限量标准,所有膨润土样品中的As含量均没有超标。采用大气氮气为等离子体气的MP-AES降低了运行成本,提高了分析效率,为膨润土的质量控制提供了可靠的方法,具有运行安全稳定、操作简单快速、适用性强等优点。     

铁锌柱撑膨润土催化剂的制备及其对甲基橙废水的光催化降解性能

采用微波辐照促进的溶胶浸渍法制备了铁锌柱撑膨润土催化剂;用制备的催化剂对甲基橙溶液在可见光照射下进行降解,探讨了铁负载量、H2O2质量浓度、溶液初始pH、反应时间和催化剂投加量对甲基橙降解率的影响,并考察了催化剂的重复利用性能.结果表明,在pH为3、H2O2质量浓度100mg/L、催化剂投加量1.5g/L、反应时间为2h条件下,甲基橙降解率可达97%.     

膨润土负载掺铁氧化钛光降解苯酚

以钛酸四丁酯为原料,用溶胶-凝胶法制备了以膨润土为载体的负载型TiO2光催化剂;采用分光光度法测试其光降解性能;讨论了影响苯酚降解的主要因素。结果表明,在pH=8.0时,光催化剂的用量为15mg/L,苯酚溶液的浓度为5mg/L时,光照时间为120min,苯酚的降解率可达98.2%。     

膨润土吸附水溶液中微量氯仿的研究

针对水中微量氯仿的吸附脱除和粉末状膨润土吸附剂实际应用中难以分离的问题,以河北省灵寿县膨润土制备的钛柱撑膨润土、成型膨润土及成型钛柱撑膨润土为吸附剂,于25℃条件下对水溶液中微量氯仿的脱除进行了研究,测得了被吸附物浓度、吸附时间对吸附过程的影,及膨润土经过不同处理后的结构变化。结果表明,钛柱撑膨润土具有优越的吸附性能,并且成型之后吸附性能仍与粉末状膨润土相当,而成型膨润土由于晶层塌陷几乎没有吸附性能。此外还测定了成型钛柱撑膨润土对氯仿的吸附等温线。     

钙质砂介质中爆炸波传播规律的试验研究

开展了一系列钙质砂和石英砂的地面爆炸试验，主要对比分析了两种砂土介质中爆炸波的传播规律，包括峰值压力、弹塑性波速及升压时间、爆坑尺寸等。试验结果表明，爆炸波在钙质砂中的传播与在石英砂中存在较大差异：地面爆炸作用下钙质砂爆坑较石英砂爆坑的直径和深度更小，且成坑形状为两阶同心圆；钙质砂中弹性波速为236～300 m/s，石英砂中弹性波速为218～337 m/s，弹性波速和塑性波速均随炸药质量增加而增大；爆炸波在钙质砂中的升压时间随比例距离的增加而增加，而在石英砂中升压时间随比例距离变化不明显，且较钙质砂中升压更迅速；在地面爆炸作用下，低含水率钙质砂的衰减系数为2.86，石英砂为2.79。