中国南方碳酸盐岩上覆红土形成机制研究进展

碳酸盐岩上覆红土在中国南方分布广泛,已提出的用于解释其形成机制的有溶蚀-残积说、溶蚀-交代说和外来沉积说,溶蚀-残积说应该是红土形成的真正机制。形成红土消耗的原岩可能是质纯碳酸盐岩,但更可能是含有泥质碳酸盐岩,甚至碎屑岩或粘土岩。红土中粘土矿物来源应该有二,一是原岩所夹粘土矿物,二是原岩中硅酸盐矿物溶解形成的次生粘土矿物;铁氧化物应该来自原岩中黄铁矿的次生演化。完整的红土剖面应该由红土层、杂色粘土层和碳酸盐岩腐岩组成。碳酸盐岩腐岩形成于包气带,由原岩中的碳酸盐溶解后再次沉淀形成,主要由钙华和残余碳酸盐晶体组成。红土地区的石漠化趋势主要与红土向地下岩溶空间渗漏有关。     

石英砂负载氧化铁的表征及其除锑吸附性能研究

通过SEM/EDAX以及Nova-1000表面分析仪对石英砂负载的氧化铁颗粒进行了表征,发现负载氧化铁的粒径为200 nm左右,其表面孔径及孔隙率分别为2×10-9～9×10-9m及0.11%,负载氧化铁的石英砂的比表面积为原砂的5倍.考察了石英砂负载氧化铁(IOCS)在不同的实验条件下(吸附时间,pH值,温度等)对水溶液中锑的去除效果,在pH为3～9范围内,其去除率均超过了98%.吸附动力学及吸附等温线实验数据分别符合二级反应动力学模型及Langmuir等温吸附模型.热动力学实验结果进一步表明:IOCS吸附锑的过程是自发的、吸热的化学吸附反应.     

碱改性活性炭表面特征及其吸附甲烷的研究

采用不同浓度的氢氧化钠对椰壳活性炭进行表面改性.BET和SEM分析改性前后活性炭的表面结构,Boehm滴定和SEM/EDS方法测定活性炭表面元素及含氧基团.研究改性活性炭对甲烷的吸附性能和吸附行为.结果表明,经氢氧化钠改性处理后,活性炭孔径变化不明显,表面含氧基团显著减少;当氢氧化钠的浓度>3.3 mol·L-1时,活性炭的比表面积和孔容大于未处理的活性炭,并且随碱的浓度增加而增大.与改性前的活性炭相比,甲烷在碱改性活性炭上的吸附量提高了24%.增加活性炭的比表面积和孔容,减少表面的含氧基团有利于甲烷的吸附.甲烷的吸附行为符合Langmuir等温吸附式,吸附常数为163.7 m3·mg-1.     

碳酸盐岩地区红土针铁矿中铝对铁的置换作用及其环境意义

针铁矿是地表分布最广的氢氧化铁矿物，针铁矿的结构、成分和形态等特征，在一定程度上反映了其形成环境特征及其变化。根据作者提出和设计的红土中氧化铁矿物分离和分析程序，运用X射线衍射分析、红外光谱和电子探针等方法研究了贵州碳酸盐岩红土中针铁矿的铝类质同像置换作用。研究结果表明，针铁矿中铝的类质同像置换量定量地反映了碳酸盐岩红土成土地球化学环境和风化程度，是针铁矿的重要环境指示特征，具有一定的标型意义。     

沸石负载氧化铁吸附剂吸附除磷研究

采用铁盐溶液蒸发法制备沸石负载氧化铁吸附剂,探讨其对磷的吸附性能。结果表明:随着沸石负载氧化铁吸附剂投加量的增加,单位质量吸附剂对磷的吸附量先升高后降低;磷的去除率随负载铁含量的增加而升高;p H=7时,去除率高达92.6%;吸附剂对磷的去除率受共存离子的影响较小;吸附数值可采用Freundlich等温模型拟合,相关性显著;吸附过程很好地遵循准二级动力学模型;采用Na OH为再生剂效果较好,再生率随着Na OH溶液浓度的提高而提高。     

贵州碳酸盐岩红土中氧化铁矿物的环境矿物学研究(摘要)

本研究运用现代矿物学新方法和新技术，选择碳酸盐岩红土中环境敏感性特征明显、对红土环境质量特征起关键作用的氧化铁矿物为主要研究对象，率先在具有地球化学敏感性和生态脆弱性的岩溶地区开展系统的环境矿物学研究。本作者在矿物学特征、结晶动力学、矿物磁学、矿物表面化学及其环境意义等方面对红土中氧化铁矿物进行了较全面和深入的研究。首先对红土中氧化铁矿物产出的地质地球化学背景进行了研究。高岭石和0．7um埃溶石是红土中的主要粘土矿物，其次为伊利石、蛭石、绿泥石、绿泥石／蛙石混层矿物、水铝英石和三水铝石等。粘土矿物组…     

去除氧化铁对Al在土壤中吸附-解吸的影响

用连二亚硫酸钠-柠檬酸钠-碳酸氢钠(DCB)法研究了去除土壤中的氧化铁后Al的吸附-解吸特征的变化情况.结果表明,在pH值<4.5条件下,去除氧化铁可使土壤对Al的吸附量有所增加,这种变化在赤红壤中尤为明显;而此后随pH值的升高,原土和去铁土对Al的吸附量基本相等.造成该现象的原因可归纳为去除氧化铁能降低土壤的电荷零点(ZPC)和增加土壤表面负电荷的数量,从而增强了土壤表面与离子之间的静电引力.另一方面,去除氧化铁后Al的解吸量也增加.其原因是与原土相比,去铁土吸附Al的机理中包含有部分静电吸附,这从离子强度对去铁土吸附Al的影响实验能得到较好的验证,因为在pH值<4.5时,提高离子强度将降低Al的吸附量,用高岭石做参考材料时也发现了类似的现象.     

离子型表面活性剂改性绿色合成单分散纳米氧化铁的制备及其吸附磷的性能

由于绿色合成单分散纳米氧化铁(IONP)易团聚,本研究分别利用阳离子表面活性剂十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)和阴离子表面活性剂十二烷基硫酸钠(SDS)作为分散剂和稳定剂改善单分散纳米氧化铁的性能从而提高其对水体中磷的吸附.在磷酸根初始浓度20 mg·L-1,反应温度25℃的条件下,CTAB-IONP对磷酸根的去除率为92.47%,IONP对磷酸根的去除率为81.94%,SDS-IONP对磷的吸附率略微降低至79.38%.SEM表明IONP、CTAB-IONP,SDS-IONP的平均粒径依次约为180、90、60 nm.同时,EDS、UV-vis、FTIR和Zeta电位的结果说明这些表面活性剂改善了单分散纳米氧化铁的粒径,提高其分散度,改变其表面带电情况.此外,动力学结果均符合伪二级吸附动力学(R20.9).最后,表面活性剂具有调控绿色合成单分散纳米氧化铁活性的潜能,是绿色合成在原位环境修复中新的亮点.     

无定形氧化铁-胡敏酸复合胶体对Cu2+的吸附特征

采用Cu2 选择电极研究了不同pH值条件下胡敏酸(HA)、无定形Fe2O3、HA-Fe2O3复合胶体对Cu2 的等温吸附规律.结果表明,随着pH值的升高,3种胶体饱和吸附量和吸附平衡常数均增大,有利于吸附的进行.HA和无定形Fe2O3等温吸附Cu2 的4种拟合方程中,Langmuir方程整体拟合效果最佳,其次为对数方程和Freundlich方程,Linear方程较差.HA-Fe2O3复合胶体等温吸附Cu2 的4种拟合方程均达到显著相关.在相同pH值条件下,无定形Fe2O3对Cu2 吸附量最小,复合胶体次之,HA胶体最大;而且,无定形Fe2O3和复合胶体的饱和吸附量之和小于HA胶体.     

岩溶地区红土与碳酸盐岩上覆地层相关性及其指示意义——以贵阳乌当区剖面为例

本文以贵阳乌当剖面为研究对象,通过对岩石、土壤的矿物学、地球化学指标的分析,探讨该地红土与基岩(桐梓组白云岩)以及上覆地层(红花园组灰岩和湄潭组下段碎屑岩)之间的物源关系。结果显示碳酸盐岩酸不溶物以石英为主,红土与碎屑岩具有相似矿物组合特征;主量元素、微量元素证据显示湄潭组碎屑岩、红花园组灰岩和桐梓组白云岩酸不溶物都为红土的形成提供了物源,其中可能以湄潭组碎屑岩贡献最大。     

硫酸铁氧化物的表征及其对重金属吸附作用的研究

根据酸性矿山废水污染河流的特征，着重研究了硫酸铁溶液中和沉淀生成的无定形氧化铁颗粒的表面特性及其对重金属离子的吸附作用，并以硝酸铁溶液中和沉淀生成的无定形氧化铁颗粒作对比，同时应用表面络合反应关系求取了该颗粒的表面络合反应的基本特征参数，最后采用简化的表面络合模式计算了该氧化铁颗粒表面与重金属离子，如Ｃｕ＾２＋，Ｃｄ＾２＋和Ｐｂ＾２＋结合的表面络合形成条件稳定常数。     

几种粘土矿物对Pb~(2+)的吸附作用及其主要影响因素的探讨

对土壤中常见的三种粘土矿物对Pb2+的吸附作用及其主要影响因素进行了探讨。结果表明，三种粘土矿物对Pb2+的吸附能力顺序为：蒙脱石＞伊利石＞高岭石。蒙脱石对Pb2+的吸附受pH的强烈影响，pH高有利于对Pb2+的吸附。与蒙脱石形成复合体形式的有机化合物的存在不利于蒙脱石对Pb2+的吸附。     

改性ACF－PAN吸附SO_2前后表面结构变化及机机理究

以自制ＰＡＮ－基聚丙烯腈活性碳纤维ＡＣＦ－ＰＡＮ（ＡＣＦ－活性碳纤维、ＰＡＮ－聚丙烯腈）和改性处理的ＡＣＦ－ＰＡＮ吸附ＳＯ_２，借助ＩＲ、ｘ－光电子能谱分析等研究ＡＣＦ－ＰＡＮ改性处理及吸附ＳＯ_２前后表面结构变化。结果表明：各型ＡＣＦ－ＰＡＮ吸附ＳＯ_２的活性中心为表面结构中的含氮官能团以及引入的金属氧化物，其吸附机理是活性氮催化或电子传递。     

超声波/零价铁协同体系作用机理探讨

在超声波/零价铁协同体系中,探讨了OH.的产生途径及其影响因素,并分析了Fe0表面形态变化。结果表明:在超声波/零价铁体系中,羟基自由基的产生途径主要有四种:声空化导致水分子热解、Fenton反应、超声波与类Fenton反应的复合效应、铁粉颗粒效应;pH值过低或过高都不利于羟基自由基产生;当铁粉投加量为2.0g/L时最有利于羟基自由基产生;超声波通过冲刷、碎裂、清洗、气蚀和熔合等多种效应,活化和增强铁粉的表面性能。     

可变电荷表面对磷的吸附与解吸动力学

研究了可变电荷表面为主的土壤对磷的吸附与解吸动力学。结果麦明,磷吸附和解吸动力学均可用修正的Elovich方程、双常数速率方程和分段拟合的抛物线扩散公式来表征。吸附和解吸过程均可分为快、慢两个反应阶段。磷吸附过程是一个扩散控制的不可逆过程.     

Cd~(2+)、Pb~(2+)在湘江流域河床表层沉积物上的吸附特性研究

以湘江流域河床表层沉积物为吸附剂,用于去除水中Cd~(2+)、Pb~(2+),系统研究了沉积物对Cd~(2+)、Pb~(2+)的吸附规律,并探讨了其吸附Cd~(2+)、Pb~(2+)后的化学稳定性。结果表明,当2种离子单独存在时,沉积物对Cd~(2+)、Pb~(2+)均具有较好的吸附效果;当2种离子同时存在时,由于竞争作用,沉积物对Cd~(2+)和Pb~(2+)的吸附量分别减小了约40%和16%。对吸附平衡的溶液进行曝气和用双蒸水清洗吸附饱和的沉积物后,Cd~(2+)、Pb~(2+)的释放比例较小,说明湘江流域河床表层沉积物吸附Cd~(2+)、Pb~(2+)后,其化学稳定性较好。沉积物的SEM、FTIR和XRD分析发现,沉积物结构多孔,表面含有大量—OH、—NH,这些基团在吸附重金属阳离子过程中起重要作用。研究结果表明,湘江流域河床表层沉积物对去除水中的Cd~(2+)、Pb~(2+)有较好的效果,该成果对湘江流域重金属污染控制具有重要参考价值。     

地表水中氨氮与铁锰共存下的垂向转化规律研究

为掌握地表-地下联合系统中氨氮与铁锰共存条件下的转化规律,以石佛寺水库为例,通过在入库、出库监测断面布点采样并进行土柱模拟试验,对库区地表水中氨氮转化规律进行研究。结果表明:地表-地下联合系统中的库底土层对地表水中氨氮、铁、锰的去除均存在扩散-吸附-生物氧化3个阶段,且铁的去除要优先于氨氮和锰。对氨氮和铁的去除主要集中在0~40 cm,最大去除率分别为81.25%、60%;对总锰的去除则主要集中在25~45 cm,最大去除率为89.24%。通过对库区地表-地下联合系统中氮素以及铁锰转化相互影响的机理研究,掌握了在地表水至地下水的动态转化过程中,库区不同深度土层中氨氮与铁锰之间的相互作用,为实现氨氮与铁锰同时去除提供了思路。     

砂岩储层中有机酸对主要矿物的溶蚀作用及机理研究综述

砂岩储层中有机酸对矿物的溶解和沉淀在很大程度上影响着次生孔隙的发育。研究发现,有机酸之所以能提高石英的溶蚀速率和长石的溶解度,主要是由于在矿物的表面及溶液中形成络合物,有效地降低了矿物表面反应的活化能及溶液中硅、铝离子浓度的结果。有机酸与粘土矿物的吸附或催化反应可抑制长石等其他矿物的溶解。有机酸与CO2一起共同控制着体系中碳酸盐的溶解或沉淀。     

基于均匀设计的响应面优化油页岩吸附铜离子的研究

采用均匀设计与响应面优化确定了油页岩吸附水中Cu2+的最优条件。以吸附率为主要指标进行研究,通过对5个因素的混合水平均匀设计实验结果进行逐步回归分析其通径系数,确定影响吸附率的3个主要因素为pH值、吸附剂投加量和反应时间,并根据极大值确定其取值范围。然后通过响应面优化实验,分析并建立多项式回归方程,方差分析表明其失拟不显著而回归显著,模型预测结果与实验结果高度吻合。响应面优化确定吸附的最佳条件为pH=6,吸附剂投加量为6.88 g/L,反应时间为68.24min,预测吸附率为96.42%。在此条件下,实测Cu2+的吸附率达95.1%。