• 2007年第26卷第6期文章目次
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    • >环境矿物学
    • 天然含铁闪锌矿的可见光催化还原活性研究

      2007, 26(6):481-486.

      摘要 (1917) HTML (0) PDF 288.19 K (3596) 评论 (0) 收藏

      摘要:通过电子探针(EMPA)、X射线光电子能谱(Ⅺ]S)、漫反射谱(DlRs)、光致发光谱(PL)、透射电镜(TEM)、扫描电镜(sEM)和霍尔效应(Hall—effect)等测试手段对天然闪锌矿样品的半导体物理化学性能进行了表征分析。分析结果认为,天然闪锌矿良好的可见光响应性能主要源自其晶格内丰富的类质同像替代离子。此外,样品中的变价元素Fe能够参与价带光生空穴的捕获,提高导带光生电子的利用率,从而提高其光催化活性。样品中丰富的缺陷也有利于光催化活性的提高,大量的解理面和裂开面能够提供较完整的晶面增加反应活性点位,空位缺陷和晶格膨胀畸变等可以提高光生电子空穴对的分离效率。与其特殊的物理化学性质相符,天然闪锌矿光催化还原降解甲基橙的实验证明了其较高的可见光催化还原活性。本研究结果也预示着天然半导体矿物闪锌矿作为一种新的低成本、高效率的可见光催化材料将在环境污染治理领域具有一定的应用前景。

    • 合成纤蛇纹石纳米管组装ZnS的实验研究

      2007, 26(6):487-490.

      摘要 (1877) HTML (0) PDF 227.36 K (3109) 评论 (0) 收藏

      摘要:采用超声化学法在合成纤蛇纹石纳米管内进行了组装ZnS量子点的研究。利用X射线衍射仪(XRD)、透射电镜(TEM)及紫外一可见光谱仪对组装样品进行了表征。TEM观察发现在纤蛇纹石纳米管中组装了ZnS;XRD分析表明组装的znS量子点为pznS结构,其平均晶粒度为4.2nm;紫外一可见吸收光谱研究表明ZnS量子点的吸收边红移5nm。

    • 微波处理TiO2柱撑蒙脱石的光催化性能

      2007, 26(6):491-494.

      摘要 (1782) HTML (0) PDF 204.31 K (3026) 评论 (0) 收藏

      摘要:采用微波处理方法合成了TiO2结晶体柱撑蒙脱石光催化材料,采用XRD、BET吸附和降解甲基橙实验分析了柱撑蒙脱石的结构、锐钛矿金红石晶相比例、比表面积和光催化性能。结果证实,微波功率与辐照时间等条件将影响材料的结构与性能;与传统加热方式比较,微波处理可获得锐钛矿相含量高的混晶TiO2;该TiO2柱撑蒙脱石具备优异的光催化性能。

    • 制备方法对纳米TiO2介孔柱撑蒙脱石结构和性能的影响

      2007, 26(6):495-498.

      摘要 (1889) HTML (0) PDF 214.89 K (3488) 评论 (0) 收藏

      摘要:分别通过离子交换方法和离子交换一水热法制备纳米TiO2介孔柱撑蒙脱石,利用XRD、DSB-TG、N2吸附-脱附等方法对材料进行结构特征与性能的表征。实验结果表明,传统的离子交换方法可使制备的钛柱撑蒙脱石比表面积、孔体积增大;离子交换-水热法可使TiO2介孔柱撑蒙脱石中锐钛矿晶型更好,晶粒变大,柱撑蒙脱石结构更稳定,而且水热的温度越高,所需反应时间越短,锐钛矿的晶型更好,发育更完善。

    • 天然与改性膨润土组合处理难生物降解垃圾渗滤液的实验研究

      2007, 26(6):499-504.

      摘要 (1885) HTML (0) PDF 237.32 K (3179) 评论 (0) 收藏

      摘要:以北京市阿苏卫垃圾填埋场中晚期渗滤液为研究对象,通过正交实验的方法分析了改性土、原土、明矾、改性土加明矾等的用量及搅拌速度、搅拌时间、静置时间等因素对垃圾渗滤液CODcr去除率的影响。通过对改性土、原土、明矾处理垃圾渗滤液的机理进行分析后,将改性土、原土分别用来处理垃圾渗滤液中可溶性物质中的疏水性物质和亲水性物质,并结合明矾的絮凝作用组合处理垃圾渗滤液。处理后垃圾渗滤液CODcr值从4700mg/L明显下降到839mg/L,CODcr去除率为82.15%,BOD5从700mg/L下降到263mg/L,BOD5去除率为62.43%。有机改性膨润土、明矾、原土组合处理是一种有效的处理垃圾渗滤液方法。

    • 蒙脱石中性化改性实验研究

      2007, 26(6):505-510.

      摘要 (1751) HTML (0) PDF 250.43 K (3328) 评论 (0) 收藏

      摘要:使用表面活性剂HDTMAB对含有蒙脱石等粘土矿物的膨润土进行不同程度的有机改性,并利用自由膨胀率的实验方法定量描述改性膨润土在水以及甲苯介质中的膨胀规律。对实验结果进行数学分析后发现,随着改性剂用量的加大,改性膨润土在水介质中的自由膨胀率明显降低,而在甲苯介质中的自由膨胀率显著上升,当改性剂用量约为15%时,改性膨润土在水以及甲苯介质中都没有发生剧烈膨胀。依照上述膨润土的改性方法,对胜利油田提供的岩心样品进行了有机改性,并得到了相同的规律。由此得出,严格控制改性剂用量可以实现蒙脱石的中性化改性。利用这一规律,将适量的改性剂注入地下,既能够缓解油气田储层中蒙脱石的水敏膨胀危害,又不会造成过量的油脂分子吸附于矿物表面。

    • 宣城沸石热处理结构和阳离子交换容量演化

      2007, 26(6):511-514.

      摘要 (1902) HTML (0) PDF 201.25 K (3630) 评论 (0) 收藏

      摘要:根据宣城沸石化学成分、可交换阳离子组成和热处理晶体结构演化,判断宣城沸石为富钙斜发沸石,具有低热稳定性的特点。通过正交实验研究了沸石CEC测定的最佳条件,并在此条件下对不同温度焙烧后沸石CEC进行了测定。结果表明,焙烧温度小于400℃时,沸石CEC变化很小;250℃时CEC稍微升高,达到最大值,这是由于焙烧导致体积密度降低、计算基准差异造成的;在250-400℃之间,焙烧样品CEC缓慢降低;焙烧温度大于400℃,沸石CEC迅速降低。热分析和x射线衍射分析结果证实,沸石晶体结构发生变化的起点在250℃,结构发生突变的温度为400℃。在高温焙烧中沸石CEC迅速降低是沸石晶体结构破坏所致。富钙沸石作为离子交换剂使用时,热加工温度不能超过400℃。

    • 红壤酸化过程中铁铝氧化物矿物形态变化及其环境意义

      2007, 26(6):515-521.

      摘要 (1886) HTML (0) PDF 304.23 K (5624) 评论 (0) 收藏

      摘要:铁铝矿物对土壤中有机质的稳定保持具有十分重要的作用。酸化作用的研究表明,随着浸泡时间的增加,红壤中铁铝总量降低,铝溶蚀较严重;红壤中铁铝氧化物的矿物形态变化表现为:游离态晶质铁铝氧化物大量溶出,而无定形和络合态变化不大。酸性条件下有机质溶出显著,说明除了可能发生水解作用外,游离态铁铝的溶出也起着关键性作用。此外,SEM观察也表明酸化作用引起了土壤团聚体结构的破坏。

    • 锰矿产品硫酸锰制备锰钾矿型八面体分子筛的实验研究

      2007, 26(6):522-528.

      摘要 (2026) HTML (0) PDF 436.63 K (3036) 评论 (0) 收藏

      摘要:利用锰矿山现有初级产品MnSO4·H2O低成本制备锰钾矿型八面体分子筛.在液相环境中MnSO4和KOH反应生成Mn(OH)2沉淀后,在溶解氧和OH-的参与下,生成K型水钠锰矿,在高温下发生结构的调整转化为锰钾矿.通过实验获得的最佳条件为在500 mL反应体系中用0.2 M的MnSO4·H2O与1M的KOH在室温环境中、通空气流量为30 L/min、振荡搅拌转速为100 r/min的条件下反应3 h,离心洗涤至pH=12,样品干燥后在600℃下煅烧1 h.为大规模开展锰矿山产品的深加工提供了重要的实验依据.

    • 覆膜态Fe(OH)3在厌氧条件下生物降解苯和甲苯的初探

      2007, 26(6):529-534.

      摘要 (1851) HTML (0) PDF 278.75 K (3783) 评论 (0) 收藏

      摘要:天然条件下氯代烃的污染经常会与石油烃的污染共存,对于这种混合污染羽的治理,第一步采用粒状铁还原氯代烃,后续利用微生物和第一步产生的副产物生物降解石油烃。苯系物是石油烃中毒性较大、存留时间较长的污染物,本文利用批实验的方法研究了厌氧条件下用Fe(OH)3覆膜于石英砂表面的Fe(Ⅲ)作为电子受体降解苯和甲苯。结果表明,Fe(Ⅲ)作为电子受体时苯和甲苯能够发生厌氧生物降解,经过驯化后苯和甲苯的降解速度明显加快。降解实验表明甲苯的降解速度比苯的降解速度快,苯降解的半衰期是4.02d,甲苯降解的半衰期是3.81d。

    • 几种铁(氢)氧化物对溶液中磷的吸附作用对比研究

      2007, 26(6):535-538.

      摘要 (1941) HTML (0) PDF 232.66 K (4593) 评论 (0) 收藏

      摘要:铁(氢)氧化物不仅是土壤中广泛存在的矿物,也是重要的矿物资源。表生地质作用形成的针铁矿、赤铁矿和无定形氢氧化铁都具有纳米尺度,具有很高的表面积,表现出对磷的专性吸附,是低浓度磷的潜在吸附材料。本文通过铁(氢)氧化物对水溶液中磷酸根的等温吸附实验,初步对比研究了针铁矿、合成氧化铁黄、赤铁矿和无定形氢氧化铁对水中低浓度磷的吸附作用。结果表明,无定形氢氧化铁对水溶液中磷酸根的吸附能力最强(对低浓度磷的吸附达到5.5mg/g),其次是氧化铁黄和针铁矿,赤铁矿的吸附能力最差。几种铁(氢)氧化物对磷吸附容量的差别主要受比表面积控制。无定形氢氧化铁、合成氧化铁黄、针铁矿、赤铁矿对磷的吸附符合Freundlich等温方程。针铁矿和赤铁矿对磷的吸附动力学符合双常数速率方程。

    • 红壤中矿物表面对腐殖质吸附萘的影响

      2007, 26(6):539-543.

      摘要 (1803) HTML (0) PDF 202.65 K (3573) 评论 (0) 收藏

      摘要:矿物表面可改变土壤腐殖质对疏水性有机污染物的结合能力。采用红壤和高岭石分别与胡敏酸结合制备得到的两种复合体对萘的吸附等温线非线性显著,其n=0.76或0.74,并且有机碳归一化吸附分配系数的实验值K^ads ∝是采用Kow计算得出的理论值K∝的5倍以上,表明红壤、高岭石均对腐殖质吸附萘有强化作用,且红壤较之高岭石对腐殖质吸附萘的影响稍强些。主要原因是,红壤中除了高岭石外,还有与腐殖质结合力很强的铁氧化物,而且很可能是吸附态腐殖质组成结构形态发生了有利于对萘吸附的改变。

    • 水解方法对坡缕石负载TiO2光催化性能的影响

      2007, 26(6):544-548.

      摘要 (1884) HTML (0) PDF 242.03 K (3292) 评论 (0) 收藏

      摘要:采用水蒸气水解和直接加水水解方法制备了负载型坡缕石/TiO2,并以300W高压汞灯为光源,活性金黄BES的降解活性为实验对象,研究了催化剂的投加量、催化剂煅烧温度以及实验重复次数对活性金黄染料溶液光降解作用的影响,对制备的催化剂进行了光催化氧化对比实验。结果表明:催化剂的最佳煅烧温度是300℃,最佳投加量为1g/L,并且直接加水水解方法优于蒸气水解法,直接加水水解方法能得到锐钛矿型TiO2,而蒸气水解方法只能得到无定形态TiO2。2h后,直接加酸水解制备的催化剂对活性金黄BES的去除率可达93%。

    • 包气带对三氯乙烯的吸附行为研究

      2007, 26(6):549-552.

      摘要 (1755) HTML (0) PDF 181.91 K (3316) 评论 (0) 收藏

      摘要:有机污染物在包气带的吸附行为,直接影响有机污染物在环境中的迁移、转化等过程。采用浅层和深层包气带样品,利用批实验的方法研究不同有机碳含量的样品对三氯乙烯(TCE)的吸附行为。研究表明,包气带表层土壤比深层土壤的有机碳含量高,可能存在竞争吸附的问题,说明该土壤的吸附行为是以矿物吸附为主、有机质吸附为辅的类型;表层土壤的吸附具有较好的线性行为,不存在饱和吸附量;深层土壤有机碳含量低,其吸附为非线性的。

    • 以合成雪硅钙石为晶种回收废水中的磷

      2007, 26(6):553-557.

      摘要 (1853) HTML (0) PDF 257.15 K (3199) 评论 (0) 收藏

      摘要:以合成雪硅钙石为品种,探索了用结晶法以磷酸钙形式回收废水中磷的适宜条件。结果表明,在实验水质条件下,模拟废水pH=8、n(Ca)/n(P)=2、品种用量大于1.6g/L、振荡24h后溶液中残留磷可达到国家污水综合排放标准一级(0.5mg/L)以下;在优化条件下证实了合成雪硅钙石的供碱能力,循环利用18次,回收磷的效果仍然很好。运用XRD、FTIR、SEM和EDS等测试手段对在实验条件下重复使用18次的雪硅钙石进行了表征,证明回收的磷主要以结晶度不高的羟基磷灰石形态存在。

    • 利用尾矿砂制备镁铁氢氧化物实验研究

      2007, 26(6):558-562.

      摘要 (1875) HTML (0) PDF 249.44 K (2849) 评论 (0) 收藏

      摘要:以金川铜镍矿尾矿酸浸液为原料,根据矿物沉淀pH值区间的不同,分步分离Fe、Mg的沉淀物以及有价金属Al、Co、Ni、Cu的混合沉淀物,进而制备具有高附加值的Fe(OH)3和Mg(OH)2,同时富集Co、Ni、Cu等有价金属。结果表明,当溶液pH值为3.8时可沉淀分离出主要成分为施威特曼石(schwertmannite)的氢氧化铁前驱体,pH值达到9.8时沉淀富集出Al、Co、Ni、Cu的混合氢氧化物,随即得到只含有Mg离子的溶液。在60℃条件下,将施威特曼石在pH值为12的NaOH溶液中老化36h,可以得到Fe(OH)3。同时,以NaOH调节只含有Mg离子的溶液至pH值为12.4时可获得Mg(OH)2。本研究为金属矿山尾矿的资源化综合利用提供了新的思路与方法。

    • 铜镍尾矿砂微波加热硫酸溶解实验研究

      2007, 26(6):563-568.

      摘要 (1931) HTML (0) PDF 254.07 K (3108) 评论 (0) 收藏

      摘要:通过尾矿砂微波加热硫酸溶解新方法的实验,研究了硫酸浓度、液固比及反应时间等因素对尾矿砂酸蚀率的影响。结果显示,在无需搅拌的情况下,微波加热实验的最佳条件酸浓度5mol/L、液固比5.0mL/g都较传统水热法有优势,在反应时间上,微波加热15min就能达到传统水热法2~3h的效果。在酸蚀率相同的情况下,微波加热所用时间仅为传统水热法的1/6,而所用的酸浓度、液固比都较传统水热法小很多。先对尾矿砂直接微波辐照一段时间,然后再加入硫酸进行微波辐照加热溶解,能够促进尾矿砂的溶解,提高尾矿砂的酸蚀率。微波加热条件下,尾矿砂在硫酸浓度8mol/L、液固比5.0mL农条件下无需搅拌,反应1h后,除透闪石没有完全溶解外,绝大部分的矿物被溶解。与传统加热方式相比,微波加热可显著提高尾矿砂酸溶解速率。

    • 三峡库区重庆段土壤某些重金属污染的矿物学方法评价

      2007, 26(6):569-576.

      摘要 (1746) HTML (0) PDF 5.06 M (2391) 评论 (0) 收藏

      摘要:分析了三峡库区重庆段51件土壤样品的矿物组成,结果表明,石英、斜长石和钾长石是土壤中主要矿物,大部分样品中石英的含量高,主要粘土矿物是伊利石,其次是蒙脱石,其他矿物含量较低。同时,参比国家水质标准,根据土壤对金属离子的临界吸附量公式计算了样品重金属污染的阈值,对样品进行了Cd、Hg、Pb、Cu的污染状况评价。结果表明,土壤中污染元素的含量与生态效应评价值并不一致;CA和Hg的污染尚未达到临界值,危险性较小,但不能因此忽视地球化学定时炸弹的风险;Pb和Cu的污染严重。由于包括母岩在内的样品的评价结果显示污染,可能反映研究区的地球化学背景,需要采取有效措施改善和预防目前和将来的污染危害。

    • 呼和浩特市表层土壤重金属镉的基准值研究

      2007, 26(6):577-581.

      摘要 (1744) HTML (0) PDF 199.29 K (3777) 评论 (0) 收藏

      摘要:借助GIS以内蒙古自治区呼和浩特市5713km^2为研究区域,将土壤中镉的空间分布规律与相关统计规律相结合,确定了研究区内4种典型的土壤亚类表层中重金属镉的基准值,通过对933个样品的分析,得到以下结论:呼和浩特市表层土壤中镉的基准值在洪积新积土中最高,达0.117mg/kg;在淡栗褐土中最低,仅为0.084mg/kg。本研究为制订内蒙古自治区地方土壤环境质量标准提供了基础资料。

    • 滇池近代沉积物的元素地球化学特征及其环境意义

      2007, 26(6):582-590.

      摘要 (1810) HTML (0) PDF 434.24 K (3568) 评论 (0) 收藏

      摘要:在滇池水域采集了10个近代沉积物芯柱,系统测定了2个芯柱的常量元素、微量元素、稀土元素含量和8个芯柱的总磷(TP)及磁化率。研究表明,元素垂向分布上多存在分段富集的特征:自下而上,Al2O3、Fe2O3、K2O、TiO2、Cu、Co、Ni、Pb、Zn、Cd、Sr、U、Zr、TP含量逐渐增加;P2O5和CaO含量逐渐升高,在表层沉积物中(12~0cm)达最高;MgO、Na2O、MnO、Cr、V、Rb、Sc、Th、&、Ba含量总体较稳定,但在上部有降低趋势;稀土元素总量略微降低,各稀土元素含量也表现出差异变化趋势;磁化率也缓慢增加,反映了不同历史时期物源输入的变化。在此基础上,结合前人对滇池近代沉积物的Cs定年结果,确定了滇池约150年以来的沉积速率,其污染历史主要开始于20世纪60年代初期,而70年代末期以来的30多年是Cu、Ni、Pb、Zn和Cr等重金属污染的主要时期,还发现20世纪20年代末至30年代末还存在一次沉积环境的改变事件。滇池近代沉积环境的演化与昆明市的工业化、城市化和经济发展历史相吻合,人为活动日趋加剧应是导致滇池近代沉积物污染的主导因素。

    • 北京市中关村地区大气降尘的来源与垂向分布特征

      2007, 26(6):591-596.

      摘要 (1998) HTML (0) PDF 336.94 K (2990) 评论 (0) 收藏

      摘要:利用光学和电子显微镜、X射线衍射仪以及同步辐射X射线荧光对北京市中关村地区大气降尘的粒度分布、颗粒物微观形貌特征、矿物组成及化学元素组成等方面进行分析研究。粒度分析表明中关村地区大气降尘随着相对高度的增加,粗颗粒物逐渐减少。大气降尘的颗粒物形貌可以分为粒状、柱状单矿物,圆球状飘珠和不规则粒状集合体3种类型。矿物组成及化学元素组成的分析显示中关村地区大气降尘的污染物主要来自自然扬尘、建筑扬尘、燃煤、汽车尾气等污染源。

    • 脑膜瘤旁巨型矿化灶矿物成分分析

      2007, 26(6):597-601.

      摘要 (1870) HTML (0) PDF 341.73 K (3065) 评论 (0) 收藏

      摘要:脑膜瘤旁复发性巨大矿化灶是罕见的病例,对其中矿物成分的分析可能会对肿瘤复发病因的研究提供辅助信息。本文利用X射线物相分析、红外光谱分析、环境扫描电镜观察和高分辨透射电镜观察分析等方法,对该矿化灶样品的矿物成分进行了分析。结果表明,该矿化灶的矿物颗粒大小统计值约为4.3min,主要成分为碳酸磷灰石,笔者推测可能还含有少量不定形的磷酸钙系列其他矿物。

    • 新疆粘土矿物材料在环境污染治理中的应用和展望

      2007, 26(6):602-606.

      摘要 (1805) HTML (0) PDF 172.34 K (3553) 评论 (0) 收藏

      摘要:对粘土矿物在当前环境污染治理中的基本应用做了介绍,并系统阐述了主要粘土矿物的结构特征、基本性能和主要应用。对粘土矿物材料在环境污染治理中的应用领域提出了一些思考,这对当前粘土矿物材料在环境污染治理中的应用具有一定的指导意义。

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