上篇黏土矿物材料理论、技术及谱学研究1

1绪论3

11概述3

12层状硅酸盐4

121四面体片4

122八面体片6

123结构层6

13黏土矿物的分类8

14黏土矿物的表面物理化学性质11

141黏土矿物的电荷11

142黏土矿物的电荷零点13

143黏土矿物的扩散双电层理论13

144黏土矿物的水化作用16

145黏土矿物阳离子固定作用17

15黏土矿物的吸附性17

151黏土矿物的表面积17

152物理吸附18

153化学吸附19

154离子交换性吸附19

2黏土矿物材料的晶体结构特征24

21高岭石蛇纹石族矿物24

211高岭石亚族（kaolinite）24

212蛇纹石(serpentine)亚族24

213高岭石矿物的晶体结构特征25

22滑石叶蜡石族矿物26

221滑石Mg3Si4O10(OH)227

222叶蜡石Al2Si4O10(OH)229

23蒙脱石皂石族矿物30

231蒙脱石亚族（montmorillonite）30

232皂石亚族（saponite）31

233蒙脱石X射线衍射特征32

234蒙脱石矿物的热分析33

235蒙脱石矿物的红外分析36

24云母伊利石37

241黑云母、金云母基本结构37

242黑云母、金云母的X射线衍射特征39

243黑云母、金云母的红外光谱39

244伊利石41

25蛭石矿物41

251蛭石的形成机制42

252蛭石的矿物学44

253蛭石的矿物谱学46

26绿泥石52

261三八面体绿泥石55

262二八面体绿泥石56

27海泡石坡缕石58

271海泡石61

272坡缕石62

28间层矿物63

281间层结构的类型64

282间层黏土矿物的名称65

29非晶质黏土矿物67

291水铝英石68

292伊毛缟石70

3黏土矿物材料热活化过程中的微结构变化73

31蒙脱石的差热曲线特征73

32蒙脱石及其热产物的X射线衍射特征74

33蒙脱石及其热产物的固体高分辨魔角旋转核磁共振谱76

33129Si谱76

33227Al谱76

34蒙脱石及其热产物的扫描电子显微镜研究78

35蒙脱石及其热产物的顺磁共振（EPR）谱特征79

36蒙脱石热相变物理模型82

4酸活化黏土矿物材料的表面活性84

41酸化蒙脱石制备84

42酸化蒙脱石的化学组成及表面化学性质84

43酸化蒙脱石的脱色性能86

44酸化蒙脱石的表面酸性与比表面积87

441表面酸性87

442比表面积及粒度分析89

45蒙脱石及其酸处理产物的谱学研究91

451蒙脱石及其酸处理产物的X射线衍射特征91

452蒙脱石及其酸处理产物的红外光谱分析92

453蒙脱石及其酸处理产物的固体高分辨魔角旋转核磁共振谱93

454蒙脱石及其酸处理产物的原子力显微镜研究94

455酸化蒙脱石的电子顺磁共振谱98

46讨论99

5无机柱撑黏土矿物材料的制备与表征101

51蒙脱石的单核柱撑研究101

511Keggin离子的制备101

512柱撑蒙脱石的制备107

513柱撑蒙脱石的X射线衍射特征107

514红外光谱（IR）分析108

515羟基铝柱化蒙脱石的热稳定性109

516柱撑蒙脱石的表面物理化学性质111

517用AFM观察柱撑蒙脱石的表面结构112

518柱撑蒙脱石的1H MAS NMR谱112

52蒙脱石的多核柱撑研究113

521柱撑黏土的制备步骤114

522羟基铁铝柱化剂的结构114

523羟基铁铝柱化蒙脱石的结构116

524羟基铁铝柱化蒙脱石的热稳定性119

525羟基铁铝柱化蒙脱石的表面物理化学性质120

6有机插层黏土矿物材料的制备与表征123

61有机插层蛭石的制备124

62有机插层蛭石的X射线衍射特征125

63差热分析125

64蛭石对HDTMA·Br的吸附机制126

641离子交换与分子吸附126

642有机插层蛭石在水中的分散与絮凝127

65HDTMA在蛭石层间的排列方式129

66有机插层蛭石的脱附特征132

67有机插层高岭石133

671X射线衍射分析133

672Raman 光谱研究135

673DRIFT 谱研究136

6741H MAS NMR谱138

68有机插层蒙脱石142

681X射线衍射特征143

682HDTMA 插层蒙脱石的13C MAS NMR谱144

7黏土矿物层间域的界面特性及环境意义148

71影响黏土矿物层间域性质的因素148

711结构层类型的影响148

712层电荷的影响149

713电荷位置的影响150

714层间阳离子的影响150

721∶1型黏土矿物的层间域151

721吸附水151

722吸附无机化合物152

723 吸附有机化合物153

732∶1型黏土矿物的层间域155

731柱撑蒙脱石的制备156

732柱撑蒙脱石的基本特征157

733柱撑蒙脱石的应用158

734柱撑蒙脱石对环境污染物的吸附159

74结语163

下篇黏土矿物材料对污染环境的修复165

8有机黏土矿物材料对污染地下水及土壤的修复167

81有机黏土矿物材料的基本特征168

811有机黏土矿物的制备168

812有机黏土矿物的基本特征170

813土壤改性171

82有机黏土矿物对有机污染物的吸附174

821非离子型有机污染物的吸附175

822对离子型污染物的吸附177

83对有机污染环境的修复179

831土地填埋防渗材料添加剂179

832工业废水中有机污染物的去除180

833污染地下水的现场修复181

84对农药污染的修复机理184

841分子吸附模式185

842氢键吸附模式187

843不可逆交换吸附模式188

844质子化吸附模式189

845吸附分解模式190

846层电荷对吸附模式的影响191

85细菌与黏土矿物的相互作用193

9黏土矿物材料治理赤潮污染196

91引言196

92黏土矿物对海水中主要营养盐的吸附特征199

921黏土矿物对磷酸盐的吸附作用200

922黏土矿物对硝酸盐的吸附作用204

93黏土矿物对赤潮生物细胞生长的影响205

931尖刺拟菱形藻细胞生长速率模型206

932黏土浓度对尖刺拟菱形藻细胞生长的影响207

933黏土矿物对尖刺拟菱形藻分泌软骨藻酸的影响208

94柱撑黏土矿物对赤潮生物的絮凝作用210

941Mg2 浓度及制备温度对黏土表面电性的影响210

942阳离子黏土对赤潮生物的絮凝作用212

95有机改性高岭石去除有害赤潮藻213

951HDTMAB 改性高岭土的除藻效果214

952 HDTMAB用量对有机改性高岭石除藻效果的影响215

953HDTMAB提高高岭石除藻能力的机理216

96高岭土与蒙脱石对各种赤潮生物去除能力的比较217

961范德华作用218

962静电排斥作用219

963溶液pH值及高岭石酸改性对去除赤潮生物的影响219

10黏土矿物材料对肥料养分的控释作用222

101引言222

102有机和无机（矿物）控释材料227

1021有机控释材料特征227

1022无机（矿物）控释材料特征228

103无机（矿物）缓释氮肥229

1031有机和无机（矿物）改性（缓释）碳酸氢铵229

1032无机（矿物）改性（缓释）尿素236

104无机（矿物）促释磷肥241

1041引言241

1042试验材料及处理241

1043改性磷肥中有效磷，水溶性磷含量242

1044盆栽试验结果243

1045改性磷肥的X射线衍射（XRD）分析244

1046改性磷肥的红外光谱（IR）分析247

1047改性磷肥的增效机理248

105长效无机（矿物）钾肥250

1051长效钾肥的制备和盆栽试验251

1052 盆栽试验结果252

1053X射线衍射分析253

1054红外光谱特征254

106矿物微肥（锌肥）255

1061矿物锌肥的制备和盆栽试验255

1062盆栽试验结果256

1063矿物锌吸附等温线256

1064X射线衍射分析258

1065红外光谱分析259

1066差热与热重分析261

1067矿物锌肥的肥效机理分析263

11黏土矿物材料/重金属离子界面反应机制与专性吸附264

111引言264

112黏土矿物材料对重金属离子的吸附容量266

113黏土矿物材料对重金属离子的专性吸附268

114pH值对黏土矿物材料吸附重金属离子的影响272

115黏土矿物材料/重金属离子界面反应机制273

1151离子交换吸附机理273

1152配合作用机理274

1153共沉淀机理275

116黏土矿物材料对重金属污染土壤的修复276

1161重金属污染物在环境中的存在形式276

1162重金属在水中的存在形式276

1163重金属在沉积物中的存在形式277

1164层状硅酸盐矿物对重金属污染的治理途径277

12有机/无机复合柱撑黏土矿物材料对毒害有机污染物的吸附特征281

121有机/无机复合柱撑蒙脱石对苯酚的吸附特性281

1211有机/无机复合柱撑蒙脱石的制备282

1212吸附实验方法282

1213pH值对吸附性能的影响283

1214吸附平衡时间对吸附性能的影响286

1215蒙脱石吸附苯酚的饱和吸附曲线286

1216循环再吸附实验287

1217柱撑蒙脱石吸附苯酚的机理290

122有机插层蛭石对苯酚和氯苯的吸附特性研究291

1221材料与方法293

1222吸附平衡时间对吸附性能的影响293

1223pH值对吸附性能的影响294

1224吸附等温线296

1225有机插层蛭石对苯酚和氯苯同时存在的吸附298

1226有机蛭石对环境污染物的吸附机制及其环境意义299

13 黏土矿物材料对放射性废物的处理处置301

131引言301

132环境中放射性污染物质的来源304

1321核试验304

1322核武器制造、核能生产和核事故305

1323放射性同位素的生产和应用306

1324矿物的开采、冶炼和应用306

1325建筑材料的生产和应用307

133黏土矿物对放射性元素的吸附特性308

134黏土矿物高放废物地质处置库缓冲/回填防渗材料314

1341抗压强度的影响因素315

1342膨润土掺加比例对渗透系数的影响315

1343压实含水率和压实干密度对渗透系数的影响316

135新型放射性废物固化胶凝材料317

1351富铝和吸附材料的选择318

1352抗硫酸盐侵蚀性能319

1353耐辐照性能319

1354浸出率320

14黏土矿物材料控制沙漠化修复技术321

141前言321

142黏土淀粉接枝共聚丙烯酰胺超吸水性复合材料323

1421黏土种类对超吸水复合材料吸水性能的影响323

1422黏土添加量对超吸水复合材料吸水性能的影响324

1423交联剂用量对超吸水复合材料吸水性能的影响324

1424超吸水复合材料的吸水率与吸水速率325

143黏土纤维素接枝共聚丙烯酰胺超吸水性复合材料325

144黏土聚乙烯醇高吸水性材料327

145黏土/聚丙烯酸钠盐高吸水性复合材料329

146聚丙烯酸/绢云母超吸水性复合材料331

147高吸水材料对沙漠化治理335

15黏土矿物抗菌材料337

151前言337

152未负载金属离子的蒙脱石与细菌相互作用338

153蒙脱石对抗菌金属离子的吸附容量340

154坡缕石载银抗菌剂342

155海泡石载银抗菌材料345

156累托石载银抗菌材料347

157利用黏土矿物制抗菌剂中的几个问题348

16噪声控制材料350

161噪声控制基本知识350

1611声音的度量——分贝的概念350

1612噪声评价351

1613国际标准化组织建议的城市公共噪声评价标准（1971年 ）355

162吸声材料和吸声结构356

1621吸声材料的性能和分类357

1622多孔吸声材料的种类357

163无机多孔状膨胀蛭石吸声材料358

1631膨胀蛭石生产工艺361

1632膨胀蛭石制品生产工艺364

1633膨胀蛭石及其制品的技术性能368

17纳米介孔复合光催化材料370

171引言370

172纳米TiO2介孔柱撑蒙脱石光催化材料372

1721纳米TiO2介孔柱撑蒙脱石的光催化性能373

1722光催化降解过程中GTL的UVVis谱图变化374

1723初始pH值的影响375

173凹凸棒石负载纳米TiO2的光催化性能377

1731太阳光光降解377

1732甲基橙降解动力学377

174纳米TiO2/黏土矿物反应途径378

1741硅钛柱撑黏土矿物(SiTiPILCs)379

1742酸化钛柱撑蒙脱石(AcidTiPILCs)379

1743铜钛柱撑蒙脱石(CuTiPILCs)379

1744铁钛柱撑蒙脱石(FeTiPILCs)379

1745钒钛柱撑蒙脱石(VTiPILCs)380

18黏土矿物材料在环境修复中的应用前景展望381

181黏土矿物对水体污染治理的研究382

1811重金属离子的吸附处理382

1812处理水中的有机污染物383

1813处理水中的离子型化合物383

182大气污染治理383

183放射性污染治理384

184环境替代材料384

185无机抗菌剂384

186节能方面的应用385

187对土壤的修复作用386

参考文献389 2100433B