高纯超细凹土制备的分散剂筛选分析

采用分散剂协同超声水热法可以同时实现凹凸棒石粘土(下简称凹土)的纯化和超细化。实验比较了六种分散剂制备高纯超细凹土的效果，综合考察认为，六偏磷酸钠为制备高纯超细凹土的最佳分散剂。在六偏磷酸钠协助下，超声水热处理后的凹土粒度d90达4．7μm，白度由原来的45提高到87，X衍射实验表明凹土纯度接近100％。     

凹凸棒石粘土对中低放核素Sr、Cs的吸附研究

通过实验研究 ,讨论了经不同方法改性处理的凹凸棒石粘土对锶铯的吸附作用。研究表明凹凸棒石粘土对铯的吸附能力优于锶。特别是经改性剂处理的凹凸棒石粘土 ,在碱性、氧化条件下对锶铯的吸附更为显著     

凹凸棒NaY分子筛模板炭材料的制备及其电化学性能研究

以凹凸棒为原料,采用水热原位晶化法合成了NaY分子筛,然后采用模板法以制备得到的纳米级NaY分子筛为模板,麦芽糖为碳源,制备得到一种微孔模板炭材料。采用XRD、FESEM、N2吸附/脱附等手段对NaY分子筛和微孔模板炭材料的物理性能进行表征。测试结果表明,NaY分子筛的粒径小于100 nm,比表面积为487 m2/g;模板炭材料的比表面积为789.2 m2/g、总孔容为0.62 m3/g,平均孔径为1.5 nm。随后,采用恒电流充放电测试、循环伏安测试对模板炭材料的电化学性能进行测试。恒电流充放电测试表明,当电流密度为600 m A/g时,材料的比电容可达163.3 F/g,循环伏安测试中材料表现出了良好的循环伏安曲线的矩形特征,较好的说明了材料具有良好的倍率性能。     

凹凸棒土对PVC/ABS复合材料性能的影响

主要研究了经表面处理和未经表面处理的凹凸棒土对PVC/ABS复合材料力学性能及维卡软化温度的影响,用SEM观察了PVC/ABS复合材料的冲击断面微观形貌和凹凸棒土的分散情况。结果表明:经偶联剂改性后的凹凸棒土对复合材料力学性能的影响要好于未改性的凹凸棒土;未经处理的凹凸棒土对复合材料维卡软化温度有较大的提高。     

丙烯酸酯共聚物/有机硅改性凹凸棒土复合材料的制备及性能研究

凹凸棒土(AT)经提纯后,通过使用γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷(KH-570)对其进行有机改性,得到有机化的凹凸棒土(OAT),并对其进行FTIR和XRD表征,结果表明,KH570对凹凸棒土起到了良好的修饰改性作用。采用悬浮复合法合成了AT用量为0～5 phr的聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)-聚丙烯酸丁酯(PBA)/凹凸棒土纳米复合材料(PMMA-PBA/(KH570-AT)-x),对复合材料进行扫描电子显微镜(SEM)、动态力学分析(DMA)和热重分析TGA等表征。SEM结果表明,KH570-AT的加入使复合材料断裂由脆性断裂向韧性断裂转变。通过对复合材料的综合热性能分析和力学性能分析,PMMA-PBA/KH570-AT-3复合材料的拉伸强度、弯曲强度和玻璃花转变温度(Tg)比纯PMMA-PBA分别高出15.72%、34.59%和4.74℃。     

抗240℃超高温水基钻井液室内研究

针对中国大陆科学钻探松科2井深部高温层段钻井作业需要,通过研制出高温稳定剂MG-H2,引入抗高温抗盐的凹凸棒土,优选抗高温降滤失剂,设计出一套以钠膨润土和凹凸棒土为黏土相的低固相抗240℃超高温的水基钻井液配方。MG-H2是采用反相乳液聚合方式研制出的一种油包水型高温稳定剂,其具有球状高分子柔性搭接、增强悬浮稳定性作用和半刚性微粒黏度特性,能实现对钻井液黏度、润滑、滤失性能的综合控制。优选出的3种降滤失剂及其加量配比为3%Lockseal+1%硅氟降滤失剂+1.5%Soltex。综合性能评价结果表明,该抗高温钻井液经过240℃高温老化后性能稳定,具有良好的流变性能和滤失造壁性能,抑制和润滑性能满足钻井需要,能抗10%膨润土、5%Na Cl和1%Ca Cl2的污染。为松科2井下阶段抗260℃超高温钻井液的研制奠定了良好基础。     

铁改性凹凸棒土（IMA）吸附去除Sb（Ⅲ）性能研究

锑是一种有毒元素,对生物有机体有致癌性。我国锑矿区周围水体中锑含量远高于生活饮用水标准中规定的限定值。为寻求低成本处理含Sb（Ⅲ）废水的有效方法,采用FeCl3·6H2O溶液改性后的凹凸棒土为吸附剂,以K（SbO）C4H4O6·1/2H2O为Sb（Ⅲ）锑源,进行锑吸附试验,考察IMA载铁量、吸附时间和Sb（Ⅲ）初始浓度对吸附量的影响。结果表明：改性后凹凸棒土的XRD图谱中出现了羟基氧化铁（FeOOH）的特征峰;改性后凹凸棒土表面更加粗糙,比表面积增加了17%;凹凸棒土是FeOOH的优良载体;在Sb（Ⅲ）初始浓度为150 mg/L、吸附时间为720 min的条件下,IMA50对Sb（Ⅲ）的吸附量为18.51 mg/g,是天然凹凸棒土对Sb（Ⅲ）吸附量的14.9倍;IMA对Sb（Ⅲ）的吸附量随着载铁量的增加而增大,增大幅度逐渐变小;Elovich模型能较好地反映吸附动力学过程;吸附过程符合Langmuir等温模型,最大吸附量可达20.19 mg/g。对IMA50吸附Sb（Ⅲ）前后进行红外光谱分析表明,FeOOH特征吸收峰和Fe-O振动峰均向高波数方向偏移,Sb（Ⅲ）与羟基氧化铁之间发生了化学反应。试验结果对低成本处理含Sb（Ⅲ）废水有一定的指导价值。     

凹凸棒粘土用作高水速凝注浆悬浮剂

以凹凸棒粘土作为高水速凝固化充填材料的悬浮稳定剂，考察了不同制浆机械对凹凸棒粘土制浆率的影响。采用高剪切混合乳化机预制的1％凹凸棒粘土浆配制高水速凝固化充填材料甲、已料单浆可获得满意的悬浮稳定效果。其充填体结石抗压强度早期发展迅速，后期持续增长。采用此工艺，注浆料的材料成本仅增加2％。     

凹凸棒石/魔芋葡甘聚糖纳米复合材料的制备及性能

以江苏盱眙提纯凹凸棒石为原料,魔芋葡甘聚糖(KGM)为基体,采用共混法制备了凹凸棒石/魔芋葡甘聚糖纳米复合材料.利用傅立叶红外光谱(FTIR)和热重分析(TG)手段对材料进行了表征.力学性能测试结果表明,改性凹凸棒石适量的引入,能提高复合材料的力学性能.纳米复合材料制备的较佳条件为:季铵盐用量为凹凸棒石用量的12％,改性时间为120 min,改性温度为85℃,改性凹凸棒石的填充量为魔芋质量的0.04％,增塑剂甘油的用量为魔芋质量的0.09％.FTIR表明:增塑剂甘油的加入,并未影响复合材料的结构.复合材料的热稳定性高于KGM薄膜.     

松科2井抗超高温钻井液技术

松科2井是1口部署在松辽盆地的高温科学钻探深井,目的为钻穿白垩纪地层,获取基底陆相沉积记录,预测井底温度超过220℃;四、五开钻沙河子组的泥岩、砂岩混层,火石岭组破碎的凝灰岩、泥岩、煤线的混层,容易发生坍塌现象,防塌措施尤其重要。四、五开属于连续提钻取心钻进,多次起下钻及长时间的裸眼对井壁稳定提出较大挑战;不同钻进工艺具有不同的特点,对钻井液也提出挑战。针对以上难点,研制出了抗高温聚合物钻井液:1.0%钠膨润土+2%凹凸棒土+0.2% KOH+（0.5%~1%）高分子量降滤失剂+1%中分子量降滤失剂+2.5%成膜剂+（2%~4%） SMC+2% FT+3% KCl+2% NaCOOH+3%白油。四开初期对三开的井浆进行评价,结合大量的室内小型转换实验,以原井浆为基础逐步进行转换,以满足钻进要求;五开因处理事故对井浆性能调整较大,事故结束后简化钻井液处理剂种类,逐渐将性能调至稳定状态。在松科2井现场应用时,根据实际情况及时调整,该阶段钻井液高温下流变性好、高温稳定性强,室内评价其抗温能力达到240℃,热滚72 h后性能良好,为顺利完成该阶段钻探工作提供了技术支撑,对提高钻探质量、降低勘探成本起到指导作用。