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。      

凹凸棒制备Si@C复合材料及其用于锂离子电池负极材料的电化学性能

硅因其超高的理论比容量而被视为最具潜力的下一代锂离子电池（LIBs）负极材料。目前，硅负极材料的高成本和极其苛刻的合成条件严重阻碍了其在LIBs中的使用。以天然凹凸棒为原料，通过水热法提纯和镁热还原反应制备了硅纳米颗粒（MRR Si），并进一步采用化学气相沉积法以乙炔为碳源制备了MRR Si@C复合材料，系统研究了其作为LIBs负极材料的储锂性能。研究结果表明:通过镁热还原制备的硅纳米在0.2 A/g的电流密度下可展现出2 362 mAh/g的比容量，首次库伦效率（CE）为71.87%，100次（0.5 A/g）循环充放电测试后比容量为909 mAh/g。相比之下，在MRR Si纳米颗粒表面沉积碳层后制备的MRR Si@C复合材料可展现出2 494 mAh/g的放电容量和78.92 %的高CE值。循环性能显示，该复合材料在0.5 A/g的电流密度下充/放电100次后的比容量值可达到1 324mAh/g。同时，该复合材料还可在5 A/g的大电流密度下依然可展现出高达844 mAh/g的高比容量。该MRR Si@C复合材料显示了优异的倍率性能和良好的应用前景。      

沉淀二氧化硅与凹凸棒土共混增强天然橡胶力学性能

二氧化硅可以作为制备绿色轮胎的填料,但其表面有大量的极性基团,粒子之间容易聚集从而影响性能。凹凸棒土作为一种天然材料,主要成分是二氧化硅,具有特殊的纤维棒状结构。文章利用湿法球磨分散二氧化硅,之后将不同量的二氧化硅分散液与凹凸棒土共混得到共混液,之后与天然胶乳(NR)通过乳液共混等步骤得到复合材料(Silica-attapulgite/NR)。结果表明,当凹凸棒土与二氧化硅的质量比为1︰1时,Silica-attapulgite/NR的拉伸强度最大,为29.6 MPa,比单独的研磨二氧化硅制备的复合材料(Silica/NR)提高了5.71%,300%和100%定伸应力分别提高25.10%和11.93%。因此,由于凹凸棒土的特殊结构和性质,能够代替一部分二氧化硅填充到天然胶乳中,节约成本的同时提高材料性能。     

一种用于建筑3D打印的橡胶粉超高延性砂浆及制备

正由同济大学申请的专利(公布号CN 111807790A,公布日期2020-10-23)"一种用于建筑3D打印的橡胶粉超高延性砂浆及制备",涉及的砂浆材料配方为:水泥400～800,硅灰100～200,粉煤灰400～800,砂80～400,胶粉20～120,减水剂1～4,水300～390,聚乙烯纤维10～20。与现有技术相比,本发明通过配方的优化设计,进一步提升了3D打印胶粉砂浆材料的超高延性和高耗能能力,从而实现无筋的建筑3D打印。     

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。     

几种脱色剂对菜籽油脱色效果的研究

以菜籽油的色泽红值和叶绿素含量为考察指标,比较了凹凸棒土、活性白土、活性炭和双氧水4种脱色剂对菜籽油在中低温(40~80℃)下的脱色效果,同时考察了凹凸棒土与活性炭、活性白土与活性炭组成的复合吸附脱色剂对菜籽油的脱色效果。结果表明:活性炭在较低添加量条件下可以获得与凹凸棒土和活性白土较高添加量相当的脱色效果;活性白土-活性炭复合脱色效果优于凹凸棒土-活性炭,在添加量为2%时,80℃下可使菜籽油的叶绿素含量降低32. 5%、70℃下使菜籽油色泽红值降低30. 6%;双氧水对于去除菜籽油叶绿素和降低色泽红值效果明显,70℃下,0. 4%双氧水(10%)使菜籽油叶绿素含量降低9. 0%、0. 6%双氧水(10%)使菜籽油色泽红值降低25. 0%。活性白土-活性炭脱色和双氧水脱色后的菜籽油品质指标均达到国标四级菜籽油水平;就单位质量浓度脱色剂的脱色效果来说,双氧水的脱色效率更高。     

改性凹凸棒土砂浆外加剂研究

研究改性凹凸棒土对新拌砂浆及其硬化体的改性效果。结果表明,掺入改性凹凸棒土,砂浆的分层度减小,保水性能得到改善,工作性能大大提高;掺入40%以上改性凹凸棒土的砂浆强度略有降低,而掺量低于30%时,砂浆的抗压强度有所提高;并探讨了改性凹凸棒土的增稠保水作用机理。     

酸活化对凹凸棒土脱色性能的影响研究

以凹凸棒土为原料,进行酸活化改性。采用正交试验和单因素实验测定了不同的改性活化条件对凹凸棒土脱色率和活性度的影响,得到了酸用量、活化时间、活化温度和液固比等对凹凸棒土活化效果影响的主次关系。研究结果表明,酸活化条件对凹凸棒土吸附性能的影响顺序为:酸用量液固比反应温度反应时间。     

Fe2＋/ATP复合催化剂处理阳离子红X-GRL的研究

以凹凸棒分散液为吸附剂, Fe2＋/ATP为复合催化剂对印染废水中的阳离子红X-GRL进行处理实验。主要分析了Fe2＋负载时间、反应温度和Fe2＋溶液浓度对吸附性能的影响以及影响凹凸棒土联用Feton法与阳离子红反应的因数。实验结果显示,制备ATP/Fe2＋的合适的条件为：凹凸棒土煅烧温度为400℃;负载铁时间为5 h;负载铁浓度为1500 mg/L;负载温度为80℃。