旺苍含钒石墨矿的工艺矿物学及钒的赋存状态研究

通过对四川旺苍地区石墨矿的工艺矿物学研究,查明了旺苍石墨矿的矿物组成、化学成分、元素分布;采用分步化学提取法提取石墨矿石中的钒,研究钒在石墨矿中的不同赋存状态。结果表明:该矿山石墨矿的固定碳含量为28.87%～47.68%;矿石的主要化学成分为SiO_2、Al_2O_3、K_2O、Fe_2O_3,此外V_2O_5的含量也较高,且V与Al、Ti、K的相关性极高;查明原矿的主要伴生矿物有石英、云母等。采用分步化学提取法提取矿石中不同赋存状态的钒,其中硅酸盐矿物态钒最多(91.30% ～ 98.57%),有机质态钒和铁氧化态钒次之,吸附态钒和方解石态钒最少。结合能谱分析与矿物镜下鉴定,查明了矿石中的钒主要以类质同象替代的方式赋存于云母矿物中,其次为铁氧化物态和有机质态。     

三维石墨烯材料的制备及在水处理中的应用研究进展

随着经济的快速发展,越来越多的污染物质进入水体,污染环境,危害人体健康,污染废水亟待净化处理。在众多污水处理方法中,吸附法因经济、高效而被广泛使用。相较于传统吸附剂,石墨烯材料作为一种新型碳材料,具有比表面积大、化学稳定性好、含氧官能团丰富、可修饰性强等优点,对水体中的污染物具有较强的吸附能力。但二维石墨烯材料因片薄、粒径细小,在吸附污染物后较难实现固液分离,从而产生二次污染。将二维石墨烯组装成三维多孔网状聚集体,不仅能有效阻止石墨烯结构层的堆积,促进污染物的扩散吸附,还有利于吸附污染物后的固液分离。因此,在水污染处理领域,三维石墨烯吸附材料逐渐成为研究的焦点。三维石墨烯材料是以(氧化)石墨烯为主体交联形成的多孔网状宏观体新材料,继承了本征石墨烯良好的理化性能。其多孔网状纳米结构赋予自身较高的孔隙率和较快的溶质传输速度等特性,使其在水污染处理中具有良好应用前景。利用不同的化学物质,采取不同的制备方法对石墨烯材料进行接枝改性、掺杂复合等,可促进石墨烯三维宏观结构和微观孔隙结构的形成。综合国内外研究成果发现,三维石墨烯主要通过静电相互作用、π-π堆叠作用、疏水作用、氢键作用和络合作用等与污染物质结合,实现污染物的去除。对于阳离子污染物质,增加三维石墨烯材料表面的活性基团及吸附位点,可有效提高其对阳离子物质的吸附容量,优化其耐酸碱性,并提高吸附质的脱附率。而疏水亲油的三维石墨烯材料是去除油类污染物质的理想吸附材料,提高其孔隙率、比表面积和机械强度可大幅提高吸附材料的吸附性能,增强其弹性强度及热稳定性可显著提高其循坏再生性能。基于水环境污染治理的迫切需求以及三维石墨烯材料优异的吸附性能,本文从水污染治理角度出发,系统总结了水热自组装法、溶剂热自组装法、化学气相沉积法、有机高分子模板法和冰模板法等制备三维石墨烯材料的机理,综述了三维石墨烯材料在含染料、油污等有机污染物以及重金属离子废水中的吸附应用,并对其研究前景和发展趋势进行了展望。     

k-匿名映射的一种局部搜索算法

基于泛化映射的k-匿名技术是保护数据共享环境中的隐私信息的有效方法。然而,寻求具有最佳可用性的泛化映射是NP困难的。提出了一种泛化映射的局部搜索算法,从满足k-匿名的一个等深泛化映射向量出发,依据预定的属性次序,寻找并分解选定属性的过泛化映射,形成新的非等深的满足k-匿名的泛化映射向量。实验表明在搜索等深映射的时间开销基础上,增加少量的计算时间,就可得到可用性更高的泛化映射。     

球磨剥离鳞片石墨制备纳米石墨片的试验研究

以天然鳞片石墨(45～75μm)为原料,通过湿法球磨剥离获得纳米石墨片分散液。探究球磨剥离过程固液比、球料比、球磨机转速、球磨时间对纳米石墨片产率的影响。采用冷冻干燥获得纳米石墨片粉体,并在500℃焙烧2 h去除残留的聚乙烯吡咯烷酮(PVP),获得纳米石墨片粉体材料。利用XRD、FT-IR对纳米石墨片结构特点与含氧官能团进行分析,利用SEM对纳米石墨片的表面形貌与纳米石墨片片径进行表征。结果表明:在液固比为2.75、球料比为12.5时,纳米石墨片的产率较高,为6.26%。当转速为400 r/min,球磨20 h,获得片径均匀的纳米石墨片,当球磨时间延长至30 h时,产率可达10.13%。但球磨机转速较快、研磨时间较长,均会导致纳米石墨片含量的增加,样品变黏稠,使得已剥离的纳米石墨片进一步被破坏,片径减小。优化条件下获得的纳米石墨片片层呈蝉翼透明状,存在弯曲、揉折现象,片层厚度小于50 nm,且纳米石墨片的晶体结构完善,不含含氧官能团,导电性能好。     

氧化程度对3D rGOs形貌结构及吸附性能的影响

通过改变氧化剂用量制备不同氧化程度的氧化石墨(GO),经超声分散,水热还原制备出系列三维还原氧化石墨烯(3D r GOs),采用扫描电镜、X射线衍射、红外光谱、拉曼光谱和紫外可见分光光度计等分析测试手段研究了氧化程度对3D rGOs形貌结构、光谱特征和吸附性能的影响。结果表明:随着氧化程度的增加,水热还原产物在微观上由多层堆积的片状结构逐渐转向均匀多孔网状结构,最后转变为断裂碎片交联的网状结构。吸附容量随氧化程度的增加先增大后减小,当GO羟基含量最多而环氧基含量最少时,3D rGOs吸附性能最好,对罗丹明B、亚甲基蓝和甲基紫吸附量最高分别可达90.9、145.4和237.4 mg/g。     

四川旺苍石墨矿工艺矿物学研究

对四川旺苍石墨矿进行了工艺矿物学研究,查明了矿区内矿石的化学成分、矿物组成、主要矿物的嵌布特征,并对石墨的晶体结构特征进行了测定。结果表明,矿石中石墨主要呈脉状或细脉状与石英、云母相间分布,部分呈自形或半自形散布在脉石矿物中,不同层位石墨粒度大小区别较大。固定碳含量为23.73%~47.41%。酸法纯化后样品的Raman光谱分析显示,石墨的I_D/I_G比值为0.02~0.07,说明各样品中不含非石墨结构的碳类物质,且石墨晶体结构缺陷较少、三维晶体结构发育完善。判定该矿区石墨为晶质鳞片状石墨,且不含隐晶质石墨。