蒙皂石族矿物与有机质的相互作用实验研究
发布时间：2020-12-03 02:48
蒙皂石族矿物是一种重要的粘土矿物,它可以吸附大量的有机质,蒙皂石族矿物和有机质的相互作用广泛发生于沉积物、泥岩和页岩中。在埋藏成岩作用过程中,三八面体蒙皂石（即皂石）转化为绿泥石和二八面体蒙皂石（即蒙脱石）转化为伊利石是两种常见的粘土矿物转化。蒙皂石的矿物转化对有机质的保存和油气成藏目前已有大量的研究工作,但对于蒙皂石族矿物对有机质的吸附机制以及有机质如何影响蒙皂石族矿物转化,尤其是皂石的绿泥石化,目前尚缺乏了解和研究。有鉴于此,本文实验选用两种典型的天然有机质——赖氨酸（左旋）和壳聚糖,分别与蒙皂石族矿物进行吸附,以研究蒙皂石族矿物对有机质的吸附机制和吸附方式与其他粘土矿物之间的差异。另外进行蒙皂石族矿物转化的水热模拟实验,以研究皂石绿泥石化的影响因素和转化机制,同时对两类有机-蒙皂石复合体进行水热模拟实验,探究有机质对蒙皂石族矿物伊利石化和绿泥石化的差异性。主要得到以下结果:1.不同粘土矿物在相同条件下对赖氨酸的最大吸附量顺序:皂石>绿泥石>高岭石>伊利石,使用Freundlich方程拟合各种粘土矿物的相关系数均大于Langmuir方程的相关系数。皂石对赖氨酸存在...
【文章来源】：南京大学江苏省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：79 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１－１三种皂石绿泥石化的转化模型细线代表出现概率小，粗线代表出现概率大??（Ｒｏｂｉｎｓｏｎ?Ｄ，?ｅｔ?ａｌ．，２００２）??“”“”
糖均购于阿拉丁试剂有限公司。赖氨酸的分子量为１４６．２３，壳聚糖是由一系列氨基葡萄??糖单元（单元分子量为１６１）所组成，脱乙酰度（ＤＤ）为８０％？９５％。两种有机质的结??构图如图２－１所示。??ａ?〇??ＮＨ？??ＬｙｓＫｉｎｅ??ｂ??ｃｈ２ｏｈ??ｎｈ２??－?Ｊ?ｎ??Ｃｈｉｔｏｓａｎ??图２－１赖氨酸和壳聚糖的结构图??２．１．２粘土矿物??蒙脱石（Ｍｏｎｔｍｏｒｉｌｌｏｎｉｔｅ，即Ｍｍ）样品采自溧阳蒙脱石矿。经测定蒙脱石的阳离??子交换容量大约在９０？１００ｍｍｏｌ／１００ｇ，总比表面积接近８００ｍ２／ｇ。将提纯的钙基蒙脱石??（ｄ＝１．５０８６ｎｍ）用ＮａＣｌ溶液钠化为钠基蒙脱石，其００１面网间距为１．２９６ｎｍ，用于后??续研究（图２－２）。伊利石（Ｉｌｌｉｔｅ，简写为ＩＬＬ）、绿泥石（Ｃｈｌｏｒｉｔｅ，ＣＨＬ）和高岭土（Ｋａｏｌｉｎｉｔｅ，??简写为ＫＡＯ）均购于河北省灵寿县百胜矿产品加工厂，样品未进行任何加工处理，经??ＸＲＤ分析测试表明绿泥石样品中含有一定量的滑石和角闪石，高岭石和伊利石中含有??９??
显示其〇〇１峰在１４．８?Ａ左右，镁甘油饱和处理和乙二醇饱和处理后００１峰分别迀移至??１５．５?Ａ和１７．０?Ａ，显示其膨胀性。而钾饱和处理定向片和加热处理定向片的００１峰分别??位于１２．７?Ａ和１１．４?Ａ，说明层间距收缩（图２－４）。皂石在进行各种处理后层间距变化的??性质使其区别于其他常见的粘土矿物，如绿泥石、伊利石、高岭石等（Ｍｏｏｒｅ?ａｎｄ?Ｒｅｙｎｏｌｄｓ，??１９９９）。定向片的结果与非定向粉末的ＸＲＤ结果一致，表明我们确实合成了皂石，且没??有其他矿物相。??３０００????１４．６（００１）??－?＿?Ｉ??ｔｏ??Ｃ?２ＣＫＸ）－??３??Ｏ??〇??Ｃ?４．５９（０２?Ｉ?Ｉ?）??ＣＤ?１０００?－?｜??＾?１?２．＾（１３，２２）?１．５３（０６，３３）??Ｉ?．?３．０４（００５）?Ａ?ｆｔ??Ｖ?１．７４（１５，２４，３１）１１??０?＿?ｉ?？?Ｉ?■?ｉ?■?ｉ?？?ｉ?１?Ｉ?■??１０?２０?３０?４０?５０?６０?７０??２０（°）??图２－３合成皂石的非定向粉末Ｘ射线衍射图??１１??
【参考文献】：
期刊论文
[1]蒙脱石对赖氨酸和壳聚糖的吸附实验研究[J]. 徐敏,盛玲,季峻峰,蔡进功. 高校地质学报. 2014(04)
[2]烃源岩中蒙皂石结合有机质后层间水的变化特征及其意义[J]. 蔡进功,卢龙飞,包于进,樊馥,徐金鲤. 中国科学:地球科学. 2012(04)
[3]The significance and variation characteristics of interlay water in smectite of hydrocarbon source rocks[J]. CAI JinGong1*, LU LongFei1,2, BAO YuJin3, FAN Fu1 & XU JinLi3 1 The State Key Laboratory of Marine Geology, Tongji University, Shanghai 200092, China; 2 Wuxi Institute of Petroleum Geology, SINOPEC Exploration and Research, Wuxi 214151, China; 3 Geological Scientific Research Institute, Shengli Oil field Company, Sinopec, Dongying 257000, China. Science China(Earth Sciences). 2012(03)
[4]Chlorite cement and its effect on the reservoir quality of sandstones from the Panyu low-uplift,Pearl River Mouth Basin[J]. Chen Guojun1,Du Guichao1,3,Zhang Gongcheng2,Wang Qi1,Lv Chengfu1 and Chen Ji1,3 1 Key Laboratory of Petroleum Resources Research,Institute of Geology and Geophysics,Chinese Academy of Sciences,Lanzhou 730000,China 2 CNOOC Research Center,Beijing 100027,China 3 Graduate University of the Chinese Academy of Sciences,Beijing 100049,China. Petroleum Science. 2011(02)
[5]高岭石和蒙脱石吸附胡敏酸的对比研究[J]. 滕飞,李福春,吴志强,何为红,李学林,代静玉. 中国地质. 2009(04)
[6]粘土矿物对胡敏酸的吸附行为研究[J]. 廖平凡,吴平霄,吴伟民,陈秋强,徐玉芬. 矿物岩石地球化学通报. 2009(03)
[7]济阳坳陷古近系原型盆地中绿泥石的成分演化特征及其盆地古地温梯度[J]. 赵明,陈小明,季峻峰,张哲,张耘. 中国科学(D辑:地球科学). 2007(09)
[8]Research on preservation and enrichment mechanisms of organic matter in muddy sediment and mudstone[J]. CAI JinGong1,2, BAO YuJin2, YANG ShouYe1, WANG XingXin2, FAN DaiDu1, XU JinLi2 & WANG AiPing1 1 State Key Laboratory of Marine Geology, Tongji University, Shanghai 200092, China; 2 Institute of Earth Sciences, Shengli Oil Company, Dongying 257015, China. Science in China(Series D:Earth Sciences). 2007(05)
[9]泥质沉积物和泥岩中有机质的赋存形式与富集机制[J]. 蔡进功,包于进,杨守业,王行信,范代读,徐金鲤,王爱萍. 中国科学(D辑:地球科学). 2007(02)
[10]粘土矿物对有机质生烃的催化作用[J]. 王行信,蔡进功,包于进. 海相油气地质. 2006(03)
硕士论文
[1]粘土矿物与有机质的复合及其稳定性研究[D]. 徐敏.南京大学 2013
[2]粘土矿物及粘土矿物—胡敏酸复合体对Cd2+的吸附及对Cd2+和Pb2+的选择性[D]. 滕飞.南京农业大学 2009
本文编号：2895864
【文章来源】：南京大学江苏省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：79 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１－１三种皂石绿泥石化的转化模型细线代表出现概率小，粗线代表出现概率大??（Ｒｏｂｉｎｓｏｎ?Ｄ，?ｅｔ?ａｌ．，２００２）??“”“”
糖均购于阿拉丁试剂有限公司。赖氨酸的分子量为１４６．２３，壳聚糖是由一系列氨基葡萄??糖单元（单元分子量为１６１）所组成，脱乙酰度（ＤＤ）为８０％？９５％。两种有机质的结??构图如图２－１所示。??ａ?〇??ＮＨ？??ＬｙｓＫｉｎｅ??ｂ??ｃｈ２ｏｈ??ｎｈ２??－?Ｊ?ｎ??Ｃｈｉｔｏｓａｎ??图２－１赖氨酸和壳聚糖的结构图??２．１．２粘土矿物??蒙脱石（Ｍｏｎｔｍｏｒｉｌｌｏｎｉｔｅ，即Ｍｍ）样品采自溧阳蒙脱石矿。经测定蒙脱石的阳离??子交换容量大约在９０？１００ｍｍｏｌ／１００ｇ，总比表面积接近８００ｍ２／ｇ。将提纯的钙基蒙脱石??（ｄ＝１．５０８６ｎｍ）用ＮａＣｌ溶液钠化为钠基蒙脱石，其００１面网间距为１．２９６ｎｍ，用于后??续研究（图２－２）。伊利石（Ｉｌｌｉｔｅ，简写为ＩＬＬ）、绿泥石（Ｃｈｌｏｒｉｔｅ，ＣＨＬ）和高岭土（Ｋａｏｌｉｎｉｔｅ，??简写为ＫＡＯ）均购于河北省灵寿县百胜矿产品加工厂，样品未进行任何加工处理，经??ＸＲＤ分析测试表明绿泥石样品中含有一定量的滑石和角闪石，高岭石和伊利石中含有??９??
显示其〇〇１峰在１４．８?Ａ左右，镁甘油饱和处理和乙二醇饱和处理后００１峰分别迀移至??１５．５?Ａ和１７．０?Ａ，显示其膨胀性。而钾饱和处理定向片和加热处理定向片的００１峰分别??位于１２．７?Ａ和１１．４?Ａ，说明层间距收缩（图２－４）。皂石在进行各种处理后层间距变化的??性质使其区别于其他常见的粘土矿物，如绿泥石、伊利石、高岭石等（Ｍｏｏｒｅ?ａｎｄ?Ｒｅｙｎｏｌｄｓ，??１９９９）。定向片的结果与非定向粉末的ＸＲＤ结果一致，表明我们确实合成了皂石，且没??有其他矿物相。??３０００????１４．６（００１）??－?＿?Ｉ??ｔｏ??Ｃ?２ＣＫＸ）－??３??Ｏ??〇??Ｃ?４．５９（０２?Ｉ?Ｉ?）??ＣＤ?１０００?－?｜??＾?１?２．＾（１３，２２）?１．５３（０６，３３）??Ｉ?．?３．０４（００５）?Ａ?ｆｔ??Ｖ?１．７４（１５，２４，３１）１１??０?＿?ｉ?？?Ｉ?■?ｉ?■?ｉ?？?ｉ?１?Ｉ?■??１０?２０?３０?４０?５０?６０?７０??２０（°）??图２－３合成皂石的非定向粉末Ｘ射线衍射图??１１??
【参考文献】：
期刊论文
[1]蒙脱石对赖氨酸和壳聚糖的吸附实验研究[J]. 徐敏,盛玲,季峻峰,蔡进功. 高校地质学报. 2014(04)
[2]烃源岩中蒙皂石结合有机质后层间水的变化特征及其意义[J]. 蔡进功,卢龙飞,包于进,樊馥,徐金鲤. 中国科学:地球科学. 2012(04)
[3]The significance and variation characteristics of interlay water in smectite of hydrocarbon source rocks[J]. CAI JinGong1*, LU LongFei1,2, BAO YuJin3, FAN Fu1 & XU JinLi3 1 The State Key Laboratory of Marine Geology, Tongji University, Shanghai 200092, China; 2 Wuxi Institute of Petroleum Geology, SINOPEC Exploration and Research, Wuxi 214151, China; 3 Geological Scientific Research Institute, Shengli Oil field Company, Sinopec, Dongying 257000, China. Science China(Earth Sciences). 2012(03)
[4]Chlorite cement and its effect on the reservoir quality of sandstones from the Panyu low-uplift,Pearl River Mouth Basin[J]. Chen Guojun1,Du Guichao1,3,Zhang Gongcheng2,Wang Qi1,Lv Chengfu1 and Chen Ji1,3 1 Key Laboratory of Petroleum Resources Research,Institute of Geology and Geophysics,Chinese Academy of Sciences,Lanzhou 730000,China 2 CNOOC Research Center,Beijing 100027,China 3 Graduate University of the Chinese Academy of Sciences,Beijing 100049,China. Petroleum Science. 2011(02)
[5]高岭石和蒙脱石吸附胡敏酸的对比研究[J]. 滕飞,李福春,吴志强,何为红,李学林,代静玉. 中国地质. 2009(04)
[6]粘土矿物对胡敏酸的吸附行为研究[J]. 廖平凡,吴平霄,吴伟民,陈秋强,徐玉芬. 矿物岩石地球化学通报. 2009(03)
[7]济阳坳陷古近系原型盆地中绿泥石的成分演化特征及其盆地古地温梯度[J]. 赵明,陈小明,季峻峰,张哲,张耘. 中国科学(D辑:地球科学). 2007(09)
[8]Research on preservation and enrichment mechanisms of organic matter in muddy sediment and mudstone[J]. CAI JinGong1,2, BAO YuJin2, YANG ShouYe1, WANG XingXin2, FAN DaiDu1, XU JinLi2 & WANG AiPing1 1 State Key Laboratory of Marine Geology, Tongji University, Shanghai 200092, China; 2 Institute of Earth Sciences, Shengli Oil Company, Dongying 257015, China. Science in China(Series D:Earth Sciences). 2007(05)
[9]泥质沉积物和泥岩中有机质的赋存形式与富集机制[J]. 蔡进功,包于进,杨守业,王行信,范代读,徐金鲤,王爱萍. 中国科学(D辑:地球科学). 2007(02)
[10]粘土矿物对有机质生烃的催化作用[J]. 王行信,蔡进功,包于进. 海相油气地质. 2006(03)
硕士论文
[1]粘土矿物与有机质的复合及其稳定性研究[D]. 徐敏.南京大学 2013
[2]粘土矿物及粘土矿物—胡敏酸复合体对Cd2+的吸附及对Cd2+和Pb2+的选择性[D]. 滕飞.南京农业大学 2009
本文编号：2895864
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