沸石对钙离子的吸附/释放规律的研究及应用

发布时间：2024-01-14 15:50

　　有效地控制硅酸钠凝胶的胶凝时间是使用硅酸盐类封堵材料堵漏的关键技术。若形成凝胶的时间太短,硅酸盐类封堵材料在还未泵入漏失地层前就已经完全成胶,将会导致封堵材料无法继续泵送;若形成凝胶的时间太长,就会导致凝胶材料蔓延过长,大量漏失,耽误堵漏施工,并且凝胶速度过慢,还容易被地层之间的窜流冲走或是稀释。这就需要研究出一种方案,能够合理的将硅酸盐类封堵材料的胶凝时间控制在1⁴个小时之间。目前关于控制硅酸钠凝胶的胶凝时间主要是通过延迟与硅酸钠发生胶凝反应的氢离子或是金属阳离子的释放速度。沸石作为一种具有代表性的多孔吸附材料,对氢离子或是金属阳离子具有优秀的吸附能力,同时将吸附了一定量的氢离子或是金属阳离子的沸石放入硅酸钠溶液中,沸石能够通过缓慢释放氢离子或是金属阳离子,而与硅酸钠生成凝胶状的不溶性沉淀,从而有效的延迟硅酸钠凝胶的胶凝时间。本文主要是提出一种有效的控制硅酸钠-氯化钙凝胶胶凝时间的方法,即采用反应面分析法对沸石吸附/释放钙离子的规律建立模型,利用所建立的模型即可计算出在规定的胶凝时间内,沸石、氯化钙以及硅酸钠的加量方案。本文的具体研究内容如下:(1)通过实验研究...

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摘要
Abstract
第1章. 引言
    1.1 研究目的和意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 控制硅酸钠凝胶的胶凝时间的研究现状
        1.2.2 沸石结构及性能
        1.2.3 沸石的吸附技术及应用的研究现状
        1.2.4 沸石的缓释技术及应用的研究现状
    1.3 研究内容及技术路线
        1.3.1 研究内容
        1.3.2 研究方法和技术路线
    1.4 主要完成的工作量和成果
第2章. 沸石对钙离子吸附规律的研究
    2.1 沸石的吸附原理
        2.1.1 表面吸附
        2.1.2 离子交换
    2.2 沸石对钙离子的吸附动力学方程
    2.3 沸石对钙离子吸附规律的实验研究
        2.3.1 实验材料
        2.3.2 实验方法
        2.3.3 实验数据
    2.4 沸石对钙离子吸附模型的拟合
        2.4.1 天然沸石吸附钙离子的数学模型的拟合
        2.4.2 4A沸石吸附钙离子的数学模型的拟合
    2.5 本章小结
第3章. 沸石对钙离子的释放性能研究
    3.1 沸石对钙离子的缓释原理
        3.1.1 包藏原理
        3.1.2 释放原理
    3.2 沸石对钙离子的释放动力学方程
        3.2.1 释放动力学方程
        3.2.2 希古契方程
    3.3 沸石对钙离子的释放规律的实验研究
        3.3.1 实验方法
        3.3.2 实验材料
        3.3.3 实验数据
    3.4 沸石对钙离子缓释模型的拟合
        3.4.1 天然沸石吸附钙离子的数学模型的拟合
        3.4.2 4A沸石吸附钙离子的数学模型的拟合
    3.5 本章小结
第4章. 沸石的吸附、缓释模型对硅酸钠-氯化钙凝胶胶凝时间的控制应用
    4.1 沸石对硅酸钠-氯化钙胶凝时间与凝胶强度的影响
        4.1.1 实验方法
        4.1.3 实验数据
        4.1.4 实验结论
    4.2 沸石对钙离子的吸附、缓释模型的应用
        4.2.1 将胶凝时间控制在 1.5h时的验证实验
        4.2.2 将胶凝时间控制在 2h时的验证实验
        4.2.3 将胶凝时间控制在 4h时的验证实验
        4.2.4 实验结论
    4.3 本章小结
第5章. 结论与建议
    5.1 结论
    5.2 建议
致谢
参考文献



本文编号：3878519