温和条件下碱土金属硅酸盐的结晶与影响因素*
2021-06-04于学聪郭红光王庆国赵昌明周万福施伟光
于学聪,郭红光,王庆国,赵昌明,周万福,张 琦,施伟光,3**
(1.东北石油大学 化学化工学院,黑龙江 大庆 163318;2.大庆油田有限责任公司,黑龙江 大庆 163002;3.东北石油大学 非常规油气研究院,黑龙江 大庆 163318)
硅酸盐在自然界中含量极高,是构成岩石和土壤的主要成分,约占地壳总质量的95%。天然硅酸盐种类繁多,组成复杂,由于其稳定性好、环境友好、化学性质优越等优点被广泛用于电化学[1-2]、催化[3-4]、吸附材料[5-6]、生物医药等领域[7-8]。但硅酸盐在自然界形成过程中依赖于独特的气候条件和地质、矿物特性,反应时间可能长达几十年,使其在工业和生产中的应用受到了极大的限制。因此,人工合成硅酸盐材料的研究受到了学术界和工业生产的广泛关注。
近年来,人们采用水热合成法、沉淀法、复分解法,以及金属氧化物和SiO2通过高温融合等方法合成硅酸盐及其纳米材料。王斌[9]等在水热300 ℃条件下反应42 h得到的管状硅酸镁结晶体,具有良好的抗磨性。严春杰[10]等在180 ℃水热条件下反应24 h合成了凹凸棒石黏土纳米颗粒,对亚甲基蓝等有机污染物进行吸附处理。许林[11]等采用水热-热转化法将稀土元素Re3+掺杂的硅酸钙前驱体在670~850 ℃下烧制成具有高长径比的硅酸钙纳米线发光材料。Plattenberger[12]等在压力为(1.1~15.5)MPa,温度为75~120 ℃条件下合成了硅酸钙晶体。上述研究说明,结晶良好的硅酸盐材料都需要在较高的温度或温度结合压力的条件下合成,方法过于繁琐,能耗过高,不利于硅酸盐材料的工业化生产。因此,在温和温度(<100 ℃)和常压条件下,探索硅酸盐结晶态是学术界的研究热点。
另外,在油田化学领域中,三元复合驱技术虽然提高了原油的采收率,但是随之也带来了亟待解决的严重结垢问题。……
