【摘要】 人们普遍认为，在地下发现的盐水pH和成分中，天然砂岩中的ζ电位为负

人们普遍认为，在地下发现的盐水pH和成分中，天然砂岩中的ζ电位为负。ζ电位是对矿物表面电势的测量。Mutlaq Alarouj等人[1]报道了使用富含二价离子的盐水天然盐水对ζ电位的新测量。砂岩样品以石英为主，但也有一些含有白云石、菱铁矿和粘土矿物。石英为主的砂岩表现出与早期研究一致的行为，但含白云石和菱铁矿的样品返回正ζ电位。他们认为，这是由白云石和菱铁矿表面的正ζ电位、二价离子在石英矿物表面的吸附和/或与粘土矿物的离子交换引起的。这一结果对天然砂岩的ζ电位具有广泛的意义，因为ζ电位的大小和极性会影响地球物理监测和带电污染物的传输。ζ电位是在四个完整的砂岩样品上测量的，这些样品饱和了富含二价离子的高浓度天然盐水。两个样品返回了一个较小但为负值的值，这与之前对石英为主的砂岩的研究一致，在之前的研究中，有人认为二价离子在石英矿物表面的吸附和与粘土矿物的离子交换产生了较小的负ζ电位。

 

两个样品返回了以前从未观察到的正ζ电位，这被解释为是由白云石和菱铁矿矿物表面的存在引起的，这些矿物表面在高浓度二价离子的存在下带正电，此外还有二价离子在石英矿物表面的吸附和与粘土矿物的离子交换。

 

许多天然砂岩含有方解石、白云石、菱铁矿和其他矿物，这些矿物在富含二价离子的天然盐水中可能具有带正电的表面。研究结果表明，假设砂岩带负电荷，或者在以石英为主的饱和简单NaCl盐水样品中获得的实验确定的ζ电位趋势适用于地下，这可能是错误的。很少有研究测试过这种性质的岩石和盐水，因此带正电的砂岩在自然界中的普遍性仍然未知。研究结果推动了进一步的工作，以确定测量到的正ζ电位的原因，这对地球物理监测、电动修复和岩石-盐水化学相互作用具有广泛的意义。

 

[1] Miftah Hidayat, Mohammad Sarmadivaleh, Jos Derksen, David Vega‐Maza, Stefan Iglauer, Jan Vinogradov, Zeta Potential of a Natural Clayey Sandstone Saturated With Carbonated NaCl Solutions at Supercritical CO2 Conditions, Geophysical Research Letters, 10.1029/2022GL099277, 49, 15, (2022).

 

科学指南针为您提供材料测试,主要业务范围包括XPS,普通XRD,透射电子显微镜TEM,全自动比表面及孔隙度分析BET等测试。