江西省高校人文社科重点研究基地江西理工大学环境资源法研究中心简介

第41卷第1期2022年1月硅㊀酸㊀盐㊀通㊀报BULLETIN OF THE CHINESE CERAMIC SOCIETY Vol.41㊀No.1January,2022分子模拟技术在高岭石研究中的应用进展杨有威,罗玉霞,张青青,王春英(江西省矿冶环境污染控制重点实验室,赣州㊀341000)摘要:高岭石是长石和其他硅酸盐矿物天然蚀变的产物,是一种不含水的铝硅酸盐矿物,其层状晶体结构使之具有优异的物理化学性能,从而得到广泛的应用㊂分子模拟技术是一种能在微观层面研究物质性质的科学方法,在材料科学研究中具有重要的作用㊂本文综述了分子模拟技术的基本原理和近年来该技术在高岭石开发应用中的研究进展,主要包含高岭石的理化性质㊁高岭石的掺杂改性对理化性质的影响㊁高岭石对离子/分子的吸附性能规律以及高岭石在矿产开发领域中的一些应用实例㊂根据高岭石的性质特点和实际需要,探讨了高岭石的吸附特性规律,高岭石的改性开发对吸附特性的影响以及理论指导在开发矿产资源方面的应用㊂关键词:高岭石;分子模拟;吸附;改性;密度泛函理论;蒙特卡罗中图分类号:TD985㊀㊀文献标志码:A ㊀㊀文章编号:1001-1625(2022)01-0153-09Application Progress of Molecular Simulation Technology in Kaolinite ResearchYANG Youwei ,LUO Yuxia ,ZHANG Qingqing ,WANG Chunying(Jiangxi Key Laboratory of Mining and Metallurgy Environmental Pollution Control,Ganzhou 341000,China)Abstract :Kaolinite is the product of natural alteration of feldspar and other silicate minerals.It is a kind of aluminosilicate mineral without water content.Its layered crystal structure makes it have excellent physical and chemical properties and it is wide used.Molecular simulation technology is a scientific research method which studies the properties of materials at the micro level and plays an important role in the research of materials science.This paper summarized the basic principle of molecular simulation technology and the application progress of this technology in the development and research of kaolinite in recent years,mainly including the physical and chemical properties of kaolinite,the influence of doping modification of kaolinite on physical and chemical properties,the law of ion /molecular adsorption of kaolinite,and some application examples of kaolinite in the field of mineral development.According to the characteristics and practical needs of kaolinite,the adsorption characteristics of kaolinite,the influence of kaolinite modified development on adsorption characteristics,and the application of theoretical guidance in mineral development were explored.Key words :kaolinite;molecular simulation;adsorption;modification;density functional theory;Monte Carlo收稿日期:2021-09-04;修订日期:2021-11-09基金项目:国家重点研发计划(2019YFC1805100);江西理工大学清江青年英才支持计划(JXUSTJYX2016003)作者简介:杨有威(1998 ),男,硕士研究生㊂主要从事分子模拟与环境污染控制技术的研究㊂E-mail:1287476942@通信作者:王春英,博士,副教授㊂E-mail:cywang@0㊀引㊀言高岭石是高岭土的主要成分[1],得名于江西省景德镇的高岭山,其具有土状光泽,呈白色或灰白色,分子式为Al 4[Si 4O 10](OH)8,化学组分为39.50%(质量分数)AlO 3,46.54%(质量分数)SiO 2,13.96%(质量分数)H 2O,属三斜晶系㊂硅氧四面体(SiO 4)和铝氧八面体(AlO 6)靠O 原子连接成1ʒ1型层状结构,层间的O 原子形成氢键,从而构成了重叠的高岭石层状分子[2-3]㊂作为典型的铝硅酸盐层状黏土矿物[4],高岭石具有良好的电绝缘性㊁耐火性㊁可塑性及一定的白亮度,因此在陶瓷㊁涂料㊁催化剂㊁吸附剂等领域具有广泛的应用[5-9]㊂随着21世纪科学技术不断发展,分子模拟技术作为一种基于经典力学和量子力学等理论的计算模154㊀资源综合利用硅酸盐通报㊀㊀㊀㊀㊀㊀第41卷拟方法已经成为研究物质分子水平性质的有力工具,应用十分广泛[10-13]㊂1㊀分子模拟技术及方法分子模拟技术是一种基于PC 端的计算模拟方法,通过运用一些模拟软件,将试验得到的原始结构数据化,将数据导入软件构建物质模型,验证其合理性后确定物质微观结构㊂分子模拟不仅可以在分子层面模拟物质的结构,还能够模拟物质发生反应前后分子的运动变化,这使其在科学研究中的作用愈加明显[14]㊂目前使用较为广泛的分子模拟软件有Nanoscale Molecular Dynamics(NAMD)㊁Vienna Ab-initio Simulation Package(VASP)和Materials Studio(MS)等㊂NAMD 是在计算机上快速模拟大分子体系并进行动力学模拟的代码包,使用经验力场,通过数值求解运动方程计算原子轨迹㊂NAMD 是众多计算模拟软件中并行处理最好的,可以支持几千个CPU 运算,模拟体系原子数可达103~106个,适合模拟蛋白质㊁核酸㊁细胞膜等体系㊂VASP 是维也纳大学Hafner 小组开发的运用平面波赝势方法进行电子结构计算和量子力学-分子动力学模拟的软件包,通过近似求解Schrödinger 方程得到体系的电子态和能量,既可以在密度泛函理论(DFT)框架内求解Kohn-Sham 方程,也可以在Hartree-Fock(HF)的近似下求解Roothaan 方程;VASP 可以自动确定任意构型的对称性,利用对称性可设定Monkhorst-Pack 特殊点,便于高效计算体材料和对称团簇,不过,软件运行基于Linux 操作系统,操作不及MS 方便㊂MS 是美国Accelrys 公司在2000年专门为材料科学领域研究设计的一款PC 端运行的模拟软件,能够构建分子㊁固体及表面等结构模型,通过运用第一性原理近似求解薛定谔方程,预测材料的物理化学性质,以及模拟催化㊁聚合等化学反应㊂MS 在Windows㊁Linux 操作系统中均可运行,界面友好,包含4大板块23个模块,实用方便,但其开放性不如VASP,且并行效率不高㊂分子模拟方法主要包括量子力学和经典力学㊂量子力学模拟方法包括以DFT 为依据的第一性原理计算法㊁半经验法(Semi-enpirical)和从头算法(Ab initial)㊂经典力学模拟方法主要有分子力学方法(MM)㊁分子动力学方法(MD)和蒙特卡罗方法(MC)等㊂高岭石分子模拟研究中,使用的方法有第一性原理计算法㊁分子力学法㊁分子动力学法和蒙特卡罗方法[15-19]㊂第一性原理计算法根据轨道近似㊁非相对论近似和玻恩近似建立计算模型,并对薛定谔方程作近似处理,只需基本物理量就能用从头算法进行模拟计算,无需任何经验参数对物质体系的性质和结构进行预测和分析,这种计算结果比半经验法应用程度更好㊂通过将多粒子转化成多电子的量子力学方法,帮助解决了许多难以解释的物理化学问题[20]㊂图1㊀分子动力学模拟流程图[22]Fig.1㊀Molecular dynamics simulation flow chart [22]分子动力学方法是一门将数学㊁化学和物理结合成一体的方法㊂以牛顿第二定律为基础,描述模拟分子体系的运动变化,从系统中抽取样本计算构型函数,求解[21]得到模拟体系中原子或分子的位移㊁速度㊁加速度等数据㊂通过对系统内分子运动轨迹进行分析处理,可以得到粒子的径向分布函数㊁均方位移以及自扩散系数等,随后利用得到的数据对粒子的性质进行分析,分子动力学模拟方法的主要流程[22]见图1㊂其中,初始设置的位置和速度是随机选择的,依靠温度和速度大小进行校正,校正结果保证了体系总动量(P )为零(见式(1))㊂P =ðN 1m i v i =0(1)式中:m i 为第i 个原子的质量;v i 为第i 个原子的速度;N 为体系原子数㊂由于Bolzmann 分布随机选取速度为v i 的第i 个原子,当温度为T 时,原子在X 轴上速度v ix 的概率密度ρ(v ix )为:ρ(v ix )=(m i π/PT )1/2exp 12-m i v ix ()(2)其中一定速度下体系的温度(瞬时)可通过公式(3)求得:第1期杨有威等:分子模拟技术在高岭石研究中的应用进展155㊀T =13Nk B ðN i =1|P i |22m i (3)式中:N 为体系原子数;m i 为第i 个原子的质量,g;P i 为第i 个原子的动量,J;k B 为Bolzmann 常数,1.38066ˑ10-23J /K㊂分子力学模拟方法是根据经典力学中的分子力场进行计算模拟的㊂计算时有三个基于核间的近似假设:(1)不考虑电子本身运动和分子力场参数的基础上,根据某一个原子的原子核所在位置,即波恩-奥本海默近似;(2)分子是通过化学键作用聚集起来的原子团;(3)分子的基本单元在不同的分子中仍然具有结构上的相似性㊂只考虑分子中化学键的伸缩㊁旋转和键角的变化,通过能量数值描述变化,寻找合适力场中势能最低的稳定构型,其中力场选择的正确与否决定了计算结果是否可靠㊂蒙特卡罗方法是一种基于热力学进行随机抽样的统计计算方法,抽样是蒙特卡罗方法的核心原理㊂在系统条件下,采用Metropolis 抽样方法,生成微观粒子随机构型,Boltzmann 分布逐渐趋近于平衡后,根据给定的分子位能函数,将粒子间内能加和,得到能量数据㊂具体计算中每产生一个随机状态,粒子都包含3种可能的操作:粒子的插入㊁删除和移动㊂(1)粒子插入㊂在体系中的随机位置插入一个粒子,概率为:p ins (N ңN +1)=min 1,V ∀3(N +1)exp{β[μ-U (N +1)+U (N )]}()(4)(2)粒子删除㊂在体系中随机删除一个粒子,概率为:p del (N ңN -1)=min 1,∀3N V exp{-β[μ+U (N -1)-U (N )]}()(5)(3)粒子移动㊂在体系中随机选取一个粒子移动到另一位置,概率为:p move (s ңsᶄ)=min(1,exp{-β[U (sᶄN )-U (s N )]})(6)式中:U 为构型总势能,J /mol;V 为体系体积,m 3;N 为粒子数;μ为化学势,J /mol;∀为德布罗意波长,m;β=1/k B T ;s 和sᶄ为移动前后粒子在体系中的状态㊂2㊀分子模拟方法在高岭石研究中的应用进展2.1㊀高岭石晶体表面结构特性的模拟研究Gruner [23]于1932年采用X 射线粉末衍射仪对高岭石表面性质进行了分析,发现高岭石晶胞空间群为C c ,属于包含两个结构层的单斜晶系㊂此后,Bish [24]在1993年研究得到了高岭石结构参数(a =0.51535nm,b =0.89419nm,c =0.73906nm,α=91.926ʎ,β=105.046ʎ,γ=89.797ʎ),空间结群C 1最为准确,提出了高岭石属三斜晶系的观点,具体显示见图2,此参数目前被作为研究高岭石的基本标准,并得到广泛的运用㊂高岭石是多晶面矿物,李海普等[25]研究表明,高岭石在(001)面发生的解离只是结构单元层间氢键的断裂,没有化学键的断裂,并且在自然破碎下(001)面的解离相比于其他晶面更加完全,事实上高岭石的(001)面在高岭石颗粒总面积中所占比例也是最大的㊂胡雪飞[26]基于密度泛函理论对高岭石进行研究,证明高岭石(001)面较易解离㊂首先运用MS 软件CASTEP 模块对高岭石晶体模型进行优化,通过收敛性测试确定了模拟的构型参数,在此基础下,选用Buid 功能建立超胞模型改用CASTEP 模块Task 任务优化后计算高岭石晶体结构的能带结构㊁电荷布居㊁态密度等性质,对比后发现O 原子与Si 原子之间的作用强度更强,高岭石晶体易沿着(001)面解离㊂无论是理论模拟还是实验测试,均已对高岭石的结构特性有了充分研究,目前其结构特性已不是研究重点㊂156㊀资源综合利用硅酸盐通报㊀㊀㊀㊀㊀㊀第41卷图2㊀高岭石初始构型三视图Fig.2㊀Three views of initial configuration of kaolinite2.2㊀高岭石改性的模拟研究目前,已有多个研究证明了高岭石对环境污染物的吸附能力[27-29]㊂对于高岭石的吸附原理研究也在不断进行,韩永华等[30]对羟基钙在高岭石表面的吸附机理进行了探索,采用MS软件的CASTEP模块优化,以285eV的截断能㊁LDA(local density approximation)函数和4ˑ2ˑ3的K点为计算条件,优化后建立起2ˑ2ˑ1超胞模型,改用Dmol3模块对已优化的表面模型及Ca(OH)+进行能量计算㊂结果表明,羟基钙吸附可在硅氧面和铝氧面进行,在铝氧面氢原子的1s轨道与羟基钙中氧原子的2p轨道杂化成键,在硅氧面两者以静电吸附的方式结合㊂硅氧面的吸附较为稳定,水分子会影响铝氧面的吸附,说明高岭石虽不是水化膨胀类黏土矿物,但水分子的存在可以影响高岭石对物质的吸附㊂分子模拟技术的另一特点是可以较易满足试验研究所需的条件,如对高岭石进行改性掺杂[31]㊂Zhang等[32]首先合成了煤矸石/g-C3N4催化剂活化过硫酸盐,采用第一性原理计算得出煤矸石中的高岭石降低了过硫酸盐的吸附能,与复合改性前相比,合成的催化剂可以有效地吸附和活化过硫酸盐产生的活性自由基,与试验结果一致㊂Scholtzov 等[33]对高岭石差层复合改性进行了研究,通过第一性原理模拟计算了纯高岭石㊁甲醇插层高岭石㊁甲氧基接枝高岭石㊁混合接枝/插层高岭石和含水混合高岭石的弹性常数㊁体积㊁剪切和杨氏模量等力学参数,分析得到了高岭石最稳定的改性方法为接枝/插层㊂周丽萍[34]通过CASTEP模块优化被掺杂高岭石,优化后的高岭石表面电荷分布㊁态密度和布居分析结果显示高岭石表面的Al原子可以被Fe/Mg/Ca原子单取代或双取代(见图3),从而使高岭石表面具有更多的负电荷,增强了表面共价性,从而增加了成键可能性㊂同时以水合铅离子作为吸附质,研究其在Fe/Mg/Ca掺杂高岭石表面的吸附,与未掺杂的高岭石对比,证实了可以通过掺杂改性提高高岭石的吸附性能㊂实际上,Rybka等[35]合成了零价铁修饰改性高岭石,并将其用作水溶液中Pb(II)和Mo(VI)的吸附剂,试验结果表明,合成的改性高岭石对Pb(II)和Mo(VI)的吸附量相对于未改性高岭石有显著提高,印证了高岭石可通过改性方式提高吸附特性㊂运用密度泛函/第一性原理进行理论计算时,多采用CASTEP模块和Dmol3模块(以MS软件为例),对于能量计算,一般Dmol3模块更为准确,具体计算步骤为,CASTEP模块/Dmol3模块对初始单胞进行结构优化,由Buid模块建立合适的超胞模型并优化,然后进行过渡态搜索或吸附能计算,最后通过模块自带的分析功能选择分析数据,计算参数一般取自经验参数㊂而运用分子力学和分子动力学原理计算时一般以Forcite 模块和Adsorption Locator模块为主,不同的是建立超胞模型后可设置温度㊁压强和孔隙率等参数对模型的淬火㊁退火㊁竞争吸附等行为进行模拟,分子变化能够很直观地在界面体现,具体数据可在返还的文件中找到或在模块分析中导出㊂近年来的研究表明,基于密度泛函理论,分子模拟技术的应用对高岭石的开发研究具有理论指导意义,第1期杨有威等:分子模拟技术在高岭石研究中的应用进展157㊀不但完善了高岭石反应机理,还为高岭石提供了改性方向和方法㊂基于此,未来的模拟技术应用可将其定位为对高岭石变化特征的一种微观研究方法,例如元素插入对高岭石的影响或高岭石与其他材料复合后的变化等,使高岭石材料的研究更富有说服力和可信度㊂图3㊀对高岭石初始结构扩展2ˑ2ˑ1Fig.3㊀Initial structure of kaolinite expanded by 2ˑ2ˑ12.3㊀高岭石对离子/分子吸附的模拟研究已有实验证明高岭石与多数离子相互吸附[36],但离子与高岭石之间的相互作用机理仍需分子层面的理论解释㊂Chen 等[37]通过经典分子动力学模拟研究了Cs +在高岭石中的吸附和扩散行为,结果表明,Cs +优先以表面络合物的形式吸附在硅氧面,并且随着温度的升高,Cs +的扩散系数显著增加㊂然而,不同的高岭石浓度和竞争阳离子对Cs +的扩散系数会有轻微影响;Zhu 等[38]采用分子动力学模拟研究了磺基水杨酸与铝㊁稀土离子(镧和钇)的相互作用以及在高岭石表面的吸附,结果表明,磺基水杨酸和铝之间发生络合反应,形成O Al 共价键,但与稀土离子之间只有弱吸附,因此,磺基水杨酸可以与游离铝离子形成络合物,也可以通过与高岭石(100)面的铝形成氢键吸附在高岭石上,最后通过XPS 和SEM 的检测和分析,验证了分子动力学模拟结果;Zhang 等[39]用密度泛函理论计算和蒙特卡罗方法研究了钙和钾在高岭石表面的微观吸附机理,得到了钙离子和钾离子在高岭石(001)和(001)面上的吸附结构,计算了其结合能,结果显示吸附在高岭石(001)面的主要产物为钙(II)和钾(I),结合穆利肯键电荷和布居数的部分态密度投影表明,吸附产物的钙氧键和钾氧键受离子相互作用支配㊂阳离子水合可以增加吸附发生的概率,增强键间的共价相互作用,之后的吸附实验证明钙离子比钾离子更容易吸附在高岭石上;Chen 等[40]通过第一性原理计算探讨了镉在高岭石基面上的吸附机理㊂结果表明,镉(II)在Kln-Al(001)面的双齿配位优于所有其他研究模型,计算的电子密度差揭示了吸附时表面氧向镉电荷转移,部分态密度分析显示,由于Cd-5p 和O s -2p 轨道在价带中的重叠,Cd-O s 键表现出共价特征㊂此外,利用AIMD 模拟的径向分布函数确定了高岭石-水界面镉配位壳的结构特征㊂杨飞等[41]研究了不同温度下高岭石对重金属离子的吸附,研究表明,在288K 到308K 区间内,随着温度的升高高岭石对Pb 2+㊁Cd 2+的吸附量逐渐降低,密度分布见图4,从吸附量上看,高岭石对吸附图4㊀高岭石吸附Pb 2+密度分布Fig.4㊀Density distribution of Pb 2+adsorbed by kaolinite Pb 2+更有利,且在两种离子的竞争吸附中Pb 2+强于Cd 2+,吸附结果与Sari 等[42]和Zhong 等[43]的实验测试结果基本吻合㊂分子模拟技术目前应用于解释高岭石对离子/分子的吸附机理,对于实验中高岭石去除污染物的现象,直观模型能很好地展示高岭石吸附前后的变化㊂分子模拟方法已经成为研究黏土矿物和其他层状结构材料孔隙中离子/分子能量学㊁结构和动力学的有效工具,为实验结果提供了有价值的补充和指导,是高岭石吸附研究中应用较为广泛的方法之一,未来应用重点依然是对吸附机理的微观变化解释㊂158㊀资源综合利用硅酸盐通报㊀㊀㊀㊀㊀㊀第41卷2.4㊀高岭石在选矿/采矿领域的模拟研究区别于密度泛函理论研究的吸附,分子动力学㊁分子力学和蒙特卡洛方法多组合用于研究高岭石矿物吸附目标矿产/浮选药剂性能㊂在选矿/采矿(主要是采气)领域,Ma等[44]对多种物质分子在高岭石表面的吸附行为进行了模拟研究,结果表明,温度和压力对高岭石(001)面吸附特性有重要影响㊂在较低温度条件下,CO2在高岭石表面的吸附距离小于CH4,但在温度为373K㊁压力为25MPa的条件下,CO2在高岭石表面的吸附距离大于CH4㊂氟碳表面活性剂在高岭石表面的吸附距离远小于H2O㊁CO2㊁CH4㊁N2和C8H18体系,主要是氟碳表面活性剂与高岭石表面具有较强的氢键相互作用,可以改变高岭石表面的润湿性,不仅提高了油气采收率,还削弱了储层亲水性,减弱了高岭石孔隙的锁水效应㊂Liu等[45]和唐巨鹏等[46]还研究了高岭石对页岩气的吸附性能规律,由于页岩气主要存在于页岩层中的有机质和黏土矿物中,占到了总气量的20%~85%(体积分数)[47],因此,两位学者对高岭石吸附页岩气主要成分CH4进行了研究,蒙特卡洛和分子动力学研究表明,高岭石吸附CH4时优先发生在硅氧面上,为物理吸附,但高温不利于其吸附CH4分子,含水率的增加会减少其对CH4的吸附量,研究结果为页岩开采提供了一定的理论支持㊂Han等[48]研究六偏磷酸钠在高岭石颗粒上的分散机理(六偏磷酸钠是浮选工艺和黏土工业中广泛使用的分散剂),应用分子动力学和密度泛函理论模拟了线性聚磷酸盐链与高岭石铝羟基封端表面的相互作用及[HPO4]2-与高岭石铝羟基表面的相互作用,解释了高岭石与分散剂之间的吸附机理㊂黄药作为选矿药剂广泛应用于选矿,Zhang 等[49]考虑到高岭石是采矿中常见的脉石矿物,有必要了解其与黄药的相互作用,因此通过表征手段㊁分子动力学模拟和密度函数理论研究了黄药和高岭土表面的相互作用㊂结果表明,黄药在高岭土表面的吸附符合伪一级(PFO)和朗格缪尔模型,黄药分子以单层吸附在高岭土表面,影响了废水处理过程中高岭土和絮凝剂之间的相互作用㊂Chang等[50]采用实验和分子动力学模拟方法,综合研究了聚丙烯酰胺对铝土矿浮选的影响,发现当聚丙烯酰胺浓度超过临界值时,铝土矿浮选的回收率和选择性迅速下降㊂研究表明,聚丙烯酰胺可以通过其酰胺基与矿物表面的氢氧化铝之间的氢键作用吸附在一水硬铝石和高岭石上㊂低浓度时,聚丙烯酰胺的烃链向外取向,增加了矿物表面的疏水性,而高浓度时,聚丙烯酰胺分子通过分子间作用相互缠结,降低了矿物表面的疏水性,结果与接触角测量结果吻合较好㊂Ziemiański等[51]通过高压和低压气体吸附技术研究了黏土矿物吸附甲烷的影响因素,研究表明,黏土矿物的温度㊁含水量㊁阳离子和孔隙压力等因素都会影响吸附,吸附位点主要位于黏土矿物的层间距表面,不同类型的黏土矿物是控制甲烷吸附的主要因素,佐证了高岭石吸附甲烷的模拟研究结果㊂综合来看,应用分子模拟技术研究与高岭石相关的选矿/浮选领域报道甚广㊂高岭石作为黏土矿物的主要成分之一,在许多矿产中均能发现高岭石的存在㊂因此,高岭石与矿产之间的吸附机理,与浮选药剂之间的作用机理成为研究热点㊂基于矿产资源高效开发利用,未来研究的主要方向依然是与选矿/浮选有关的高岭石改性吸附㊂3㊀结语与展望目前,高岭石吸附离子/分子的模拟研究已从多方面展开㊂近年矿产资源开发利用方面应用模拟技术进行的研究更偏向于外部环境因素(物理㊁化学)对高岭石晶体构型变化规律和对物质吸附特性的影响,如水含量和空隙压力对高岭石吸附CH4的影响或温度㊁金属离子的存在是否会引起高岭石表面的水化等㊂矿产资源开发利用中常能看到高岭石的影子,许多的采矿/浮选实验还留有空白,需要理论计算填补㊂在已有的改性高岭石分子模拟中,国内外对其晶体结构和吸附特性的相关性尚未给出有力证据㊂因而,在实验基础上建立分子模拟研究模型,有利于深入探讨改性高岭石晶体结构和吸附特性的相关性㊂近几年分子模拟技术作为热门的新兴研究方法,广泛应用在材料研究领域㊂分子模拟技术具有指导实验方向,不受实验条件限制,最大限度地避免人为实验所带来的误差等优点㊂综合近年国内外学者的研究,在高岭石开发研究的应用中,国内的计算模拟研究要少于国外,对实验现象的描述以各类表征手段为主㊂因此,国内学者无论是在高岭石吸附㊁改性或是在矿产开发研究中都可将分子模拟技术作为一种可应用的表征手段,以填补理论计算的空白㊂未来高岭石的研究路线应趋向于理论模拟计算指导实验,实验验证模拟计算结果㊂随着模拟方法和实验表征技术的不断发展,分子模拟技术在物质㊀第1期杨有威等:分子模拟技术在高岭石研究中的应用进展159性质研究及开发过程中将发挥重要作用㊂参考文献[1]㊀陆现彩,尹㊀琳,赵连泽,等.常见层状硅酸盐矿物的表面特征[J].硅酸盐学报,2003,31(1):60-65.LU 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第42卷第5期2021年10月VoL42,No.5Oct.2021江西理工大学学报Journal of Jiangxi University of Science and Technology文章编号:2095-3046（2021）05-0048-07DOI:10.13265/ki.jxlgdxxb.2021.05.008引文格式：葛志财，周小柯.基于DEA模型的江西省金融业发展效率测度和比较分析[J].江西理工大学学报,2021,42（5）:48-54.基于DEA模型的江西省金融业发展效率测度和比较分析葛志财1,周小柯$（1.赣南科技学院，江西赣州341000；2,北京联合大学台湾研究院，北京100101）摘要：基于传统DEA和超效率DEA模型，对江西全省及所辖地级市2009—2018年度的金融业发展效率进行了测度，同时测度比较了31省（市、自治区）总体和江西省周边6省2009—2018年度的金融业发展效率。

结果显示：静态来看，江西省金融业发展效率仍相对较低,较明显落后于广东、浙江和福建3省的水平；动态而言，江西省金融业发展效率在考察期内有明显提升，全省金融业全要素生产率年均增长13.3%，且主要由年均9.3%的技术进步所驱动；江西省内部各地市金融业发展效率的变化呈现出较明显的不平衡性。

关键词：金融业；发展效率；不平衡性；比较分析中图分类号:F832.5文献标志码:A当前，我国经济正迈向高质量发展新阶段，发展高质量的生产性服务业既是实现总体经济高质量发展的内在要求，也是各地区推动区域经济发展质量持续提升的重要手段，其在整体经济中的重要性日趋凸显。

生产性服务业能否成为支撑经济中高速和高质量增长的新力量，是宜接关系到中国转变发展方式、优化经济结构、转换增长动力成功与否的重大现实问题叫而金融业是生产性服务业的最重要组成部分之一,2019年我国金融业增加值实现77077亿元，在生产性服务业中所占比重将近三分之一，占GDP的比重为7.78%0金融业的发展可以带来人才、机构、资本和稀缺资源的日益集中，同时没有产生拥挤效应叫既宜接促进本地生产性服务业发展，也为本地制造业的做大做强创造相匹配的金融环境。

江西高职院校分布与区域经济发展关联性分析□黄磊高晶晶李秉强【内容摘要】高职院校与区域经济发展紧密相关，区域经济发展结构决定高职院校的发展布局，与此同时，高职院校的地域分布特点通过人力资源培育等渠道反哺区域经济发展。

在对江西高职院校特别是优质高职院校的地域分布情况深入分析的基础上，结合区域经济的发展情况，研究高职院校的分布与区域经济发展的关联程度。

最后给予高职院校发展布局的政策建议。

【关键词】高职院校；地理位置；区域分布；区域经济；关联性【基金项目】本文为2019年度江西省高校人文社会科学重点研究基地项目“高职教育与产业融合发展的协调机制研究”（编号：JD19039）和国家社科基金重点项目“内外环境变化下我国贸易政策与产业政策的协调机制研究”（编号：18AJY023）成果。

【作者简介】黄磊（1987．2 ），男，江西抚州人；江西科技师范大学讲师；研究方向：教育经济学、职业教育与产业发展高晶晶（1988．6 ），女，江西抚州人；江西科技师范大学工程师；研究方向：教育管理【通讯作者】李秉强（1979．3 ），男，江西丰城人；江西科技师范大学教授；研究方向：教育经济学、职业教育与产业发展为全面分析江西高职院校布局是否有效地促进区域经济的发展，研究高职院校地域分布与区域经济发展的关联性是本文的重点。

本文先从江西高职院校的地域分布进行分析，再结合区域经济发展情况，对高职院校与区域经济发展关系进行深入探讨。

一、江西高职院校区域布局分析（一）江西高职院校在数量上的区域布局分析。

江西目前拥有74所高职院校，其中55所具备高职单独招生资格，具体名单如下：南昌（江西科技学院、南昌理工学院、江西服装学院、南昌工学院、江西应用科技学院、江西工业职业技术学院、江西旅游商贸职业学院、江西机电职业技术学院、江西信息应用职业技术学院、江西交通职业技术学院、江西艺术职业学院、江西司法警官职业学院、江西现代职业技术学院、江西外语外贸职业学院、江西工业贸易职业技术学院、江西建设职业技术学院、江西生物科技职业学院、江西卫生职业学院、江西青年职业学院、南昌职业学院、江西科技职业学院、江西航空职业技术学院、江西先锋软件职业技术学院、江西制造职业技术学院、江西工程职业学院、江西泰豪动漫职业学院、江西传媒职业学院、江西工商职业技术学院、江西水利职业学院、南昌影视传播职业学院）；赣州（江西环境工程职业学院、江西应用技术职业学院、赣南卫生健康职院）；九江（九江职业大学、九江职业技术学院、江西财经职业学院、江大学生感悟半丝半缕恒念物力维艰，让大学生知晓在中华民族传统美德中勤俭节约是消费价值观念的核心。

江西省发展和改革委员会关于2020年度江西省工程研
究中心认定的批复
文章属性
•【制定机关】江西省发展和改革委员会
•【公布日期】2020.12.08
•【字号】赣发改高技〔2020〕1048号
•【施行日期】2020.12.08
•【效力等级】地方规范性文件
•【时效性】现行有效
•【主题分类】科研机构与科技人员
正文
江西省发展和改革委员会关于2020年度江西省工程研究中心
认定的批复
各设区市、有关省直管县（市）发展改革委，赣江新区经发局，省直有关单位、有关省属和中央驻赣企业集团:
你们报来的2020年江西省工程研究中心的申请及有关材料收悉。

经研究，批复如下：
一、原则同意将你们申请的符合条件的工程研究中心予以命名（名单详见附件）。

二、省级工程研究中心要围绕我省的产业特色和优势，着力解决产业发展中的关键技术与装备的瓶颈问题，促进产业技术进步和结构调整，支撑和推动我省经济和社会持续健康发展。

三、请你们抓紧推进相关省级工程研究中心的建设，加强运行管理，不断提高研发、工程化试验能力，完善产学研合作机制，加强协同创新，在构建各具特色和优势的创新体系及提高自主创新能力中发挥重要作用。

附件：2020年江西省工程研究中心认定名单
2020年12月8日附件
2020年江西省工程研究中心认定名单。

收稿日期：2017-08-20基金项目：江西省教育厅科学技术研究项目（GJJ150554）；江西省高校人文社科项目（14JC01）；东华理工大学地质资源经济与管理研究中心开放研究基金项目（14JC01）作者简介：江姗（1989—），女，南昌人，在读硕士研究生，地理学专业，主要研究方向：人文地理。

通信作者：杨庆坤（1984—），男，黑龙江鹤岗人，讲师，博士，主要从事区域地质调查等方面的研究和教学工作。

摘要：梅岭景区地处江西中北部，南昌市西侧，是发育典型的花岗岩地貌景观，该套花岗岩主要形成于新元古代青白口纪，如此古老的花岗岩地貌景区在世界范围内相对少见。

按照地貌的规模和特征，可以将研究区划分出3种尺度和17个地貌类型和现象。

地壳抬升等引起的夷平事件是宏观地形的主要控制因素，与我国华南大部分花岗岩地貌景观形成过程类似。

研究区主要经历了古近纪和第四纪的2期夷平作用，但景观地貌的多样性和独特性主要与岩浆结晶分异作用和结晶速率差异性导致的岩体相变和成层性等以及成岩后期的次级改造有关。

梅岭景区属花岗岩地貌演化的壮年晚期阶段，具有较高的美学和科普价值。

关键词：花岗岩地貌；夷平面；元古代；南昌；梅岭景区中图分类号：TU986文献标志码：A文章编号：1005－7676（2017）04－0011－06JIANG Shan,YANG Qingkun,Huang Baohua,LUO Yong（School of Earth Sciences,East China University of Technology,Nanchang 330013,China）Meiling scenic area is located in north and medium part of Jiangxi province,and west side of Nanchang city,is atypical granite landscape.The granite is mainly formed in Qingbaikou Period of Neoproterozoic,so ancient granite landform scenic area is relatively rare in the world.According to the scope and character of the landscape,the author can divided into 3kinds of scales and 17geomorphic types and phenomenon-large scale terrain.Similar to granite landscape forming process of most of southern China,the study area mainly experienced two phases planation in paleogene and quaternary.There are many aesthetics and scientific values in Meiling scenicarea.granite landform;planation surface;proterozoic;Nanchang city;Meiling scenic area江西南昌梅岭景区花岗岩景观地貌特征及景观价值江姗，杨庆坤，黄宝华，罗勇（东华理工大学地球科学学院，南昌330013）引言花岗岩类是组成大陆地壳的重要岩石类型，在我国分布范围广泛。

第42卷第2期2021年4月Vol.42,No.2Apr.2021江西理工大学学报Journal of Jiangxi University of Science and Technology文章编号：2095-3046（2021）02-0024-05DOI：10.13265/ki.jxlgdxxb.2021.02.005引文格式：徐忠麟，夏虹.论环境民事公益诉讼与环境私益诉讼的协调[J].江西理工大学学报,2021,42（2）：24-28.论环境民事公益诉讼与环境私益诉讼的协调徐忠麟I，2,夏虹6（1.江西理工大学环境资源法研究中心，江西赣州彳！®。

；".新余学院，江西新余338000）摘要：环境民事公益诉讼在实践中的有序运作，不仅需要对该项制度的内部进行协调，还需对该制度与相关程序制度进行协调，协调好该制度与已有的环境私益诉讼的运行模式是其发展的必经环节#现有的公私益诉讼相分离协调模式忽视了环境案件的天然融合性，同时也呈现出顾此失彼的现象。

完全排除诉的合并可能性协调模式并非长久之治，协调两者不仅要考虑二者的同质性、差异性，也要重视两者的相通性、融合性。

在二元模式的大架下建议从中止诉讼、诉的特殊合并、二者协调的现有困境#关键词：环境民事公益诉讼；环境私益诉讼；协调中图分类号：D922.69文献标志码：A为有效保护生态环境，惩罚损害环境利益的行为,2012年修订的《民事诉讼法》在私益诉讼的基础上新增了公益诉讼，拓宽了环境侵害救济途径。

由此，我国存在环境公益诉讼与环境私益诉讼等多种救济模式。

为避免两诉之间发生冲突,2015年施行的《最高人民法院关于审理环境民事公益诉讼案件适用法律若干问题的解释》（以下简称《解释》）明确了两诉的“二元”运行模式，即两诉分别提起，分别审理+由于两诉在诉讼的、诉讼在审理、案件事等存在丨的联系，将二者完全肢解分的模式反利于案件的审理，利于，二者已为理论与的题+的十生态明的，新的环境法，，避免；环境案件事的，在两诉两者的，两诉的，上二者的关系+环境民事公益诉讼与环境私益诉讼在环境益的有，环境法的重要发展方向。

第30卷第1期2022年2月Vol.30No.1Feb.，2022Gold Science andTechnology113离心重选—浮选脱硫工艺回收细粒级钨锡矿物的试验研究张婷1，李平1，冯博2，李振飞11.赣州有色冶金研究所有限公司，江西赣州341000；2.江西理工大学，江西赣州341000摘要：为有效回收广西某细泥中的钨锡矿物，开展了离心重选—浮选脱硫工艺试验研究。

细泥中WO3、Sn 含量分别为0.52%和0.31%，其中钨主要为黑钨矿和白钨矿，分别占47.69%和39.42%；锡主要以锡石形式存在，占比为75.48%，其次为硫化物中的锡，占比为17.42%。

细泥中-0.03mm粒级产率为61.36%，其WO3、Sn金属量分布率分别高达78.52%和70.39%，因此强化细粒级钨锡矿物的回收是提高选矿技术经济指标的关键。

相比传统的摇床重选工艺，离心重选工艺可以有效提高细粒级钨锡矿物的选别指标，获得更高品位的粗精矿，且WO3、Sn回收率分别提高了34.83%和37.43%。

本研究最终采用离心重选—浮选脱硫的联合工艺进行了全流程开路试验，获得了WO3、Sn品位分别为19.46%、9.87%，回收率分别为67.92%、57.52%的钨锡精矿，实现了细粒级钨锡矿物的有效回收。

关键词：细粒级钨锡矿物；细泥；摇床重选工艺；离心重选—浮选脱硫工艺中图分类号：TD954文献标志码：A文章编号：1005-2518（2022）01-0113-09DOI：10.11872/j.issn.1005-2518.2022.01.072引用格式：ZHANG Ting，LI Ping，FENG Bo，et al.Experimental Study on the Recovery of Fine-grained Tungsten and Tin Mineral by Centrifugal Gravity Separation—Flotation Desulfurization Process［J］.Gold Science and Technology，2022，30（1）：113-121.张婷，李平，冯博，等.离心重选—浮选脱硫工艺回收细粒级钨锡矿物的试验研究［J］.黄金科学技术，2022，30（1）：113-121.钨和锡均为我国重要的战略性资源，是高精端制造业中必不可少的金属材料（邢万里等，2016；徐晓衣，2018），被广泛应用在现代国防、工业、科学技术和日常生活中，需求量与日俱增。

矿产资源开发利用方案编写内容要求及审查大纲
矿产资源开发利用方案编写内容要求及《矿产资源开发利用方案》审查大纲一、概述
㈠矿区位置、隶属关系和企业性质。

如为改扩建矿山, 应说明矿山现状、
特点及存在的主要问题。

㈡编制依据
(1简述项目前期工作进展情况及与有关方面对项目的意向性协议情况。

(2 列出开发利用方案编制所依据的主要基础性资料的名称。

如经储量管理部门认定的矿区地质勘探报告、选矿试验报告、加工利用试验报告、工程地质初评资料、矿区水文资料和供水资料等。

对改、扩建矿山应有生产实际资料, 如矿山总平面现状图、矿床开拓系统图、采场现状图和主要采选设备清单等。

二、矿产品需求现状和预测
㈠该矿产在国内需求情况和市场供应情况
1、矿产品现状及加工利用趋向。

2、国内近、远期的需求量及主要销向预测。

㈡产品价格分析
1、国内矿产品价格现状。

2、矿产品价格稳定性及变化趋势。

三、矿产资源概况
㈠矿区总体概况
1、矿区总体规划情况。

2、矿区矿产资源概况。

3、该设计与矿区总体开发的关系。

㈡该设计项目的资源概况
1、矿床地质及构造特征。

2、矿床开采技术条件及水文地质条件。

江西省普通高等学校人文社会科学重点研究基地管理办法（试行）一、总则（一）为落实江总书记“三个代表”重要思想，推动我省高校人文社会科学研究，使高校人文社会科学研究为江西经济建设服务，为社会主义精神文明建设服务，为提高江西高校办学质量服务，使科学研究、人才培养、基地建设三位一体，以实现科研效益的最大化，特制定本办法。

（二）江西高校人文社会科学重点研究基地（以下简称重点基地）的建设标准：1、科学研究，通过组织重大科研项目、产出重大研究成果，促进基础研究和应用研究协调发展，建立起知识创新的体制与机制，使科学研究的整体水平在全国同行中具有较为明显的优势和特色，并力争达到全国一流水平。

2、人才培养，一是通过科学研究，培养高素质的一流学术带头人和中青年学术骨干；二是通过课程开发和吸收研究生参加课题组，促进最新研究成果向教学的转化，促进研究生教育质量的提高；三是为社会各界人士提供以知识更新、岗位培训为主要内容的短期培训，使其成为全省乃至全国相同研究领域的人才培养、培训基地。

3、学术交流和资料信息建设，通过举办全国或国际学术会议、接受国内外访问学者、加强图书资料和信息网络建设等措施，协调本研究领域的学术活动。

发挥对外学术交流窗口作用，成为本学科的全国学术交流和资料信息基地。

4、咨询服务，通过主动承揽应用部门的委托研究课题、吸收实际部门工作人员参加课题组开展合作研究、派遣专兼职研究人员担任实际工作部门顾问等措施，面向各级政府、工商及其他社会各界开展咨询服务，提高解决重大实践问题的综合研究能力和参与重大决策的能力，使其成为省里经济建设、社会发展的思想库和智囊团。

5、深化科研体制改革，要通过建立基地研究人员的聘任制和科学合理的内部分配制度，形成机构开放、人员流动、内外联合、竞争创新，产学研一体化的运行机制，成为全省高校科研体制改革的示范基地。

二、管理体制（三）重点研究基地采取省教育厅和高等学校及社会各界共建、以学校自建为主的方式，实行竞争入选、定期评估、不合格淘汰、达标递补的动态管理。