高精度NMR水泥基材料-土壤-岩芯等多孔介质

时间:2024年10月15日 来源:

对水稻田转化为设施菜地土壤质量的演变按研究侧重点不同大致分为3个方面:土壤物理性质、土壤化学性质和土壤生物学性质演变。在土壤化学和生物学性质的演变研究方面,对水稻田转化后的设施菜地土壤研究发现土壤盐渍化、酸化、养分累积、微生物活性降低等现象频现。近年来,随着核磁共振技术的不断发展,研究者结合先进的核磁扫描和成像技术,实现了低场核磁测氢技术在农业领域、生命科学领域、石油/多孔介质领域、食品/药品领域、高分子材料领域、轻工纺织领域的应用。一方面,由于低场核磁具备场强低(<0.5T)、磁场稳定、均匀性好等优势,对Fe2+、Fe3+、Mn6+等含量较高的土壤磁化作用较小,从而可以检出土壤含水率。另外,由于低场核磁探测设备具有体积小、质量轻、易携带等特点,可以实时、动态、快速、准确地监测田间土壤水分相态的变化,这对于研究农田水分变化规律以及分析和计算农田灌溉用水量具有重要意义。土壤和岩芯在多孔介质中起到支撑和稳定作用。高精度NMR水泥基材料-土壤-岩芯等多孔介质

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低场时域核磁共振技术是一种正在兴起的快速、无损的检测技术。具有无侵入。无损。测试速度快。灵敏度高。不需要对样品进行特殊预处理等优点。主要通过测量在静态磁场中的不同物理、化学、生物环境下的氢原子核的共振信号——时域信号。进而获得研究者所需要的样品的物理化学信息。所测得的整体弛豫时间的幅值与样品中所有含氢物质总量成线性关系。通过与定量标样(已知体积)的弛豫时间幅值比对。可获得样品中含水率信息、渗流及渗透率信息。MAG-MED水泥基材料-土壤-岩芯等多孔介质分析系统低场核磁共振弛豫分析仪软件是整个仪器的灵魂。主要完成射频脉冲发射和信号检测的控制。

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核磁共振对天然岩石饱和油、水两相的不同润湿性状态研究表明:核磁共振弛豫谱在反映储层岩石润湿性变化过程的准确性和敏感性,与常规润湿性评价方法相比其具有实验效率高、无需多次改变岩石原始流体饱和度分布状态等优点。核磁共振技术能够较为准确地评价地下油气藏储层岩石的润湿性特征,而且可以反映润湿性发生变化的微观机制,储层岩石润 湿性动态演化不只与原油组成有关,而且与黏土含量及其类型密切相关。核磁共振在岩心高温老化过程中发现T2弛豫时间较短的核磁信号变化幅度较小, 而T2弛豫时间较长的核磁信号变化较为明显,认为老化过程 中岩石润湿性变化主要发生在较大孔隙中。

随着种植年限的增长,小峰面积呈现消减的趋势,主峰面积呈现增加的趋势。综合研究区各类型土壤吸持自由水和束缚水比重随转化时间的变化特征可知,总体来讲,耕层土壤吸持自由水的性能降低,吸持束缚水的性能提高,土壤吸持水分的有效性下降。这可能是由于大棚土壤耕作次数较少,且多为浅耕,肥料多为表施,灌水次数多,土壤长期保持湿润状态,使得土壤非水稳性团粒结构遭受破坏,通透性变差;无降水、高蒸发量的环境条件导致盐分上升累积,造成土壤板结退化,继而降低了耕层土壤水分的吸持性能。低场核磁设备一般采用永磁体,测试样品介于两磁极中心,通过激励与信号处理即可得到稳定。

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MAG-MED核磁共振分析仪通过弛豫时间长短的测量能够有效区分样品中不同水分含量及比例、样品中孔径大小的分布及孔隙变化信息。 土壤、冻土、岩石材料中的自由水、束缚水、不同相态水。由于水分子中的氢原子核运动能力差异:束缚水相对自由水其氢原子核运动受到束缚强。固态水(冰)相较液态水其氢原子核运动受到的束缚强。所以其弛豫时间存在差异。束缚强的氢原子核弛豫时间短。运动相对自由的氢原子核弛豫长。同理。小孔中水分的氢原子核运动束缚强。弛豫时间短;而大孔中水分的氢原子核运动相对自由。弛豫时间长。核磁共振测量方法一类是测量非均匀磁场中不同时间产生的回波串的信号衰减包络。核磁共振水泥基材料-土壤-岩芯等多孔介质仪器供应商

非常规岩芯磁共振分析仪可测0.02毫升水样,误差±0.5%,并可对气体,如甲烷等,可直接测量。高精度NMR水泥基材料-土壤-岩芯等多孔介质

低场时域核磁共振用于土壤润湿性的检测 土壤润湿性(wettability)对土壤的性能参数之一,其表现为快速吸水,持水能力强。土壤的憎水性(repellency)是指土壤具有较差的润湿性,其表现为植物生长缓慢、表面多尘、因缺少图聚核而结构一致,这种现象增加了地下水污染的可能性。土壤憎水性的成因包括:自然发生的、因火灾或污染产生等。污染引起的土壤憎水性通常是由于土壤长期暴露在液相或气相的石油烃中。因此对于土壤润湿性的评价非常重要。 传统的评价方法包括乙醇滴定法(MED)和水分渗透时间法(WDPT),这两种方法虽然检测快速、易于操作,但也有着不可忽略的弊端。在MED法中:如果不忽略固-液分子相互作用性质的差异的情况,那么土壤/水/空气系统不能直接与土壤/乙醇水溶液/空气系统进行比较,且MED测试结果重复性较差。在WDPT法中:时间维度的选择过于随意,且无特定的物理意义。高精度NMR水泥基材料-土壤-岩芯等多孔介质

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