了解海泡石在有机污染物治理方面的应用及研究进展

了解海泡石在有机污染物整治方面的应用及
讨论进展
海泡石是一种富镁纤维状硅酸盐黏土矿物，属斜方晶系，按形态
可分为—海泡石和—海泡石，其中—海泡石纤维由大束纤维状晶体聚集
而成，—海泡石由细短的纤维状晶体聚集形成。

化学式：Mg8Si12O30（OH）4（OH2）48H2O
伴生矿物：常与凹凸棒石、蒙脱石、滑石等共生。

颜色：呈白色、灰色、绿白色、黄色、蓝色、蓝绿色或红色，具
丝绢光泽，有时呈蜡状光泽。

集合体形态：常成软性致密的白土状或黏土状，有时呈纤维状。

密度：1—2.2g/cm3。

莫氏硬度：2—2.5。

特点：收缩率低、可塑性好；在400℃以下结构稳定，400—800℃脱水为无水海泡石，800℃以上才开始转化为顽火辉石和—方英石；耐
高温性能可达1500—1700℃；具有特别的孔道结构，因而比表面积和孔体积很大，外比表面积为350m2/g，内比表面积为500m2/g，故具有很
强的吸附性、离子交换性和脱色性能。

海泡石价格低廉、储量丰富，作为一种优质价廉的吸附剂具有广
阔的进展前景，在环保领域可用来处理各种工业、生活污水，吸附除去
各种有机和无机污染物等。

下面就简单介绍一下海泡石在处理有机染料、含油废水、养殖废水、铝材切削液废水、垃圾渗滤液、腐殖酸、氨氮、
微囊藻、果糖、双酚A、丙酮、甲苯、氯苯、六氯丁二烯、苯乙烯、萘、菲、十溴联苯醚、氯草敏、苯噻酰草胺、有机磷、阿特拉津等有机污染
物方面的应用及其最新讨论进展。

1、海泡石在有机染料处理中的应用
（1）阳离子有机染料
造纸和印染等工业排放的废水中因含有大量的有机染料（常带有
苯环或荼环），因此其废水具有毒性强、色度大、难降解等特点，不仅
对环境造成污染，还对人和生物体有致畸、致癌和致突变性的危害，必
需进行处理。

最新讨论进展：
李方文等采纳硫酸改性的海泡石处理印染废水，COD去除率达80%
以上，SS去除率和脱色率可达90%以上，除pH之外的出水水质均能达标。

邢新艳等以天然海泡石和蔗糖为原材料，利用水热碳化法制备出
海泡石/C复合吸附剂，复合吸附剂对初始浓度为50mg/L的亚甲基蓝的
去除率为97.2%，高于单纯海泡石对亚甲基蓝的去除率83.1%，且复合
吸附剂对亚甲基蓝的吸附为外表面单层吸附。

马玉书等针对颗粒细小的海泡石作为吸附剂很难与作用体系分别
的问题，以酸改性海泡石为载体，利用共沉淀法制备出对亚甲基蓝具有
良好吸附性能的磁性海泡石，磁核Fe3O4以静电力固载于海泡石纤维表面，该磁性海泡石的回收率可达98.6%。

唐爱东等以海泡石为载体，采纳液相法制备出Cu2O/海泡石催化剂，该催化剂对甲基橙的脱色率为86%，而单纯Cu2O对甲基橙的脱色率仅为58%。

海泡石可以促进Cu2O的分散，有效阻拦了Cu2O颗粒的生长，起
到了分散和稳定Cu2O颗粒的作用。

李计元等以十六烷基三甲基溴化钱（CTAB）改性的海泡石吸附甲
基橙，指出有机改性的海泡石比原矿和酸活化海泡石的吸附本领好，吸
附量是原矿的2倍。

Eren等讨论指出海泡石经氧化锰改性后对结晶紫的吸附容量达
319mg/g，吸附本领比改性前提高4倍。

何明乙等利用水解沉淀法在海泡石上负载BiOCl，海泡石—花球状BiOCl纳米复合材料可实现罗丹明B的完全降解，海泡石将BiOCl的光催化效果提高了14.29%—16.67%。

许鹏鹏以十二烷基磺酸钠对海泡石进行改性，改性海泡石对
25mg/L的罗丹明B的去除率达92%，对罗丹明B的最大吸附量为
24.91mg/g，且该吸附剂具有良好的可循环利用性。

王喜全等采纳HNO3、HCL和CH3COOH分别对海泡石进行改性，采纳硝酸改性的海泡石处理直接桃红12B模拟染料废水的效果最佳，色度和COD去除率分别为83.45%和73.99%。

李桂水等采纳化学沉淀法制备出海泡石负载Bi2O3光催化剂，该光催化剂对初始浓度为50mg/L的孔雀石绿的降解率达95.7%，且重复使用3次后仍有较高的光催化活性，对孔雀石绿的降解率仍可达85.6%。

张丽蓉则采纳阴离子表面活性剂十二烷基苯磺酸钠（SDBS）对海泡石进行改性，改性后的海泡石对100mg/L的孔雀石绿染液的脱色率高达98%、吸附量达98.5mg/g，吸附本领与粉末活性炭不相上下，且其经4次HCl处理再生后仍具有较好的吸附性能。

改性可提高海泡石吸附性能的重要原因是SDBS进入海泡石的层间，扩大了层间距，改善了原矿表面的疏水性。

Alkan等指出海泡石对麦西隆蓝SG具有很好的吸附效果，吸附动力学符合准二级反应动力学方程。

Tekin等发觉海泡石对碱性黄28的饱和吸附量为31.54mg/g。

Tekbas等采纳海泡石吸附黄色7GL染料，发觉海泡石对这种阿斯屈拉松类型染料的饱和吸附量为62.5—88.5mg/g。

冯金讨论指出经高温氧气流改性的海泡石对250mg/L的碱性嫩黄O 染料的单位质量吸附量可达239.35mg/g。

宿程远等制备的改性海泡石负载纳米铁材料对直接耐晒黑的去除率可达98.9%，比仅用改性海泡石的去除率提高了35.7%。

（2）阴离子染料
海泡石经过改性后，不但对阳离子染料具有较好的吸附性能，也能对以阴离子有机染料为主的废水具有较高的去除率和脱色率。

最新讨论进展：
杨胜科等以十六烷基三甲基溴化铵改性的海泡石吸附曙红Y，发觉改性后海泡石的纤维更加蓬松，孔隙度变大，对曙红Y的吸附率高达100%，吸附机理重要是物理静电吸附。

颜靖采纳CTAB对海泡石进行改性，CTAB可与海泡石表面发生化学键合或嵌合在海泡石孔隙中，对海泡石具有良好的修饰作用。

改性后的海泡石对酸性品红的平衡吸附量为83.68mg/g吸附为单分子层的物理吸附。

朱诗莹以经硝酸改性的海泡石为载体，以钛酸丁酯为钛源，利用溶胶凝胶法制备TiO2/海泡石光催化剂，复合催化剂对酸性红B模拟染料溶液的色度和COD的去除率分别为95.73%和87.62%，且催化剂反复回收利用5次后，对酸性红B溶液的色度和COD的去除率仍分别可达55.13%和51.26%。

Du等以具有较大比表面积和介孔结构的Ag2O—TiO2/海泡石复合光催化剂处理酸性红G模拟废水，酸性红G的降解率为98%。

宿程远等以—型海泡石为载体制备出双金属多相类芬顿催化剂，该催化剂对活性艳蓝的去除率为82.12%。

谢治民等采纳Fe—海泡石和Al—海泡石复合吸附剂分别吸附活性艳蓝，发觉吸附是物理与化学共同作用的结果，不是单纯的单分子层吸附，Fe—海泡石具有更仕的吸附效果。

高温焙烧能实现Fe—海泡石复合吸附剂的高效再生，经高温焙烧再生8次后的脱色率依旧为73%。

Bingo采纳海泡石处理含亮黄染料废水，取得了较好的效果。

2、海泡石在含油废水处理中的应用
含油废水是石油开采与炼制、机械加工和食品加工等行业产生的
废水，吸附法处理含油废水的原理是利用亲油材料的多孔性和大的比表
面积，将废水中的溶解油和其它溶解性有机物进行表面吸附，从而实现
油水分别。

最新讨论进展：
为了解决天然海泡石由于表面酸性小和通道窄导致的处理含油废
水效果不佳的问题，林鑫等对海泡石进行热活化后再用于处理含油废水，结果表明海泡石经400℃热活化后，比表面积由247.797m2/g加添到305.849m2/g，改性后的海泡石对模拟含油废水COD的去除率最高可达94.98%。

王月采纳制备的海泡石颗粒吸附剂处理某机械加工厂COD为
170.98mg/L、油含量为72.17mg/L的实际含油废水，COD和油的去除率
分别为92.33%和82.57%，处理后实际废水中油含量为12.45mg/L，达到
污水排放标准。

该颗粒吸附剂简单再生，重复使用3次后，COD去除率
仍可达77.69%。

3、海泡石在养殖废水处理中的应用
养殖废水是一种成分多而杂的高氨氮、高负荷有机废水，如不进
行处理后排放，会影响环境，进而影响人体健康。

现用的厌氧生物处理
工艺多是针对有机物的去除，而废水中高浓度的氨氮会使厌氧微生物的
活动受到抑制。

最新讨论进展：
宿程远等讨论了投加海泡石对厌氧技术处理养殖废水效能的影响，指出海泡石的引入对废水中COD的去除效果不非常明显，平均去除率仅
提高10.1%；而对氨氮的去除效果较为明显，平均去除率提高到44.2%。

同时，海泡石的投加还能削减厌氧颗粒污泥溶解性微生物产物中的大分
子有机物。

4、海泡石在铝材切削液废水处理中的应用
铝材切削液废水中含有脂肪油、脂肪酸、脂类、高级醇类等有机物，需进行处理后再排放。

利用传统的Fenton反应虽然处理难降解有机物时具有较好的效果，但反应需在酸性条件下进行。

最新讨论进展：
严松等以硝酸热改性的海泡石为载体，利用浸渍—共沉淀法负载CuO、MnO制备出中性条件下催化H2O2氧化催化剂，结果表明：在中性条件下，催化剂对铝材切削液废水的COD去除率为88%，并且催化剂具有良好的稳定性和重复使用性。

该催化剂连续使用5次后，催化活性没有明显变化。

废水经该催化剂处理后，可生化性得到明显提高。

5、海泡石在垃圾渗滤液处理中的应用
城市垃圾堆放产生的渗滤液中含有高COD，氨氮浓度较高，成分多而杂，其有机物重要是由大分子的水溶性腐殖质、中等分子的灰黄霉酸类物质和小分子的挥发性有机酸、水溶性腐殖质构成，假如处理不当会危害人类健康。

最新讨论进展：
许朋朋等制备了以海泡石为载体的负载TiO2吸附剂，TiO2/海泡石吸附剂投加到稀释至COD为437.2mg/L的垃圾渗滤液中，TOC降解率为65.47%，COD降解率为55.56%。

王振宇等制备了以海泡石为载体的负载聚乙烯吡咯烷酮/海泡石吸附剂，指出改性后的海泡石可以充分汲取垃圾渗滤液中的物质，TOC单位降解量为10.04mg/g，COD降解率为59.22%。

吸附是从表面开始，速率较快，然后进行内部吸附，速率较慢。

6、海泡石在腐殖酸处理中的应用
地表水和地下水中的天然有机物是饮用水处理的重要对象之一，而腐殖酸（HA）是天然水体中有机物质的重要成分，占水中总有机物的50%—90%，已经成为饮用水水源有机微污染掌控的重点对象。

最新讨论进展：
陈卫等采纳一步原位共沉淀法制备了磁改性海泡石，指出磁性颗
粒Fe3O4负载到海泡石表面及结构中后，海泡石纤维的表面粗糙度提升，比表面积由2.909m2/g加添到25.354m2/g，25℃和35℃条件下对HA的
理论最大吸附量分别为42.76mg/g和39.45mg/g，大于凹凸棒土对HA的
最大吸附量12mg/g。

最佳条件下，磁改性海泡石对HA的去除率可达
78.4%，经7次脱附再生循环使用后，对HA的去除率仍可达71%。

磁改
性海泡石对HA的吸附为单分子层吸附，吸附机理重要为范德华力、氢
键和静电引力。

7、海泡石在氨氮处理中的应用
水中的氨氮（NH4+—N）可转化为亚硝酸盐，假如长期饮用，对人
体健康不利，水中氨氮含量过高时也会导致鱼类死亡。

最新讨论进展：
Balci等讨论表明海泡石对含氮有机物中NH4+的吸附为3.5mmol/g，去除率达90%，其中60%的氮被转化为无毒物质。

颜酉斌等采纳酸化法对海泡石进行改性，再将改性海泡石作为人
工湿地的填料，讨论了其对生活污水中的氨氮去除效果，发觉以海泡石
为填料的人工湿地的出水氨氮浓度为1.8mg/L，而沙填料池中出水浓度
为10mg/L，含海泡石的湿地对氨氮的去除率为85%。

代娟等以盐热和稀土LaCl3掺杂对海泡石进行复合改性，复合改
性海泡石对氨氮浓度为9.04mg/L的污水处理站二级生化出水中氨氮的
去除率为72.23%，处理后废水中氨氮浓度为2.51mg/L，达到城镇污水
处理厂污染物排放标准中规定的氨氮＜5mg/L。

张林栋等将海泡石纯化后，再进行水热活化、酸活化和钠离子交
换改性，改性后的海泡石对氨氮的最大吸附量可达28mg/g，且海泡石在600℃以下具有很好的热稳定性，因此海泡石用于氨氮废水的处理极具
开发价值。

8、海泡石在微囊藻处理中的应用
水体富营养化是目前面临的环境问题之一，其造成的“赤潮”和“水华”现象时有发生。

藻类在代谢过程中或藻体分裂后释放的藻毒素
会对水生生物、家畜、野生动物、微生物和某些植物等产生毒害作用。

最新讨论进展：
骆灵喜等采纳壳聚糖改性海泡石作为絮凝剂，并通过低强度超声
波强化絮凝去除微囊藻，指出壳聚糖改性海泡石的最佳投加量为20mg/L。

李凯等比较了海泡石、膨润土、高岭土、蒙脱土和凹凸棒对铜绿
微囊藻的去除效果，指出单独投加黏土矿物时，海泡石的除藻效果最为
显著。

采纳壳聚糖对海泡石进行改性，可进一步提升其除藻效果，当壳
聚糖与海泡石的质量比为1:8时，浊度的去除效果最佳，可达9.4%。

壳
聚糖—海泡石复合体除藻剂的pH使用范围广，且效率高、经济适用、
除藻效果明显，可在肯定程度上防止藻华的再次爆发。

9、海泡石在果糖处理中的应用
果糖是一种天然营养型甜味剂，可防备糖尿病和肥胖症等，被广
泛应用于食品和医药等行业。

生产果糖排放的废水中含有大量果糖，工
业上通常将废水经环保处理合格后直接排放掉，造成了果糖的大量挥霍。

最新讨论进展：
伍明等讨论了海泡石对果糖的吸附性能，并与活性炭进行了对比，发觉0.3g的海泡石对50mL的0.1mg/mL标准液中果糖的去除率接近100%，而活性炭则需要2.4g才能达到对果糖的最大吸附量，且去除率
仅有海泡石的一半。

吸附于海泡石上的果糖可进行解吸回收，也可直接
应用于饲料或医药行业。

10、海泡石在双酚A处理中的应用
双酚A是用来制造环氧树脂和聚碳酸醋塑料的原材料，进入水体后会对环境造成严重污染，长期暴露会对人体造成生育本领下降或肥胖等不良后果，同时双酚A还是一种典型内分泌十扰物。

最新讨论进展：
杨欣洁等先对天然海泡石负磁制得磁性海泡石，再用CTAB对磁性海泡石进行有机改性，制备出磁性复合有机改性海泡石。

改性海泡石对30mg/L的双酚A的吸附量为25.98mg/g，去除率为86.41%，吸附后经NaOH再生，对双酚A的去除率仍可达57.94%。

改性海泡石对双酚A的吸附以离子交换为主，结合调配作用和静电引力作用。

Liu等以海泡石为催化剂载体，制备了一种非均相等离子体光催化剂Ag/AgCl/铁—海泡石催化剂，该催化剂降解双酚A的效果优于
Ag/AgCl和Fe—海泡石，双酚A基本被完全降解。

11、海泡石在丙酮处理中的应用
丙酮广泛应用于制药行业，具有易挥发、难降解的特点，传统的汲取法因汲取剂饱和时间过短导致汲取效果不佳。

最新讨论进展：
韩静等以HCl对海泡石进行改性，改性海泡石对丙酮的吸附量达54.41mg/g，而海泡石精矿的吸附量仅为7.39mg/g，吸附效果还优于HNO3、H2SO4改性和水热改性的海泡石。

该法对丙酮的吸附，尤其是高浓度丙酮的吸附具有显著效果，为丙酮污染的整治提出了新路线。

12、海泡石在甲苯处理中的应用
甲苯是一种低毒、易挥发有机物，可对空气、水源造成污染。

最新讨论进展：
梁伟朝以HCl对海泡石进行改性，改性后海泡石的总孔容由原矿的0.0140cm3/g增大到0.2103cm3/g，并且海泡石对甲苯的吸附率随着
海泡石总孔容的增大而增大，海泡石吸附甲苯的吸附量可达36.92mg/g，吸附是物理吸附为主的单分子层吸附。

张鹏通过在改性海泡石上负载铜锰，使铜锰/海泡石催化剂在245—270℃下对甲苯的降解率达到50%，在290—300℃时实现完全催化
降解。

在此基础上，连续在活性组分中掺杂适量的铈，可进一步提高催
化剂的活性。

13、海泡石在氯苯处理中的应用
氯苯具有毒性大、污染面广、难生物降解等特点，含氯苯废水是
一种难处理废水。

颜酉斌等采纳先酸改性再热改性的方法对海泡石进行改性，改性
海泡石对50mg/L氯苯的去除率为80%，吸附为表面不均匀吸附。

14、海泡石在六氯丁二烯处理中的应用
六氯丁二烯等卤代烃类污染物是地下水中重要的有机污染物之一，具有较强的毒性和致癌性。

纳米铁催化剂虽可有效地去除六氯丁二烯，
但纳米铁由于自身的高活性、易团聚、空气中稳定性差、水中分散性差
等特点，使其应用受到限制。

刘玉茹等以海泡石作为纳米铁催化剂的载体，在防止纳米铁颗粒
团聚的同时，还能与其产生协同催化作用。

讨论指出海泡石负载型纳米
铁对六氯丁二烯的去除率可达95%，且酸性环境下的去除效果最好，中
性环境次之，碱性环境最差。

15、海泡石在苯乙烯处理中的应用
苯乙烯是一种毒性较强的化学不安全品，对人体和生物具有慢性
毒性和致癌性，是我国恶臭污染掌控的八大受控物之一。

杨斌彬采纳先水热后盐酸改性的方法对海泡石进行改性，改性后
海泡石的比表面积为86.661m2/g，对苯乙烯的饱和吸附量达132mg/g，
升温不利于吸附。

苯乙烯在改性海泡石上的脱附活化能最大为
27.419kJ/mol，脱附活化能越大则改性海泡石与苯乙烯之间的相互作用就越大，说明苯乙烯从改性海泡石上脱附所需要的能量就越大，越不易脱附。

16、海泡石在萘处理中的应用
萘是一种稠环芳香烃，有毒，可致癌。

Ozcan等采纳十二烷基三甲基溴化铵改性海泡石，改性海泡石对萘的饱和吸附量为24.09mg/g，吸附为物理吸附。

17、海泡石在菲处理中的应用
菲是一种多环芳烃，微毒，对动物有致癌作用。

穆森以季铵盐型双子表面活性剂对海泡石进行改性，改性海泡石对菲的去除率为90%以上，pH值和温度会对吸附产生明显影响。

该项讨论可为海泡石处理含有多环芳烃类污染物的废水供给理论依据。

18、海泡石在十溴联苯醚处理中的应用
十溴联苯醚是一种具有难降解和生物蓄积性特点的污染物。

母娜以HCL改性的海泡石为载体，制备的海泡石负载型纳米零价铁对水中十溴联苯醚的去除率几乎为100%，而对土壤中十溴联苯醚的去除率较低，为29.44%，这是由于土壤有机质降低了十溴联苯醚由土壤相迁移到海泡石相的速率导致的。

利用海泡石去除土壤中的十溴联苯醚还有待进一步讨论。

19、海泡石在氯草敏处理中的应用
氯草敏是一种除草剂，喷洒后可被杂草幼芽和根系汲取，输导到茎、叶，从而使杂草死亡。

Gonzalez—Pradas等讨论了利用海泡石去除水中的氯草敏，指出海泡石经600℃焙烧改性后比原矿具有更大的吸附容量，改性海泡石对水中氯草敏的去除率为60.9%。

20、海泡石在苯噻酰草胺处理中的应用
苯噻酰草胺是一种酰胺类除草剂，可降解转换成致癌的二烷基醒
亚胺，对水生生物有剧毒。

彭小悦等以海泡石吸附苯噻酰草胺，指出吸
附不仅发生在表面层，还进入到内层，且产生了键合，苯噻酰草胺通过
氢键、电荷转移、电荷—偶极键形式吸附在海泡石中，海泡石对苯噻酰
草胺的吸附容量大于凹凸棒石的。

21、海泡石在有机磷处理中的应用
乙酰甲胺磷是一种有机磷杀虫剂，被用于蔬菜、水稻、小麦、果
树等作物，可对水域和土壤造成污染。

王欣等利用微波辅佑襄助溶胶凝
胶法制备出海泡石/TiO2复合催化剂，该催化剂对乙酰甲胺磷的光催化
降解率可达19.6%。

22、海泡石在阿特拉津处理中的应用
阿特拉津是一种除草剂，易被雨水淋洗至地下水或地表水中，长
期饮用含有高浓度阿特拉津的水会对动物或人体造成损害。

Liu等以化
学共沉淀法制备出Fe3O4/海泡石磁性复合材料，由于Fe3O4的负载，海泡石的比表面积由70.92m2/g加添到112.44m2/g，复合材料对水中阿特拉津的吸附容量为15.9g/m2。

综上所述，海泡石或改性海泡石可用于处理有机染料、含油废水、养殖废水、铝材切削液废水、垃圾渗滤液、腐殖酸、氨氮、微囊藻、果糖、双酚A、丙酮、甲苯、氯苯、六氯丁二烯、苯乙烯、萘、菲、十溴
联苯醚、氯草敏、苯噻酰草胺、有机磷、阿特拉津等有机物，对大有机
物具有较好的吸附效果，可对环保事业起到的巨大推动作用，但对某些
有机物的吸附性能还有待提高。