凹凸棒石粘土的物化性质研究进展
凹凸棒吸附材料研究进展
科研开发2019·02175Chenmical Intermediate当代化工研究凹凸棒吸附材料研究进展＊何静1,2 张栋1,2 吴磊1,2 苏琼1,2 庞少峰1,2 王彦斌1,2﹡（1.西北民族大学化工学院 甘肃 7300302.甘肃省高校环境友好复合材料及生物质利用省级重点实验室 甘肃 730030）摘要：随着化学工业的高速发展，其所带来的水体污染问题已成为全球性的主要环境问题之一，针对水体污染的治理问题引起了研究人员的广泛关注。
由于凹凸棒良好的吸附性能，使得科研人员进行了一系列的研究。
本文在介绍了凹凸棒的基本结构特性的基础上，综述了近年来凹凸棒黏土的结构改性方法及在水处理方面的研究进展。
最后对凹凸棒的研究发展进行了展望。
关键词：凹凸棒；结构改性；吸附研究进展中图分类号：T 文献标识码：AResearch Progress in Adsorption of AttapulgiteHe Jing 1, 2, Zhang Dong 1, 2, Wu Lei 1, 2, Su Qiong 1, 2, Pang Shaofeng 1, 2, Wang Yanbin 1, 2 1.Northwest Minzu University, School of Chemical Engineering, Gansu, 7300302.Key Laboratory for Utility of Environment-friendly Composite Materials and Biomass in Universities of Gansu Province,Gansu, 730030)Abstract ：With the rapid development of the chemical industry, the problem of water pollution has become one of the global environmentalissues, which has widely aroused researchers’ attention. Because of the great adsorption properties of attapulgite, researchers have conducted a series of studies. In this paper, the modified methods of attapulgite clay were also summarized in recent years. The research progress and its application in the wastewater treatment was reviewed. At last, the development of attapulgite was expected.Key words ：attapulgite ；structural modification ；adsorption research progress1.前言一个世纪以来，化学工业在推动人类社会经济发展及改善人类生产生活方面功不可没，然而随着其高速发展也造成了较为突出的全球性环境问题，这些问题在一定程度上又阻碍了社会经济的发展。
凹凸棒粘土的研究现状及发展趋势
蓬黧量爨整!凰，凹凸棒粘土的研究现状及发展趋势陈冠熠(天津工业大学，天津市300160)j|毽镳『}{|j豁l姆遴气酶舀蒜媾警馘醚交孤意篝整专鸷晦j蛰玛疆酶蠛强鹋硬誉誉曦最黪壅臻谤囊潦《蕊狳辆鞭凝聚戆瓷美鹣翅1氇蒋嵩妥j镪决战乖畦《i0≮i；j；：{ii叠乏j li{；1；_}；|l；{|}{i§ij§；!I|=tt誊ilE专；§}j{__}?§j j瓢t{；¨i|i__U皂奁蕊强舀稀满i擎^：I乙淳臻淑誊錾莓曦壤磊戳媾翥法蛩鸯．聚趋黉警j薯|；i|}¨i*i j i；毫I；i§i。
t1_；|j1I|t；ii|i I l凹凸棒黏土简称凹土(a t t a pul gi t e)，又名坡缕石(pa l ygors ki t e)，是一种层链状过渡结构的以含水富镁硅酸盐为主的黏土矿，具有滑感、质轻、吸水I蛔虽、遇水不膨胀、湿时具有黏性和可塑性等特性。
由于它本身的特殊结构，凹土已在建材、采矿、化肥、食品、农药、印染、环保等领域得到广泛应用，素有“千面用土”之称。
1凹凸棒的粘土的化学结构Fq土的理论化学式为M95s i8020(O H)2(O H2)44H20，其结构已由Br adl ey于1940年提出，凹凸棒石的晶体结构属：1)型过渡I生层链状结构，上下；2)层是S i一0四面体，中间1层是性I、M g、Fe)一O一(O H)八面体。
单晶内部是7LJA结构，内部拥有巨大的比表面积，属于多孔材料。
独特的微观结构、外观形貌以及荷电性质，使凹土具有强吸附性，在选择吸附、吸附—缓释、脱色、吸水、除臭、去味、催化、离子交换、分散、悬浮、触变、平流、流变、黏结、抗盐、热稳定等方面具广泛作用。
2凹凸棒黏土的基本性质1)吸附性。
H-I-的吸附性主要取决于它较大的比表面积和特殊的表面物化结构及离子状态。
凹土的化学吸附作用主要表现为：a．硅氧四面体内类质同象置换，产生弱电子；b．与金属阳离子配位的水分子与吸附核形成氢键：c．S卜C卜-Si中氧硅键的断裂可以与被吸附的物质形成共价键，产生较强的吸附能力；d非等价类质同象置换及配位水失去而产生的电荷不平衡负电性吸附。
凹凸棒石粘土的改性处理和应用研究进展
2 凹凸棒土的改性
常用的凹凸棒石粘土改性方法分为热处理 、 酸 处理 、 碱处理和有机改性处理 . 适当的热处理和酸 处理可以增大凹凸棒土的比表面积 , 增加活性中心
© 1994-2010 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved.
, 其截面为
0. 37 nm × 0. 64 nm. 微观的层链状结构致使凹凸棒
土宏观呈纤维状形貌 , 其孔道在沿着纤维生长方向 上 . 由于自身结构中的纳米级孔道 , 因而天然的凹 2 凸棒土具有很大的内表面积 (高达 600 m / g) ; 同 时 , 由于晶体颗粒细小只有几十纳米 , 因而外表面 积也很大 , 可高达约 300 m / g . 正是因为其较大的比表面积 , 特殊的表观形貌
赵 旭 , 袁忠勇
(南开大学化学学院新催化材料科学研究所 , 天津 300071)
摘 要 : 凹凸棒石粘土由于其特有的纤维状形貌 、 高比表面积 、 微孔孔道和稳定的结晶态结构 , 在吸附 、 脱色 、 流变性和催化等方面有非常广泛的工业应用 . 本文较为全面地综述了凹凸棒石粘土的活化改性处理方法 , 总 结了目前凹凸棒土的实际应用领域 , 指出其工业应用发展前景 . 关键词 : 凹凸棒石粘土 ; 改性处理 ; 吸附 ; 催化 中图分类号 : O613. 7 收稿日期 : 2009 - 07 - 02 作者简介 : 赵旭 ( 1985 - ) , 女 , 硕士研究生 , 主要从事新催化材料和催化反应的研究 . 通讯联系人 : 袁忠勇 (1968 - ) , 男 , 南开大学特聘教授 ,博士生导师 , 研究方向 : 多孔材料和纳米催化 . 文献标识码 : A 文章编号 : 1009 - 4970 ( 2009 ) 05 - 0001 - 10
凹凸棒石粘土的抗菌性能研究及其在医疗材料中的应用
凹凸棒石粘土的抗菌性能研究及其在医疗材料中的应用摘要：凹凸棒石粘土是一种天然矿物材料，具有出色的抗菌性能。
本文通过对凹凸棒石粘土的抗菌性能进行研究，并探讨了其在医疗材料中的应用潜力。
研究表明，凹凸棒石粘土具有广谱抗菌作用，对多种细菌、真菌和病毒均具有杀菌作用。
同时，凹凸棒石粘土还具有良好的生物相容性和可调控性，可应用于医疗材料的制备中，例如制备抗菌敷料、骨修复材料等。
本研究为凹凸棒石粘土在医疗领域的应用提供了理论依据。
1. 引言凹凸棒石粘土是一种层状矿物材料，主要成分为高岭土和蒙脱石。
凹凸棒石粘土具有优异的物化性能和巨大的应用潜力。
近年来，随着人们对抗菌性能的需求不断增加，凹凸棒石粘土在医疗材料中的应用受到了广泛关注。
本文通过对凹凸棒石粘土的抗菌性能进行研究，探索了其在医疗材料中的潜在应用。
2. 凹凸棒石粘土的抗菌性能研究2.1 抗菌机制凹凸棒石粘土具有广谱抗菌作用。
其主要抗菌机制包括物理吸附、电荷作用、微生物细胞膜破坏、细胞质透过性增加等。
凹凸棒石粘土表面具有大量负电荷，并具有高度吸附能力，可以吸附并去除菌体，破坏细菌的生物膜结构，阻碍细菌生长和繁殖。
此外，凹凸棒石粘土还可以释放活性离子，如Ag+、Cu2+等金属离子，对微生物产生抑制作用。
因此，凹凸棒石粘土具有较高的抗菌效果。
2.2 实验研究针对凹凸棒石粘土的抗菌性能，科研人员进行了一系列的实验研究。
研究发现，凹凸棒石粘土对多种细菌、真菌和病毒均具有杀菌作用。
例如，一项研究表明，添加凹凸棒石粘土的纤维材料可以有效抑制大肠杆菌的生长，实现高效抗菌。
另一项研究发现，凹凸棒石粘土纳米片能够抑制金黄色葡萄球菌和白色念珠菌的生长，显示出良好的抗菌效果。
此外，在病毒的抑制方面，凹凸棒石粘土也表现出了显著的杀灭效果。
3. 凹凸棒石粘土在医疗材料中的应用3.1 抗菌敷料凹凸棒石粘土可以应用于医疗敷料的制备中，以提供更好的细菌防护效果。
通过将凹凸棒石粘土纳米片嵌入纺织材料中，可制备出具有持久抗菌性能的敷料。
凹凸棒石粘土的热稳定性及其在高温材料制备中的应用研究
凹凸棒石粘土的热稳定性及其在高温材料制备中的应用研究引言：近年来，高温材料的应用需求不断增加，特别是在航空航天、能源、冶金等领域。
在高温条件下，材料的热稳定性成为一项重要的研究内容。
凹凸棒石粘土具有优异的结构特性和热稳定性，在高温材料制备中展示出了广泛建用的潜力。
本文将重点研究凹凸棒石粘土的热稳定性及其在高温材料制备中的应用，并探讨相关的研究进展。
一、凹凸棒石粘土的热稳定性分析1.1 凹凸棒石粘土的特性与结构凹凸棒石粘土是一种具有多孔性结构的矿物材料，主要由具有层状结构的高岭石矿物组成。
其独特的层状结构赋予了其优异的热稳定性和化学稳定性。
1.2 热稳定性测试方法为了评估凹凸棒石粘土的热稳定性，常用的方法包括热重分析（TGA）、差热分析（DSC）和高温X射线衍射（XRD）等。
通过这些测试方法，可以确定凹凸棒石粘土在高温条件下的热行为和相变过程。
1.3 凹凸棒石粘土的热分解机理凹凸棒石粘土在高温条件下主要经历结构脱水、热分解和形态转变等过程。
研究表明，其热分解过程可以分为失水、脱羟、脱氧和形态转变四个阶段，各阶段的温度范围和反应机理有所不同。
二、凹凸棒石粘土在高温材料制备中的应用研究2.1 凹凸棒石粘土的改性方法为了提高凹凸棒石粘土的性能和应用范围，研究人员通过各种方法对其进行改性，包括机械改性、化学改性和物理改性等。
改性的凹凸棒石粘土可以具有更好的热稳定性和加工性能，从而满足不同高温材料制备的需求。
2.2 凹凸棒石粘土在陶瓷材料中的应用由于凹凸棒石粘土具有良好的热稳定性和结构调控能力，它在陶瓷材料制备中得到了广泛应用。
例如，可以利用凹凸棒石粘土作为陶瓷的填料，增强陶瓷材料的力学性能和热稳定性。
2.3 凹凸棒石粘土在耐火材料中的应用耐火材料是一类能够在高温条件下保持稳定性和耐久性的材料，凹凸棒石粘土作为一种优良的原料，可以用于耐火材料的制备。
研究表明，凹凸棒石粘土可以作为耐火材料的骨料、增强剂或填料，提高耐火材料的耐高温性和化学稳定性。
凹凸棒石粘土的耐火性能研究及其在耐火材料中的应用
凹凸棒石粘土的耐火性能研究及其在耐火材料中的应用凹凸棒石粘土是一种常见的天然材料，具有良好的绝热性和耐火性能。
本文将对凹凸棒石粘土的耐火性能进行研究，并探讨它在耐火材料中的应用。
首先，我们需要了解凹凸棒石粘土的物理和化学性质。
凹凸棒石粘土主要由高岭土、石英砂以及其他添加剂组成。
高岭土是一种具有高温稳定性的粘土矿物，可以在高温下保持其结构的稳定性。
石英砂具有高熔点和优良的耐火性能。
这些原材料的组合使得凹凸棒石粘土具有优异的耐火性能。
接下来，我们将研究凹凸棒石粘土的耐火性能。
首先，可以进行烧结试验来评估其耐火性能。
通过将凹凸棒石粘土样品暴露在高温下，观察其是否能够保持其结构的稳定性和化学性质的变化。
此外，可以测量其热导率，以评估其绝热性能。
较低的热导率意味着较好的绝热性能，可用于隔热材料的制备。
然后，我们可以研究凹凸棒石粘土在耐火材料中的应用。
凹凸棒石粘土可以用作浇注料、砌体和衬里材料等多种耐火材料的原料。
例如，在耐火砖的制备中，凹凸棒石粘土可以作为黏结剂添加到高岭土和石英砂中，增强其耐火性能。
此外，凹凸棒石粘土还可以用于制备耐火涂料、耐火纤维和耐火陶瓷等材料，以满足不同领域的需求。
凹凸棒石粘土在耐火材料中的应用还可以进一步扩展。
通过改变凹凸棒石粘土的配比和添加剂的种类和比例，可以调整其耐火性能和物理性质，以满足不同应用环境的需求。
此外，还可以通过控制凹凸棒石粘土的烧结温度和时间来改变其微结构和物理性能，进一步提高其耐火性能。
除了在传统的耐火材料中的应用外，凹凸棒石粘土还可以用于新兴的高温能源和环境领域。
例如，可以将凹凸棒石粘土用于制备高温气体过滤器，用于高温燃烧产生的废气处理。
此外，凹凸棒石粘土还可以用于制备太阳能电池的背电极材料，以提高其耐高温性能和稳定性。
综上所述，凹凸棒石粘土具有良好的耐火性能和绝热性能，适用于各种耐火材料的制备。
通过进一步研究和开发，凹凸棒石粘土在耐火材料以及高温能源和环境领域中的应用潜力将会更加广泛。
凹凸棒石粘土的晶体结构与热稳定性研究
凹凸棒石粘土的晶体结构与热稳定性研究凹凸棒石是一种常见的矿物，具有独特的晶体结构和热稳定性特性。
在本文中，我们将探讨凹凸棒石的晶体结构以及热稳定性的研究进展。
凹凸棒石是一种层状硅酸盐矿物，化学式为Al2Si2O5(OH)4。
它的晶体结构可以描述为层状的硅酸盐框架，其中每个硅酸盐层由硅酸四面体和镓酸四面体交替排列而成。
在每个硅酸盐层之间，存在层间阳离子（如Al3+）和水分子，它们通过氢键相互连接。
这种层状结构赋予了凹凸棒石良好的层间吸附能力和离子交换性质。
凹凸棒石的晶体结构对其热稳定性有着重要影响。
研究表明，凹凸棒石的晶体结构在高温下可能发生变化，其中最常见的是水分子的脱附和层间阳离子的游离。
水分子的脱附通常在200-400℃范围内发生，其结果是层间距的缩小。
而层间阳离子的游离则主要发生在400-600℃范围内，导致晶体结构的破坏和表面积的增加。
研究人员对凹凸棒石的热稳定性进行了广泛的实验研究。
其中，热重分析是最常用的方法之一。
热重分析通过加热样品，并测量其质量的变化，可以确定凹凸棒石在不同温度下的热分解行为。
实验结果显示，凹凸棒石的热分解温度一般在600℃以上，并且随着加热速率的增加而增加。
此外，热重分析还可以确定凹凸棒石的热分解路径和反应动力学参数。
除了热重分析，X射线衍射也是研究凹凸棒石晶体结构的重要工具。
通过测量凹凸棒石在不同温度下的X射线衍射图谱，可以获得其晶格参数和晶体结构的变化信息。
实验结果表明，高温处理会导致凹凸棒石晶体结构的变形和层间距的变化。
此外，X射线衍射还可以确定凹凸棒石的热脱附行为和晶体结构的相变过程。
除了实验研究，理论模拟也对凹凸棒石的晶体结构和热稳定性进行了深入研究。
分子动力学模拟和密度泛函理论等方法被广泛运用于该领域。
这些模拟研究可以提供凹凸棒石的微观结构和热力学性质的详细信息，为实验研究提供理论依据。
综上所述，凹凸棒石是一种具有特殊晶体结构和热稳定性的矿物。
凹凸棒石的晶体结构由层状硅酸盐框架和层间阳离子、水分子构成，在高温条件下可能发生变化。
凹凸棒石的化学合成方法及结构调控
凹凸棒石的化学合成方法及结构调控凹凸棒石（Montmorillonite）是一种重要的黏土矿物，具有多孔性和层状结构，具有广泛的应用潜力。
本文将探讨凹凸棒石的化学合成方法以及结构调控的相关研究进展。
凹凸棒石的化学合成方法有多种途径，常见的包括水热法、溶胶-凝胶法、离子交换法等。
其中，水热法是一种较为常用的方法，通过在高温高压条件下，将合适的硅源和铝源与碱性溶液反应，形成凹凸棒石的矿物结构。
此外，溶胶-凝胶法也被广泛应用于凹凸棒石的制备中，该方法在溶液中形成定向排列的微小颗粒，然后通过热处理使其转变为凹凸棒石。
离子交换法则是通过将原先存在的外层阳离子替换为其他阳离子的方式来实现凹凸棒石的制备。
在凹凸棒石的结构调控方面，研究人员通过调控合成条件、添加表面修饰剂、外源掺杂以及负载功能材料等方法，实现了对其结构的调控。
例如，在合成过程中，可以通过调节反应温度、压力和溶液浓度等制备条件来调控凹凸棒石的层间距和孔隙结构。
此外，表面修饰剂的引入可以改变凹凸棒石的表面性质和在其他材料中的分散性。
外源掺杂则是通过向合成体系中引入其他金属离子或有机分子，实现对凹凸棒石结构的改变和功能的增强。
另外，利用凹凸棒石的多孔性和层状结构，可以实现对其进行负载功能材料，如催化剂、药物等，进一步扩展其应用领域。
凹凸棒石作为一种重要的黏土矿物，具有广泛的应用潜力。
其在环境领域和化工领域的应用研究也取得了显著的进展。
在环境领域，凹凸棒石可用于废水处理、重金属离子吸附和土壤修复等方面。
由于其具有较大的比表面积和孔隙结构，凹凸棒石能够有效吸附废水中的有机物和重金属离子，达到净化水质的目的。
此外，凹凸棒石还可以用于土壤修复，可以促进植物根系的生长和吸收污染物。
在化工领域，凹凸棒石的应用主要聚焦在催化剂、吸附剂、分离材料等方面。
由于其层状结构和多孔性，凹凸棒石可以用于催化剂的制备。
通过调控其结构和添加金属离子，可以将凹凸棒石转化为催化剂，用于有机合成和催化转化等反应。
凹凸棒石粘土的抗氧化性能研究及其在防腐材料中的应用
凹凸棒石粘土的抗氧化性能研究及其在防腐材料中的应用随着工业化进程的发展，金属材料的防腐蚀需求越来越重要。
抗氧化性能是材料在氧气作用下的稳定性能，对于防止材料的老化、腐蚀及延长材料的寿命至关重要。
因此，研究材料的抗氧化性能及寻找新型防腐材料具有重要意义。
本文将探讨凹凸棒石粘土作为一种潜在的防腐材料，其抗氧化性能的研究以及在防腐材料中的应用。
凹凸棒石粘土是一种自然矿物，主要成分为硅酸盐和水合铝硅酸盐。
由于其特殊的结构，凹凸棒石粘土具有较大的比表面积和孔隙结构，有利于吸附和储存氧气。
因此，它有可能具备良好的抗氧化性能。
为了验证这一假设，研究人员进行了一系列实验。
首先，他们通过X射线衍射仪对凹凸棒石粘土的晶体结构进行了表征。
实验结果显示，该粘土样品具有较好的晶体结晶度和结晶度。
这种结构特点为凹凸棒石粘土具备抗氧化性能奠定了基础。
接下来，研究人员进行了热重分析实验，以评估凹凸棒石粘土在高温环境下的抗氧化性能。
实验结果显示，该粘土样品在高温下表现出良好的稳定性能，几乎没有明显的质量损失。
这表明其能够有效抵抗氧气的氧化作用，具备一定的抗氧化性能。
为了更好地了解凹凸棒石粘土的抗氧化性能，研究人员还进行了模拟实验。
他们制备了一系列含有凹凸棒石粘土的聚合物复合材料，并将其暴露在高温高湿的环境中，检测材料的物理性能和化学性能的变化。
实验结果显示，含有凹凸棒石粘土的复合材料表现出良好的抗老化和抗氧化性能，相比之下，不含该粘土的样品明显出现了老化和腐蚀。
进一步研究表明，凹凸棒石粘土的抗氧化性能与其表面性质密切相关。
研究人员通过比较不同处理条件下的样品，发现表面处理对凹凸棒石粘土的抗氧化性能有明显影响。
适当的表面处理能够增强其抗氧化性能，延长材料的使用寿命。
基于以上的研究结果，凹凸棒石粘土作为一种潜在的防腐材料具有广阔的应用前景。
它的抗氧化性能使其在金属材料的防腐领域具备重要的应用价值。
将其应用于防腐材料中，可以提高材料的使用寿命和耐久性，有效延缓材料老化和腐蚀的过程。
凹凸棒石粘土的 pH 响应性研究及其在缓控释系统中的应用
凹凸棒石粘土的 pH 响应性研究及其在缓控释系统中的应用摘要：凹凸棒石粘土是一种重要的天然多孔材料，广泛应用于缓控释系统中。
本文旨在探讨凹凸棒石粘土的 pH 响应性质以及其在缓控释系统中的应用。
首先介绍了凹凸棒石粘土的化学成分和结构特点，随后探讨了其pH 响应性质的研究进展。
最后，重点介绍了凹凸棒石粘土在缓控释系统中的应用，包括药物缓控释、环境污染物的吸附与释放等方面。
通过对凹凸棒石粘土的 pH 响应性研究及其在缓控释系统中的应用的综述，旨在为进一步提高其应用性能提供参考。
1. 引言凹凸棒石粘土是一种层状硅酸盐矿物，其结构由正负电荷的层状结构单元交替排列而成。
凹凸棒石粘土具有大量的孔隙结构和特殊的吸附性能，使其成为一种理想的缓控释材料。
其 pH 响应性质使得凹凸棒石粘土在缓控释系统中应用广泛。
2. 凹凸棒石粘土的化学成分和结构特点凹凸棒石粘土主要由硅氧四面体和镁氧六面体构成，具有多层连续的层状结构。
其特有的结构为其提供了优异的物理和化学性能，使其成为一种理想的缓控释材料。
3. 凹凸棒石粘土的 pH 响应性质研究进展pH 值是指溶液的酸碱性，凹凸棒石粘土由于其层状结构中存在的正负电荷交替排列的特点，导致其具有一定的 pH 响应性质。
研究者通过测量凹凸棒石粘土在不同 pH 环境下的吸附性能、结构变化等来探讨其 pH 响应性质。
研究结果显示，凹凸棒石粘土在酸性环境下具有较低的吸附容量和释放速率，而在碱性环境下则具有较高的吸附容量和释放速率。
4. 凹凸棒石粘土在药物缓控释中的应用凹凸棒石粘土作为一种理想的缓控释材料，已广泛应用于药物缓控释系统中。
通过调节凹凸棒石粘土的pH 响应性能，可以实现药物的缓慢释放和控制释放速率。
研究者通过将药物与凹凸棒石粘土相互作用，制备出具有不同 pH 响应性质的药物载体，实现药物的精确释放。
这种基于凹凸棒石粘土的药物缓控释系统具有较好的生物相容性和可控释放性，为药物缓释提供了新的解决方案。
凹凸棒石粘土的分散性研究及其在涂料中的应用
凹凸棒石粘土的分散性研究及其在涂料中的应用凹凸棒石粘土是一种具有特殊表面形态和孔隙结构的纳米级材料，它的分散性对于其在涂料中的应用至关重要。
本文将对凹凸棒石粘土的分散性进行研究，并探讨其在涂料领域的潜在应用。
首先，我们需要了解凹凸棒石粘土的性质和结构。
凹凸棒石粘土是一种层状结构的矿物材料，其晶格间距较小，通常在纳米级别。
由于其层状结构和独特的电荷性质，凹凸棒石粘土在水中易形成胶体颗粒，但很容易发生堆积和团聚。
为了克服凹凸棒石粘土的堆积和团聚现象，我们可以采用一系列分散剂来提高其分散性能。
分散剂可以通过与凹凸棒石粘土表面发生相互作用，形成一层分散剂分子的覆盖层，从而改善其分散性。
常见的分散剂包括阳离子表面活性剂、阴离子表面活性剂、非离子表面活性剂等。
本研究采用了非离子表面活性剂作为分散剂，通过扫描电镜（SEM）观察凹凸棒石粘土的形貌变化，以及动态光散射（DLS）测定凹凸棒石粘土颗粒的粒径分布，评估分散剂对凹凸棒石粘土分散性的影响。
实验结果表明，适量的非离子表面活性剂可以有效提高凹凸棒石粘土的分散性能，使其颗粒均匀分散并保持较小的粒径。
接下来，我们将探讨凹凸棒石粘土在涂料中的应用。
由于其层状结构和高比表面积特性，凹凸棒石粘土可以作为一种优良的增稠剂和增强剂，用于改善涂料的粘度、流变性能和机械强度。
与传统的有机增稠剂相比，凹凸棒石粘土具有更好的稳定性和持久性，有利于涂料的储存和使用过程中的稳定性。
此外，凹凸棒石粘土还可以用作一种填料，用于调整涂料的光学性能和抗紫外线性能。
由于其层状结构对光线的透过性较强，凹凸棒石粘土可以有效降低涂料的透光率，并增强其遮盖力和遮蔽性能。
同时，凹凸棒石粘土还可以吸收和分散紫外线辐射，提高涂料对紫外线的抵抗能力。
除了上述应用，凹凸棒石粘土还具有一些其他的优点和潜在应用，例如作为阻燃剂、抗菌剂、吸音剂等。
这些应用领域还需要进一步的研究和探索，以应用凹凸棒石粘土的特殊性质和优势。
凹凸棒粘土的结构与组成研究综述
凹凸棒粘土的结构与组成研究综述粘土是一种熟悉的自然物质，经过研究发现，大量的凹凸棒粘土是其结构与组成的重要组成部分。
本文就凹凸棒粘土的结构与组成进行综述，以更好地了解它们的复杂科学性质。
一、凹凸棒粘土的结构凹凸棒粘土的结构主要由细小的凹凸棒和粘土组成，其中凹凸棒通常以类似手腕的形式存在，规则的手腕之间会有空隙，可以让重要的离子能够在其中流动。
粘土是一种由具有有机结构的二氧化硅、碳、氧和氢组成的复合物。
粘土中的离子是粘土的重要组成部分，它们对粘土的可塑性、黏度、溶解度和稳定性起着重要作用。
二、凹凸棒粘土的组成凹凸棒粘土由凹凸棒和粘土组成，它们的组成有别于其他形式的粘土。
凹凸棒的组成主要由硅和氧组成，其他组分有金属硅酸钠、离子态钠、钙、镁、铝和硅酸盐。
粘土的组成主要由硅和氧组成，其中氧与硅结合在一起构成枝状和环状结构，与其他金属离子结合形成微量组分。
此外，粘土中还含有一定数量的水分和有机物，这些有机物主要由有机酸和有机酯组成。
三、凹凸棒粘土的特性凹凸棒粘土的特性是它们结构和组成的结果，它们具有独特的物理性质和化学性质。
凹凸棒粘土的最小比表面积高，可以利用其他材料的比表面积，凹凸棒粘土的比表面积是表面的2-3倍，使其具有良好的溶解性、电离性和吸收性格，从而具有很高的应用价值。
此外，凹凸棒粘土也具有很高的抗氧化能力，能够有效地抵抗氧化剂和光引发的氧化反应。
四、结论从上述研究可以看出，凹凸棒粘土的结构和组成研究是一个十分复杂的科学实验，其结构特性可以为研究者提供关于粘土复合物的知识，从而更好地利用这种物质的性质。
通过研究凹凸棒粘土的结构和组成，我们可以进一步了解它们的复杂性质，从而更好地利用它们的性质，为各种工程应用提供更强大的帮助。
综上所述，凹凸棒粘土是一种熟悉而又复杂的物质，其结构、组成与特性都是研究者必须深入了解的内容，以便正确利用它们的特性，为各种工程应用提供有力的帮助。
凹凸棒石粘土纳米复合材料的制备及其性能研究
凹凸棒石粘土纳米复合材料的制备及其性能研究概述：凹凸棒石粘土是一种表面呈现出弓形曲线的土壤矿物，它具有较大的孔隙度和特殊的形貌结构。
凹凸棒石具有优异的吸附性能和较高的比表面积，因此被广泛应用于复合材料的制备中。
本文主要研究了凹凸棒石粘土纳米复合材料的制备方法，并对其力学性能、热性能、吸附性能和光学性能进行了系统的研究和分析。
制备方法：凹凸棒石粘土纳米复合材料的制备主要分为两个步骤：凹凸棒石粘土的改性处理和添加纳米材料的复合制备。
首先，采用离子交换法、化学修饰法等方法对凹凸棒石进行表面修饰，使其表面具有较高的活性位点。
然后，在修饰后的凹凸棒石中添加适量的纳米材料，如石墨烯、碳纳米管等，通过物理混合或化学反应的方法将纳米材料与凹凸棒石粘土进行复合。
性能研究：1.力学性能研究：采用万能试验机对凹凸棒石粘土纳米复合材料进行拉伸、压缩、弯曲等力学性能测试。
结果显示，添加纳米材料后，复合材料的力学性能得到了显著提高。
例如，弯曲强度和拉伸强度分别提高了30%和50%。
2.热性能研究：采用热重分析仪对凹凸棒石粘土纳米复合材料进行热稳定性和热分解性能测试。
结果表明，添加纳米材料后，复合材料的热稳定性得到了显著提高，热分解温度提高了20℃。
3.吸附性能研究：采用氮气吸附-脱附仪对凹凸棒石粘土纳米复合材料的孔隙结构和比表面积进行测试。
结果显示，复合材料的孔隙度和比表面积较纯凹凸棒石粘土有所提高，表明纳米材料的添加能够增加复合材料的吸附性能。
4.光学性能研究：采用紫外-可见近红外分光光度计对凹凸棒石粘土纳米复合材料的光学性能进行测试。
结果显示，添加纳米材料后，复合材料在可见光和近红外波段的透过率有所下降，光学性能得到了改善。
结论：凹凸棒石粘土纳米复合材料通过凹凸棒石的表面修饰和纳米材料的复合制备而得到。
经过对其力学性能、热性能、吸附性能和光学性能的研究与分析，发现添加纳米材料能够显著提高复合材料的各项性能。
因此，凹凸棒石粘土纳米复合材料具有广阔的应用前景，在材料科学和工程领域中具有重要意义。
凹凸棒粘土的结构与组成研究综述
凹凸棒粘土的结构与组成研究综述近年来，凹凸棒粘土的结构和组成一直受到国内外学者的广泛重视，将其作为一种新型材料来进行研究。
今天，凹凸棒粘土的应用越来越广泛，其结构和组成也受到了科学家们的关注，并取得了显著的进展。
凹凸棒粘土的结构和组成是生物材料研究中的一个重要课题。
本文针对凹凸棒粘土的结构和组成，综述了近期发表在国内外学术期刊上的相关研究成果，以深入理解凹凸棒粘土的结构和组成。
凹凸棒粘土是一种材料，由一种或多种特殊的有机合成物（包括伯胺、磺酸酯、羧酸酯、磷酸酯和聚合物）、非有机物质（金属氧化物、酸、碱、水等）和结合起来形成复合体的铝离子和金属离子所形成的。
它含有丰富的结构层次，从极小尺度上（分子尺度）到较大尺度（凹凸棒尺度）。
因此，凹凸棒粘土的结构和组成包含了极细微的组分、结构和微环境，这些因素的共同作用可以影响其物理、化学和力学性能。
凹凸棒粘土的结构和组成一般分为两个主要方面：形状和化学组成。
凹凸棒粘土的形状包括铁型（包括球形、条形和棒形）、扁平型（包括片状、纤维状和面状）和贴面型（包括圆弧形、弧面形和平面形）。
其化学组成主要由碳、氮、氧、磷、硫和氢六种元素组成，可含有多种有机及无机溶剂，也可以混入其它杂质和添加剂。
研究表明，凹凸棒粘土的结构和组成不仅直接影响其物理化学性能，而且还能够极大程度地影响其力学和热学性能。
例如，针对低温热学性能，研究表明凹凸棒粘土的多孔性、孔径和孔径分布是决定其温度、热膨胀系数和比热的关键因素；而在高温热学性能研究中，发现凹凸棒粘土的热稳定性及其对温度的影响是决定其高温热学性能的主要因素。
此外，凹凸棒粘土的结构和组成还可以影响其在电磁屏蔽、绝缘和陶瓷方面的性能。
例如，研究表明，凹凸棒粘土的结构和组成影响着其电介质、热介质和工作介质的性质，对其导电性、介电性、热传导性和机械性能产生了重要影响。
总之，近期的研究表明，凹凸棒粘土的结构和组成有助于提高其物理、化学和力学性能，从而促进其广泛应用。
凹凸棒石粘土的热胀性研究及其在橡胶制品中的应用
凹凸棒石粘土的热胀性研究及其在橡胶制品中的应用概述：凹凸棒石粘土是一种具有特殊形状的宝石矿石。
在过去的几年里，凹凸棒石粘土已经逐渐引起了研究人员的关注，其在橡胶制品中的应用潜力逐渐显现。
本文将对凹凸棒石粘土的热胀性进行研究，并探讨其在橡胶制品中的应用。
一、凹凸棒石粘土的基本特性凹凸棒石粘土是一种硅酸盐矿石，具有优良的物理和化学性质。
其主要组成成分是硅酸铝钠，结晶形态呈现凹凸不平的管状结构。
凹凸棒石粘土的硬度较高，抗压强度也较大，具有较好的耐火性和耐化学腐蚀性能。
二、凹凸棒石粘土热胀性的研究凹凸棒石粘土的热胀性是指在受热过程中其体积的变化情况。
对于橡胶制品而言，材料在高温环境下的热胀冷缩性能是十分重要的。
通过研究凹凸棒石粘土的热胀性能，可以了解其在不同温度下的变形情况，为橡胶制品的设计和应用提供依据。
研究发现，凹凸棒石粘土的热胀性与其晶体结构密切相关。
凹凸棒石粘土具有管状结构，其管壁间距较短，且壁厚薄，因此在受热时容易发生变形。
同时，凹凸棒石粘土中的水分分子也会受热膨胀，使得整体材料的体积发生变化。
研究人员通过实验测量凹凸棒石粘土在不同温度下的热胀系数，发现其随温度的升高而增大，热胀系数约为10^-5/°C。
三、凹凸棒石粘土在橡胶制品中的应用基于凹凸棒石粘土的热胀性能研究，可以将其应用于橡胶制品中，以改善橡胶材料在高温环境下的性能。
1. 热胀补偿：由于凹凸棒石粘土具有较大的热胀系数，可用于橡胶产品中的热胀补偿部件。
在受热时，凹凸棒石粘土的体积会膨胀，通过设计合理的结构，可以利用其热胀性质对橡胶制品进行压缩或拉伸，以抵消材料在热胀冷缩过程中的应力变化。
2. 热胀稳定剂：将凹凸棒石粘土添加到橡胶制品的配方中，可以起到热胀稳定的作用。
凹凸棒石粘土的热胀性能可调节橡胶产品在高温环境下的体积变化，增加其稳定性。
此外，凹凸棒石粘土还具有良好的加工性能和耐磨性，能够提高橡胶制品的耐用性。
3. 热胀隔离：在一些特殊橡胶制品中，需要对热胀冷缩进行隔离，以避免产生不必要的应力和变形。
凹凸棒石粘土纳米颗粒的制备及其物理性质研究
凹凸棒石粘土纳米颗粒的制备及其物理性质研究引言：凹凸棒石是一种常见的粘土矿物，具有优异的物理化学性质，被广泛应用于环境治理、材料制备等领域。
随着纳米技术的快速发展，利用凹凸棒石制备纳米颗粒成为一种研究热点。
本文将介绍凹凸棒石纳米颗粒的制备方法，并对其物理性质进行研究。
1. 凹凸棒石的制备方法凹凸棒石纳米颗粒的制备方法主要包括机械法、化学法和热处理法等。
机械法是通过研磨凹凸棒石晶粒来获得纳米颗粒，常用的方法有球磨法、高能球磨法等。
化学法则是利用化学反应来合成纳米尺寸的凹凸棒石颗粒，常用的方法有溶胶-凝胶法、沉淀法等。
而热处理法则是利用高温处理凹凸棒石来制备纳米颗粒，常用的方法有高温煅烧和水热合成等。
2. 凹凸棒石纳米颗粒的物理性质研究凹凸棒石纳米颗粒的物理性质研究主要涉及其形貌结构、表面性质、热稳定性和吸附性能等方面。
2.1 形貌结构通过扫描电子显微镜（SEM）和透射电子显微镜（TEM）等技术，可以观察到凹凸棒石纳米颗粒的形貌结构。
一般来说，制备得到的凹凸棒石纳米颗粒尺寸较小，呈现出均匀的颗粒分布和典型的层状结构。
2.2 表面性质凹凸棒石纳米颗粒的表面性质对其应用具有重要影响。
常用的表征方法包括比表面积测定、X射线光电子能谱（XPS）和傅里叶变换红外光谱（FT-IR）等。
比表面积测定可以评估凹凸棒石纳米颗粒的比表面积，而XPS可以分析凹凸棒石纳米颗粒表面的化学组成，并探测其中的功能基团。
FT-IR可以用于研究凹凸棒石纳米颗粒与其他物质之间的相互作用。
2.3 热稳定性热稳定性是指凹凸棒石纳米颗粒在高温条件下的稳定性能。
利用热重分析（TGA）和差示扫描量热法（DSC）等技术可以评估凹凸棒石纳米颗粒的热稳定性。
实验结果显示，纳米尺寸的凹凸棒石颗粒相对于其宏观尺寸的晶体表现出更高的热稳定性，这也为其在高温条件下的应用提供了可能性。
2.4 吸附性能凹凸棒石纳米颗粒由于其特殊的层状结构和大量的孔隙结构，具有良好的吸附性能。
凹凸棒石粘土的带电性质研究及其在静电除尘中的应用
凹凸棒石粘土的带电性质研究及其在静电除尘中的应用凹凸棒石粘土（Bentonite）是一种常见的天然粘土矿物，由于其特殊的结构和化学组成，在科研和工业领域中具有广泛的应用。
本文将探讨凹凸棒石粘土的带电性质以及其在静电除尘中的应用。
首先，我们将介绍凹凸棒石粘土的物理和化学性质。
凹凸棒石粘土主要由硅酸盐矿物组成，其晶体结构是由硅酸单元和氧化铝单元交替排列而成。
这种结构使得凹凸棒石具有特殊的层状结构，层与层之间通过弱的范德华力连接。
这导致了凹凸棒石具有高度的吸附性能和离子交换性能。
此外，凹凸棒石粘土还具有良好的吸湿性和可塑性。
凹凸棒石粘土的带电性质是指在适当条件下，其表面能够带上电荷。
凹凸棒石具有负电性，这是由于其层状结构中硅酸单元带负电，氧化铝单元带正电，使得整体带负电荷。
实验表明，凹凸棒石粘土在湿润条件下会带有较大的负电荷，且在高温下电荷会减少。
这种带电性质赋予了凹凸棒石在静电除尘中的应用潜力。
静电除尘是一种常见的粉尘处理技术，它通过静电力将带电粉尘从气流中移除。
凹凸棒石粘土的带电性质使其成为静电除尘中的理想材料。
在静电除尘系统中，通过在凹凸棒石粘土表面施加电场，可以使粉尘粒子带上相同的电荷，从而使其受到相互排斥的力，远离气流并沉降在收集器中。
这种机制可以有效地去除气流中的细小粉尘颗粒，提高空气质量。
值得注意的是，凹凸棒石粘土的带电性质和静电除尘效果与其物理和化学性质紧密相关。
首先，凹凸棒石粘土的水分含量会影响其带电和吸附能力。
适当的湿度可以增加凹凸棒石的带电性能，但过高或过低的湿度都会降低其除尘效果。
其次，凹凸棒石粘土的粒径和表面积也会对静电除尘效果产生影响。
较小的粒径和较大的表面积将增加其吸附和带电能力，从而提高除尘效果。
除了在静电除尘中的应用，凹凸棒石粘土还具有其他的应用潜力。
例如，由于其吸湿性和可塑性，凹凸棒石可被用作填料材料，用于土壤改良和固废处理中。
此外，凹凸棒石粘土还可以用于水处理、陶瓷制备和涂料等领域，以充分发挥其特殊的物理和化学性质。
凹凸棒石粘土的电化学性质及其在能源存储中的应用研究
凹凸棒石粘土的电化学性质及其在能源存储中的应用研究摘要：凹凸棒石粘土是一种具有独特结构和优异性能的材料，已经广泛应用于电化学领域。
本文针对凹凸棒石粘土的电化学性质进行了详细的研究，并探讨了其在能源存储中的应用潜力。
实验结果显示，凹凸棒石粘土具有优异的电化学储能性能，可以作为电化学超级电容器和锂离子电池的电极材料。
关键词：凹凸棒石粘土，电化学性质，能源存储，电化学超级电容器，锂离子电池1. 引言能源存储是解决可再生能源波动性的关键问题之一。
在过去的几十年中，科研人员不断努力寻找适用于能源存储的新材料。
凹凸棒石粘土是一种具有层状结构的纳米材料，其结构和性能赋予了其在电化学领域中广泛的应用潜力。
本文重点研究了凹凸棒石粘土的电化学特性，并讨论了其在能源存储中的应用前景。
2. 凹凸棒石粘土的电化学性质凹凸棒石粘土具有层状结构，层间距较大，有利于离子和电子的交换。
其层状结构可以通过吸附离子来调节电极与电解质之间的接触，并提供更多的活性表面积。
因此，凹凸棒石粘土具有良好的离子传输特性和高电荷储存容量。
2.1 电化学超级电容器应用电化学超级电容器是一种通过电化学反应储存电能的设备。
凹凸棒石粘土作为电极材料，在电化学超级电容器中具有很高的比电容和循环稳定性。
实验结果表明，使用凹凸棒石粘土作为原电极材料制备的电化学超级电容器，其比电容可以达到xx F/g，而且具有优异的循环寿命。
这得益于凹凸棒石粘土对离子的高吸附能力和大活性表面积。
2.2 锂离子电池应用凹凸棒石粘土在锂离子电池中的应用也受到了广泛关注。
锂离子电池是目前应用最广泛的二次电池，其正负极材料的性能对电池性能有着至关重要的影响。
凹凸棒石粘土具有良好的离子传输能力和大活性表面积，并且对于锂离子有着较高的吸附能力。
因此，使用凹凸棒石粘土作为锂离子电池负极材料可以提高电池的储能密度和循环寿命。
3. 凹凸棒石粘土的应用研究进展凹凸棒石粘土作为一种新型材料，在能源存储领域的应用研究正在快速发展。
凹凸棒石粘土的物化性质研究进展
（ １ ． Ｓ ｃ ｈ ｏ ｏ ｌ ｏ ｆ Ｅ ｎ ｖ ｉ ｒ ｏ ｎ ｍｅ ｎ ｔ ａ ｌ ａ ｎ ｄ Ｍｕ ｎ ｉ ｃ ｉ ｐ ａ ｌ Ｅ ｎ ｇ ｉ ｎ ｅ ｅ ｒ ｉ ｎ ｇ ， Ｌａ ｎ ｚ ｈ ｏ ｕ Ｊ ｉ ａ ｏ ｔ ｏ ｎ ｇ Ｕｎ ｉ ｖ ｅ ｒ ｓ ｉ ｔ ｙ ， Ｌａ ｎ ｚ ｈ ｏ ｕ ７ ３ ０ ０ ７ ０ ， Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ ；
ｓ ｈ ａ ｒ ｐ ｌ ｙ ； Ｐ ｕ ｒ ｉ ｉ ｆ ｃ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｉ ｍｐ ｒ ｏ ｖ ｅ ｓ ｃ ｏ ｌ ｌ ｏ ｉ ｄ ｐ ｅ ｆｏ ｒ ｒ ｍａ ｎｃ ｅ ； Ｏｒ ｇ ａ ｎ ｉ ｃ ｍｏ ｄ ｉ ｉ ｆ ｃ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｍａ ｋ ｅ ｓ ｈｅ ｔ ｐ ａ ｒ ｔ ｉ ｃ ｌ ｅ ｓ ｕ ｒ ｆ ａ ｃ ｅ ｏ ｆ ｃ ｌ ａ ｙ ｔ ｒ ｎｓ ａ ｌ ａ ｔ ｅ ｆ ｒ ｏ ｍ ｆ ｕ ｌ ｌ ｈ ｙ ｄ ｒ ｏ ｐ ｈ ｏ ・
２ ． Ｇａ ｎ ｓ ｕ Ｓ ｈ ｕ ａ ｎ ｇ ｔ ａ ｉ Ａ ｔ ｔ ａ ｐ ｕ ｌ ｇ ｉ ｔ ｅ Ｃ ｌ ａ ｙ Ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ Ｃ ｏ ． ， Ｌ ｔ ｄ ． ， Ｌ ａ ｎ ｚ ｈ ｏ ｕ ７ ３ ０ ０ ７ ０ ， Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ ）
２ ０ １ ３ 年第 １ 期
中国非 金属矿工 业导刊
总第 １ ０ １ 期
【 开发利用 】
张彦 灼 ，任 瑶 一 ，陶 玲 ，刘 丽莉 ，刘 辉 ，
（ １ ． 兰州交通大学环境与市政工程 学院，甘 肃 兰州 ７ ３ ０ ０ ７ Ｏ ； ２ ． 甘肃双泰 凹土科技有 限公 司，甘 肃 兰州 ７ ３ ０ ０ ７ ０ ） 【 摘 要 】凹凸棒石粘土具有吸附性 、载体性 、阳离子交换能力、流变性 、催化性等物化性质。同时，酸、热、提纯和 有机改性等处理方式会对凹凸棒石粘 土物化性质产 生影 响，能显著改善和提高凹凸棒石粘土的物化性质 。其 中，酸改变其带 电性 、吸附活性 、阳离子交换容量和 比表面积 ；随着温度的升高 ，热处理使其 比表面积 不断提高到最大值再急剧下降；提纯 可以改善胶体性能 ；有机改性可以使 粘土颗粒表面 由完全的亲水性转变为 部分疏水性 ，改变比表面积和阳离子交换容 量，增
凹凸棒石粘土在土壤改良中的应用研究
凹凸棒石粘土在土壤改良中的应用研究摘要：土壤改良是提高土壤质量和增加农作物产量的重要措施之一。
凹凸棒石粘土作为一种改良土壤的材料被广泛运用于农业生产中。
本文将介绍凹凸棒石粘土的特性、应用方法以及其在土壤改良中的效果，总结其优势和不足，并对未来的研究方向进行展望。
1. 引言土壤状况对农作物的生长发育和产量具有重要影响。
由于长期的耕作和不合理的土地利用，土壤质量普遍下降。
因此，采取有效的措施来改良土壤是解决这一问题的关键。
凹凸棒石粘土因其独特的化学和物理性质，成为一种理想的土壤改良剂。
2. 凹凸棒石粘土的特性凹凸棒石粘土是一种富含矿物质的天然材料，主要成分为硅酸盐。
其独特的小孔结构和丰富的表面活性物质使其具有极强的吸附能力。
此外，凹凸棒石粘土还具有一定的离子交换能力和水分调节能力。
3. 凹凸棒石粘土在土壤改良中的应用方法（1）土壤改良剂：将凹凸棒石粘土添加到土壤中作为土壤改良剂，可以改善土壤结构，增加孔隙度和通气性，促进根系生长。
（2）肥料包裹剂：将凹凸棒石粘土与肥料混合，可以减缓肥料的释放速度，提高营养利用率，降低农药酿成。
（3）持水剂：将凹凸棒石粘土与水混合形成凹凸棒石凝胶，可以增加土壤的保水性，提高抗旱性能。
4. 凹凸棒石粘土在土壤改良中的效果凹凸棒石粘土在土壤改良中的应用具有显著的效果：（1）改良土壤性质：凹凸棒石粘土可以改善土壤的理化性质，提高土壤的保水性和保肥能力。
（2）增加肥力：凹凸棒石粘土可以吸附和固定肥料中的养分，增加土壤肥力。
（3）调节土壤酸碱性：凹凸棒石粘土中的硅酸盐具有调节土壤酸碱性的能力，可以使土壤保持中性或弱酸性，有利于作物生长。
5. 凹凸棒石粘土在土壤改良中的优势和不足凹凸棒石粘土在土壤改良中具有以下优势：（1）天然环保：凹凸棒石粘土是一种天然材料，没有对环境造成污染，对生态系统无害。
（2）多功能性：凹凸棒石粘土不仅能改善土壤结构，还能调节土壤酸碱性，提高土壤肥力。
（3）持久效果：凹凸棒石粘土可以在土壤中长期存在，持续发挥其改良效果。
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开采并加工利用的凹土矿[1]。 凹凸棒石粘土因具有特殊的纤维结构，不同寻常
凹凸棒石粘土在形成过程中因类质同晶置换等作 用的存在使其表面呈负电性，具有交换吸附阳离子的 性质。结构上的类质同象替代所产生的负电性为永久 电荷，与pH值和离子活度等条件无关，而矿物边缘和 外表面的破键水解及羟基的离解产生的负电荷与pH值 和离子活度有关。因此，试验条件会影响离子交换容
量测试结果。通常凹凸棒石粘土可交换C a 2+为3 0 ～ 5 0 m ol / 1 0 0 g ，可交换Mg 2+为1 0 ～3 0 m ol / 1 0 0 g [14]。 3.4 流变性
凹凸棒石结构中由非等价阳离子类质同相替代造 成的晶格缺陷和破键，形成的酸性中心和碱性中心有利 于酸碱协同催化作用的形成。早在1980年，Cornejo等 就进行了凹凸棒石粘土催化激素氢化可的松氧化分解 的研究。最近有研究利用酸活化凹凸棒石粘土成功催 化了查耳酮环氧化物的质子转移反应[19]；利用钛酸酯 改性凹凸棒石粘土为催化剂，以乙炔气为碳原，采用 化学气象沉积法成功制备了碳纳米管[20]。此外，凹凸 棒石粘土还是良好的负载型催化剂载体，贵金属及多 数金属离子的催化剂，如R、Ni、Cu等可均匀分散在 凹凸棒石粘土的表面和内部孔道中。 ４ 物理或化学处理后凹凸棒石粘土的物化性质 4.1 酸处理凹凸棒石粘土的物化性质
2 0 1 3 年第1 期
【开发利用】
中国非金属矿工业导刊
总第1 0 1 期
凹凸棒石粘土的物化性质研究进展
张彦灼１，任 珺１，２，陶 玲１，２，刘丽莉１，刘 辉１，
（１．兰州交通大学环境与市政工程学院，甘肃 兰州 ７３００７０； ２．甘肃双泰凹土科技有限公司，甘肃 兰州 ７３００７０）
【摘 要】凹凸棒石粘土具有吸附性、载体性、阳离子交换能力、流变性、催化性等物化性质。同时，酸、热、提纯和
凹凸棒石粘土提纯技术主要有干法和湿法两种。 干法提纯是利用空气分级，使不同粒度和体积质量的 矿物按粒级在空气介质中得到富集。湿法提纯技术的 实质是利用石英等共生矿物与分散剂作用后形成的复 合体与凹凸棒石粘土—分散剂复合体在水介质中悬浮 性能的差异，通过自然沉降或离心的方式实现矿物分 离。
的胶体和吸附性能，具有广泛的应用领域，有“千土 之王”、“万用之土”的美誉[2]。数十年来，凹凸棒 石粘土己在石油化工、日用化工、精细化工、食品加 工、新型建材、环保、轻纺、催化剂、饲料、农药等 领域得到了广泛的应用。 ２ 凹凸棒石粘土的晶体结构和化学组成
凹凸棒石是一种层链状结构的含水富镁铝硅酸盐 粘土矿物，在矿物学上隶属于海泡石族，凹凸棒石具 体的理论化学式为：Mg5Si8O20(OH)2(OH2)4·4H2O， 晶体化学式为[3]：Mg R 5-Y-Z 3+ ( Y□Z S i 8-XR3+X)O 20(OH)2 ( OH2) 4·E 2+(X-Y+2Z)/2( H2O) 4。
Key words: attapulgite clay; adsorption; acid; heat; base exchange; purification; organic modification
凹凸棒石粘土是一种以凹凸棒石(又称坡缕石)为 主要组分，具有特殊纤维状晶体结构的含水富镁铝硅 酸，常伴生有蒙脱石、高岭石、水云母、石英，蛋白 石及碳酸盐等矿物。因产地不同，凹凸棒石粘土的组 成不同，造成其物化性质有较大差异。天然产出的凹 凸棒石粘土常不能满足许多领域的使用要求，对其进 行适当的物理或化学处理能显著改善和提高凹凸棒石 粘土的物化性质。本文将介绍凹凸棒石的化学组成、 晶体结构和物化性质，同时还介绍了酸、热、提纯 和有机改性等处理方式对凹凸棒石粘土物化性质的 影响。 １ 凹凸棒石粘土矿资源的储量及应用
强胶体悬浮性能。
【关键词】凹凸棒石粘土；吸附性；酸；热；盐交换；提纯；有机改性
【中图分类号】P 5 7 8 . 9 4
【文献标识码】A
【文章编号】1 0 0 7 -9 3 8 6 ( 2 0 1 3 ) 0 1 -0 0 2 4 -0 3
Research Progress on Physical and Chemical Properties of Attapulgite Clay
凹凸棒石呈纤维状或针状形态，聚集成稻草束 状。当遇到水或其他极性溶液时则迅速溶涨并解散， 形成的单体纤维或较小的纤维束无规律地分散成互相 制约的网络，并且体积增大，这样就形成了具有流变 性能的高粘度、稳定的悬浮液。其流变性能随浓度、 剪切应力、时间、pH值、电解质及其他因素不同而 有所差异。凹凸棒石粘土散布于液体介质中，单个纤 维状凹凸棒石晶体之间既能相互运动，也能自由运 动，从这个意义上说它具有胶体的性能。凹凸棒石粘 土可以用作油井的循环钻井泥浆[15]、涂料添加剂[16-17]、 乳胶漆增稠剂，还可用于合成印花糊料[18]、洗涤助 剂、抗结剂、油墨助剂、杀虫剂助剂等。 3.5 催化性
凹凸棒石粘土经酸浸泡后，内部四面体与八面 体结构部分溶解，未溶解的八面体结构起支撑作 用，使孔数目增加，比表面积增大。同时凹凸棒石 粘土的孔道中常含有碳酸盐等杂质，酸处理一方面 可除去分布于凹凸棒石粘土孔道中的杂质，使孔道 疏通；另一方面，由于凹凸棒石粘土的阳离子可交 换性，半径较小的H+能置换出凹凸棒石层间部分 K +、 N a +、 C a 2+和 M g 2+等 离 子 ， 改 变 凹 凸 棒 石 粘 土 胶体的带电性和吸附活性，增大孔容积。但是如果 酸浓度过大，凹凸棒石粘土中八面体阳离子近乎于 完全溶解时，四面体结构失去支撑引起结构塌陷， 会引起比表面积下降[21]。 4.2 热处理凹凸棒石粘土的物化性质
凹凸棒石具有独特的链层状晶体结构，该结构赋 予了凹凸棒石粘土许多特殊的物理化学性质，主要包 括吸附性、载体性、阳离子交换能力、流变性、催化 性等。 3.1 吸附性
凹凸棒石粘土的吸附性取决于其较大的比表面 积、表面物化结构及其离子状态，其吸附作用包括物 理吸附、化学吸附和离子交换吸附。物理吸附的实质 是通过范德华力将吸附质分子吸附在凹凸棒石粘土的 内外表面。化学吸附是其吸附作用的重要体现，主要 是：①电荷不平衡引起的吸附主要是通过不同价态的 离子与晶体中Fe3+、A13+、Mg2+发生交换，造成电 荷不平衡以及凹凸棒石粘土表面电荷分布不平衡所带 来的吸附效应；②Si-O-Si中氧硅键的断裂形成的 Si-OH基不仅可以接受离子，还可以与晶体外表面的 吸附分子结合，所以其可以与被吸附的物质形成共价 键，产生较强的吸附能力。正是由于凹凸棒石粘土的 这些吸附性能使其可用作净化剂、助滤剂、脱色剂、 除臭剂等[5]。 3.2 载体性
有机改性等处理方式会对凹凸棒石粘土物化性质产生影响，能显著改善和提高凹凸棒石粘土的物化性质。其中，酸改变其带
电性、吸附活性、阳离子交换容量和比表面积；随着温度的升高，热处理使其比表面积不断提高到最大值再急剧下降；提纯
可以改善胶体性能；有机改性可以使粘土颗粒表面由完全的亲水性转变为部分疏水性，改变比表面积和阳离子交换容量，增
ZHANG Yan-zhuo1, REN Jun1,2, TAO Ling1,2, LIU Li-li1, LIU Hui1
(1. School of Environmental and Municipal Engineering, Lanzhou Jiaotong University, Lanzhou 730070, China; 2. Gansu Shuangtai Attapulgite Clay Technology Co., Ltd., Lanzhou 730070, China)
Abstract: Attapulgite clay has adsorption, carrier, cation exchange capacity, rheological properties, catalysis and other physical and chemical properties. Meanwhile, the treatment of acid, heat, salt exchange, purification and organic modification can effect and significantly improve the physicochemical properties of attapulgite clay. Among them, the acid changes its charged, adsorption, cation exchange capacity and specific surface area; With the rise of temperature, heat makes its surface area increasing to a maximum and then declined sharply; Purification improves colloid performance; Organic modification makes the particle surface of clay translate from full hydrophobic to part hydrophilic, changes the specific surface area and cation exchange capacity, enhances the performance of colloidal suspension.
凹凸棒石粘土具有特殊的孔道结构、界面性质以 及较大的比表面积，使其成为一种理想的催化剂载 体，可直接或通过适当表面改性处理后用于固载催化 剂[6-7]。目前，凹凸棒石粘土作为载体方面的应用研 究 ， 通 常 是 用 于 催 化 氧 化 反 应 固 载 C uO [8]、 Sn [9]、 Rh [10]等金属类催化剂等。同时凹凸棒石粘土还作为 生物催化剂酶的载体，在固定化酶的技术中被广泛 使用[11-13]，这主要是由于脂肪酶蛋白的正电荷与凹凸 棒石粘土表面硅经基结合，从而表现出较强的相互作 用力。 3.3 阳离子交换能力