矿物表面改性研究的现状与发展
黏土矿物疏水改性研究现状及发展
矿物 由一个硅氧四面体 晶片和一个铝氧八面体晶片
收 稿 日期 ： ２ ０ １ ３ － ０ ９ － １ ６
基金项 目： 国家 自然基 金项 目（ ５ １ １ ７ ４ ０ ０ ６ ） ； 安徽省 自然基金项 目（ １ １ ０ ４ ０ ６ ０ ６ Ｍ１ ２ １ ） ； 安 徽省科技计划项 目（ １ １ ０ ６ ｂ ０ １ ０ ５ ０ ６ ３ ） 作者简介 ： 高 丽娜 （ １ ９ ８ ６ 一 ） ， 女， 硕 士研 究生 ， 研究方 向为黏土矿物疏水 聚团沉降 。
第 １ 期 ２ ０ １ ４年 ２月
矿 产 综 合 利 用
Ｍｕ ｌ ｔ ｉ ｐ ｕ ｒ ｐ ｏ ｓ ｅ Ｕｔ ｉ ｌ ｉ ｚ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｏ ｆ Ｍｉ ｎ ｅ ｒ ａ ｌ Ｒｅ ｓ ｏ ｕｒ ｃ ｅ ｓ
Ｎｏ ．１ Ｆｅ ｂ ． ２ ０１ ４
黏 土 矿 物 疏 水 改 性 研究 现 状 及 发 展
剂、 改性 设备 、 改性效果表征的研究现状 及存在 问题 ， 提出 了黏 土矿 物疏 水改性技 术发展 方 向 ， 为黏 土矿物 的 应 用提供参考依 据。 关键词 ： 黏土矿物 ； 疏水改性 ； 表 面改性剂 ； 设备； 工艺
ｄ ｏ ｉ ： １ ０ ． ３ ９ ６ ９ ／ ｊ ． ｉ ｓ ｓ ｎ ． １ ０ ０ ０ — ６ ５ ３ ２ ． ２ ０ １ ４ ． Ｏ １ ． ０ ０ ５
体片与八面体片组合形式不 同， 将结构层分为 １： １
层 型 和 ２： １层 型 ２个基 本类 型 。１：１ 层 型 的黏 土
成较厚水化膜 。水化作用有 以下三方面产生 ： ① 静 电吸引 ， 水分子为极性分子 ， 受黏土表面负电荷静 电 吸引而相互排列聚集在黏土表面 ； ②氢键 ， 水分子可 与黏土表面的氧或氢氧基 形成 氢键 ， 吸附到黏土表
材料表面改性方法及其对材料特性的影响
材料表面改性方法及其对材料特性的影响材料表面改性作为一种重要的工艺方法，在各个领域中得到了广泛应用。
通过改变材料表面的属性，可以提高材料的性能、增强其适应性和延长其使用寿命。
本文将对材料表面改性的方法进行介绍，并讨论其对材料特性的影响。
一、材料表面改性方法1. 化学改性化学改性是指利用化学反应在材料表面形成新的化合物或增加特定的功能基团，以改变材料表面的性质。
这种方法可以在材料表面形成化学键，并通过重组原子和分子来改变材料的性能。
常见的化学改性方法包括表面涂覆、表面功能化修饰和表面共价交联等。
2. 物理改性物理改性是指通过物理手段改变材料表面的性质。
常见的物理改性方法包括物理气相沉积、物理吸附和表面重构等。
这些方法通过精确控制温度、压力和表面处理等条件，将材料的物理特性改变到所需的程度。
3. 等离子体改性等离子体改性是指利用等离子体在材料表面产生激发态物种，通过与材料表面相互作用，改变材料表面的性质。
等离子体改性方法包括等离子体溅射、等离子体聚合和等离子体改性复合材料等。
这些方法具有操作简便、生产效率高和对材料的适应性广等优点。
二、表面改性对材料特性的影响1. 表面能的改变材料的表面能决定了材料与其他物质之间的相互作用。
改变材料表面的化学组成和结构可以改变材料的表面能，从而影响其润湿性、粘附性和抗腐蚀性等特性。
例如，通过等离子体改性可以将不润湿材料转变为高润湿性材料，提高其表面润湿性。
2. 表面粗糙度的调控材料表面的粗糙度对其性能具有很大影响。
通过表面改性可以调控材料的表面粗糙度，从而影响其摩擦特性、光学性能和电子性能等。
例如，通过化学改性可以在材料表面形成微观结构，增加表面积和粗糙度，提高材料的摩擦性能。
3. 表面化学活性的提高材料的表面化学活性影响其与其他物质之间的反应性。
利用表面改性方法可以提高材料表面的化学活性，从而增强其吸附能力、催化性能和生物相容性等特性。
例如，通过表面共价交联可以使材料表面形成新的活性基团，增强材料的化学反应活性。
稀土材料的表面改性与性能优化研究分析
稀土材料的表面改性与性能优化研究分析稀土材料因其独特的电子结构和物理化学性质，在众多领域展现出了不可替代的应用价值。
然而，要充分发挥稀土材料的性能优势，表面改性成为了关键环节。
通过对稀土材料表面进行改性处理，可以显著优化其性能，拓展其应用范围。
稀土材料的表面性质对其整体性能有着至关重要的影响。
表面的化学组成、结构、粗糙度等因素直接决定了材料与外界环境的相互作用方式。
例如，未经处理的稀土材料表面可能存在杂质、缺陷和不稳定性，从而限制了其在某些高端应用中的表现。
目前，常见的稀土材料表面改性方法多种多样。
其中，化学镀是一种常用的手段。
通过在稀土材料表面进行化学镀，可以在其表面形成一层均匀、致密的金属或合金镀层。
这不仅能够改善材料的导电性和耐腐蚀性，还可以增强其表面硬度和耐磨性。
物理气相沉积（PVD）技术也是一种有效的表面改性方法。
PVD 能够在低温下将靶材的物质沉积在稀土材料表面，形成具有特定性能的薄膜。
例如，通过 PVD 沉积一层氮化物薄膜，可以显著提高稀土材料的表面硬度和抗氧化性能。
此外，溶胶凝胶法在稀土材料表面改性中也有广泛应用。
这种方法可以在材料表面制备出均匀、纯度高的涂层，有效改善其光学、电学等性能。
表面改性对稀土材料性能的优化是多方面的。
在磁性方面，经过改性处理后的稀土磁性材料，其磁性能得到显著提升，磁矩排列更加有序，从而提高了磁存储密度和磁能积。
在光学性能方面，改性后的稀土材料可以实现更高效的发光和更窄的发射带宽，使其在照明、显示等领域具有更出色的表现。
在催化性能方面，优化后的表面结构和化学组成能够提供更多的活性位点，增强催化反应的效率和选择性。
然而，稀土材料的表面改性并非一帆风顺，还面临着一系列挑战。
首先，改性过程中的工艺参数控制要求极为严格。
比如，温度、压力、溶液浓度等微小的变化都可能导致改性效果的差异。
其次，如何实现大规模、均匀、稳定的表面改性仍然是一个技术难题。
特别是在工业生产中，需要保证改性后的稀土材料性能一致性，以满足市场的高标准要求。
石英粉体表面疏水化改性及其研究进展
石英粉体表面疏水化改性及其研究进展马宏相;陈荣芳;吕剑明【摘要】表面改性是非金属矿深加工的一种重要技术之一，能显著提高非金属矿的应用性能和实用价值。
本文通过表面改性原理、改性方法及工艺、改性剂及其应用，综述了近年来石英粉体改性技术的研究进展，并探讨了石英粉体表面改性技术的发展趋势。
%Surface modification was one of the most important methods in nonmetal deep processing , which can improve the application performances and practical values of nonmetal mineral.The resent research progress of quartz powder modification including principles , methods, technologies, modifier and its application were summarized.The surface modification tendency of quartz powder was also discussed.【期刊名称】《广州化工》【年(卷),期】2014(000)005【总页数】2页(P38-39)【关键词】石英粉体;表面改性;改性剂;趋势【作者】马宏相;陈荣芳;吕剑明【作者单位】贵州大学化学与化工学院，贵州贵阳 550003;贵州大学化学与化工学院，贵州贵阳 550003;贵州大学化学与化工学院，贵州贵阳 550003【正文语种】中文【中图分类】TD985石英的主要成分是SiO2，是地球上储量丰富的矿产资源之一。
由于具有稳定的物理和化学性能、无毒、无味、无污染、强耐酸性、耐高温、高耐湿、良好的透光性、抗辐射、低膨胀、低应力等性能，除应用于陶瓷、玻纤、保温材料、耐火材料等，在塑料、橡胶、油漆涂料、电绝缘封装材料等领域作为填料广泛使用，以提高复合材料性能，降低成本。
材料表面改性技术的发展与应用
材料表面改性技术的发展与应用材料表面改性技术是近年来发展迅速的一项技术，它能够对物质的表面性质进行改变，从而赋予材料新的功能和性能。
本文将介绍材料表面改性技术的发展历程，并探讨其在各行业的应用。
一、材料表面改性技术的发展历程材料表面改性技术最早出现在20世纪初，当时主要是通过化学处理和电化学方法对材料表面进行改性，使其具有防腐蚀、防划伤等性能。
随着科学技术的发展，材料表面改性技术逐渐丰富和完善。
在20世纪60年代，物理气相沉积技术（PVD）和化学气相沉积技术（CVD）的引入，使得材料的表面性质得到了更加精细的调控。
随着纳米技术的兴起，表面改性技术在纳米材料领域得到了广泛应用。
目前，各种表面改性技术如离子注入、溅射、电子束处理等已经成为材料工程的重要组成部分。
二、材料表面改性技术的应用领域1. 材料保护领域材料表面改性技术在材料保护领域具有广泛的应用。
例如，通过镀层技术对金属表面进行涂覆，可以防止金属氧化和腐蚀，延长材料的使用寿命。
此外，利用表面改性技术还可以改善材料的防水性、耐磨性和耐高温性能，提高材料在恶劣环境下的使用效果。
2. 生物医学领域生物医学领域对材料表面的要求极高，要求材料表面具有良好的生物相容性和生物附着性。
材料表面改性技术可以通过对材料表面进行生物修饰，改变材料的亲水性和亲油性，使其更适合于生物医学应用。
例如，通过在材料表面引入特定的功能基团，可以实现药物的慢释放和靶向释放，提高治疗效果。
3. 光电子领域材料表面改性技术在光电子领域具有重要的应用价值。
通过对材料表面进行微细结构的改变，可以实现光的反射、透射和散射的控制，从而实现对光的定向传播和调控。
利用表面改性技术可以制备出具有特定光学性质的纳米材料，应用于光电器件和光信息存储等领域。
4. 环境保护领域材料表面改性技术在环境保护领域起着重要的作用。
例如，利用表面改性技术可以制备具有高吸附性能的材料，用于水处理和废气处理等环境污染治理工作。
矿物加工学的现状与发展
3 矿物加工学科旳形成
• 这就需要综合利用多学科旳知识与新成就 , 寻找新旳学科起点，开发新旳科学技术 , 以实 现矿物资源旳综合利用，包括分离、富集贫细 矿物资源旳新技术工艺和设备，对矿物旳提纯 与精加工，环境旳综合治理，矿物新用途旳开 发等。矿物资源旳利用已不单纯是经过“选矿 ”得到矿产品旳问题，而是综合“加工”利用 旳问题。为此，近几十年来选矿及相邻学科旳 科技工作者在选矿学科及交叉学科领域 , 进行 了大量旳基础理论与工艺技术旳研究。同时， 由于相邻学科旳发展 , 如电化学、量子化学、 表面及胶体化学、紊流力学、生物工程、冶金
2 选矿学科旳形成
• 人类利用矿物资源已经有数千年旳历史。不论是公元前 几千年旳古埃及，还是中世纪旳罗马帝国时代，或者是 中国古代，因为科学技术水平整体落后，社会生产力低， 人类利用旳矿物资源主要是经过手工作业从天然矿石中 得到旳，如淘金、人工溜槽、手动跳汰筛、洗矿槽等原 始重选措施及鹅毛蘸油刮取浮在水面上旳金粉等原始浮 选措施。我国古代将原始旳重选、浮选总结为“澄、淘、 飞、跌”。我国明代宋应星所著《天工开物》(1637 年 ) 一书中，对铁砂和锡砂旳开采选别已经有描述， 见图 1-1 。这些手工作业虽然有近代“表层浮选” 、 “重选”旳影子 , 但还算不上是一门工业技术 , 这种 现象一直延伸到19世纪中期 ndbook of Ore Dressing(1927年第1版，1944年第2 版);Gaudin旳Flotation(1932年第1 版，1957年第2版)；澳大利亚旳 Sutherland和Wark旳Principles of Flotation (1955年第1版);原苏联 Bogdmov旳Theory and Technology of Flotation(1959).
中国无机粉体表面改性技术发展现状
中国无机粉体表面改性技术发展现状郑水林（中国矿业大学北京校区北京 100083）摘要：目前应用的表面改性工业主要有干法工艺、湿发工业、复合工艺三大类；表面改性设备部分是从化工、塑料、粉碎、分散等行业中引用过来的，专用粉体表面改性设备的开发始于20世纪90年代后期；表面改性剂主要有偶联剂、表面活性剂、有机低聚物、不饱和有机酸、有机硅、水溶性高分子以及金属氧化物及其盐等；表征技术有直接表征和对表面改性粉体应用性能的表征两种。
本文综述了中国无机粉体表面改性技术的现状并对其主要发展趋势进行了分析和展望。
关键词：无机粉体表面改性改性剂改性机前言以硅酸盐、碳酸盐、硫酸盐、氧化物、氢氧化物、碳化物等为主要成分的无机粉体及其复合无机粉体是一类在现代工业、农业、建筑、交通运输、航空航天、环保等领域得到广泛应用的新材料。
这类新型无机粉体材料除了粒度微细且分布合理外，另一个重要特征是表面性质依用途不同进行了表面改性或优化处理，其目的是改善粉体的应用性能，如提高无机粉体的分散性、与复合材料中基料的相容性、改善材料的电性、热性、光性、耐侯性、化学稳定性以及改善复合材料的力学性能等【1】。
在复合材料迅速发展的现代社会，作为复合材料填料的无机粉体已逐渐成为复合材料不可或缺的重要组成部分。
无论是有机/无机复合材料还是无机/无机复合材料，粉体的表面特性，特别是超细粉体和纳米粉体的表面特性，是影响材料性能的关键因素之一。
其它诸如涂料或涂层材料吸附与催化材料等，粉体的表面性质都是决定其材料性能的关键因素之一。
正因为如此，粉体表面改性或表面处理技术已成为粉体加工技术的重要组成部分之一。
中国在这一领域虽然起步较晚，但近二十年来，尤其是近十年来，也有了较快发展【2】。
表面改性技术的主要组成部分是表面改性工艺、设备、表面改性剂及其配方、应用和表征技术等几方面，本文以工业化表面改性或表面处理技术为基点，简要回顾总结我过无机粉体表面改性技术的发展现状及其发展趋势。
无机粉体表面改性技术发展现状与趋势
Ｚ ｎ ｈ ｉｉ ｈｅ ｇ Ｓ ｕ ｌｎ
（ ｈｎ ｎｖｒ ｔ ｏ ｎ ｇ＆ Ｔ ｃ ｎ ｌ ｙ （ ｅ ｎ ， ｅ ｎ ０ ０ ３ Ｃ ｉａ Ｃ ｉ Ｕ ｉ ｓ ｙ ｆＭｉｉ ａ ｅ ｉ ｎ ｅｈ ｏ ｇ Ｂ ｌ ｇ） Ｂ ｌ ｇ １０ ８ ， ｈｎ ） ｏ ｉ ｔ ｉ ｔ Ａ ｓ ａ ｔＳ ｒ ｃ ｏ ｉｃｔ ｎ ｉ ｏ ｅｏ ｅｍ ｊｒｔ ｈ ｉ ｅ ｒ ｒ ｅｓ ｇｉｏｇｎｃｐ ｗ ｅｓ ｗ ｉ ａ ｔ ｏｔ ｍ ｂ ｔ ｃ ：ｕ ａ ｅｍ ｄｆ ａ ｏ ｎ ｆ ｈ ａ ｃ ｎｑ ｓ ｏ ｏ ｓｉ ｎｒａ ｉ ｏ ｄ ｒ ， ｈｃ ｈ ｓｕｍ ｓ ｉ — ｒ ｆ ｉ ｉ ｓ ｔ ｏ ｅ ｕ ｆ ｐ ｃ ｎ ｈ
表面 改性是 优化无 机粉 体材 料性 能 的关键 技术 之一 ， 对提 高无机 粉 体 的应用 性 能和 价 值起 着 至关 重要 的作 用 。中 国无 机粉体 表 面改性 技术 的研 究 开 发始 于 ２ ０世 纪 ８ ０年代 。２ ０世 纪 ９ Ｏ年 代 以后 ， 由 于 塑料 、 胶 、 料 等 相关 产 业 的快 速 发展 ， 国无 橡 涂 中 机粉 体表 面改性 技 术 的研 发 和 应 用 速 度加 快 ， 于 并
２ ０世纪 ９ ０年 代末 开始 了专 用 于表 面 改性 设 备 的研
面改 性方 法 ， 它利 用有 机 表 面 改性 剂 分 子 中 的官 能
团在 颗粒 表 面 吸 附或 化 学 反 应 对 颗 粒 表 面 进 行 改 性 。所用 表 面改性 剂 主要 有 偶联 剂 （ 烷 、 酸 酯 、 硅 钛
பைடு நூலகம்
ｒｚ ｄ； ｎ ｈ ｅ ｅｏ ｍｅ ｔｐ ｏｐ ｃ ｎ ｒｎ ｒ ｌｏ ｆ ｒ ｃ ｓ ｄ ｉｅ ａ ｄ ｔ ｅ ｄ ｖ ｌ ｐ ｎ ｒ ｓ ｅ ｔ ｄ ｔｅ ｄ ｗｅｅ ａｓ ｏ ｅ ａ ｔ ． ａ ｅ Ｋｅ ｒ ｓ ｎ ｒａ ｉ ｐ ｗｄ ｒ ； ｃ ａ ｉ ｏ ｕ ａ ｅｍｏ ｉ ｃ ｔ ｎ；ｕ ａ ｅ ｍｏ ｉ ｅ ｙ ｗｏ ｄ ：ｉ ｏ ｇ ｎ ｃ ｏ ｅ ｓ ｍｅ ｈ ｎ ｓ ｍ ｆｓ ｒ ｃ ｄｆ ａ ｉ ｓ ｒ ｃ ｄ ｆ ｒ ｆ ｉ ｏ ｆ ｉ
材料的表面能改性研究
材料的表面能改性研究材料是我们日常生活中无处不在的存在，从家居用品到交通工具，各种各样的材料在我们的生活中扮演着重要的角色。
然而，对于某些特殊应用，材料的原有性能可能并不满足需求。
这时候，我们就需要对材料进行改性，以提升其特定方面的性能。
其中，表面能改性是一种常见的方法。
本文将探讨表面能改性研究的相关内容。
表面能改性指的是通过改变材料表面的性质和结构，使其具备特定的性能。
通过表面能改性，我们可以改变材料的润湿性、粘附性、抗腐蚀性等方面的性能，从而满足特定应用的需求。
下面将以两个实例介绍表面能改性的研究方法及其应用。
首先，让我们来看看如何通过表面能改性来提升材料的润湿性。
在某些应用中，如医疗领域的人工器官，我们希望材料表面具有良好的润湿性，以便液体或气体能够更好地与材料接触和传递。
研究人员发现，通过在材料表面引入特定的化学物质，可以使其表面能力增加，从而提高润湿性。
这些化学物质可以是表面活性剂、聚合物或纳米颗粒等。
例如，一些研究人员使用聚合物修饰材料的表面，形成一层具有高润湿性的薄膜。
这种方法可以广泛应用于液体传输、涂层工艺、纳米颗粒制备等领域。
其次，表面能改性也可以用于提高材料的抗腐蚀性能。
特别是在工业设备和海洋工程等领域，材料的抗腐蚀性非常重要。
传统的方法包括使用腐蚀抑制剂或镀层来防止材料的腐蚀。
然而，这些方法可能在长期使用中出现磨损或脱落的问题。
因此，研究人员开始关注表面能改性对材料抗腐蚀性能的影响。
一种常见的方法是利用物理或化学方法，在材料表面形成一层无毒、耐腐蚀的薄膜。
这种薄膜可以有效地保护材料免受环境中腐蚀物质的侵蚀。
例如，一些研究人员使用化学氧化法使金属表面形成氧化膜，从而提高材料的抗腐蚀性能。
除了上述两个例子外，表面能改性还可以应用于许多其他领域。
例如，在纺织品行业，通过改变纤维表面的性质，可以提高其吸湿性和呼吸性，使人体在穿着时感觉更加舒适。
在电子设备中，通过改变材料表面的电学性质，可以实现更好的电子传导性能，提高设备的性能。
硅灰石表面改性研究现状与应用进展
但是 ，机械化学作用激活 了粉体表面 ，可以提高颗粒
与其他无机物或有机物的作用活性 ，新生表面产生 的
游离基或离子可 以引发苯 乙烯、烯烃类进行 聚合 ，形
成聚合物接枝的填料 。因此 ，如果在无机粉体粉碎过 程 中的某个阶段或环节添加适量 的表 面改性剂 ，那么 机械激活作用可 以促进表面改性 剂分子在无机粉体表
２ ０ 年 第６ ０８ 期
中国非金属矿 工业导刊
பைடு நூலகம்
总第７ 期 ２
陶 勇
（ 中国非金属矿 工业公 司，北 京 １ ０ ３ ） ０ ５ ０ 摘要 ：本文综述了硅灰石表面改性的４ 种方法（ 机械力化学改性法 、包膜法 、偶联剂法和无机纳米包覆改性法 ） 及其改性 后在 工程 塑料 中的应用进展 。 关键词 ：硅灰石 ；表面 改性 ；应用 中图分类号：Ｐ ７ ．５ ； ３ ２ ５ ８ ９ ３ＴＢ ３ 文献标识码 ：Ａ 文章编号 ：１０ —９ ８ （０ ８０ ０ ０ — ４ ０ ７ ３ ６２ ０ ）６ ０ ９ ０
Ｃ ＳＯ ，理论 化学成 分为Ｃ Ｏ ４ ．％，ＳＯ２１７ ａ ｉ ａ ８３ ｉ ５ ．％。 常 呈 白色 和 灰 白色 ，玻璃 光 泽 到珍 珠 光 泽 ；密 度 ２ ７ ～２ ９ ｇ ｃ ；硬度４ ５ ． ；熔点 １ ４ ℃ ， ．８ ． ｌ ／ ｍ ． ～５ ０ ４ ５
种 以上 的表面 活性剂混合使 用 。 硅灰石 的表面改性 主要有４ 种方法 ：机械 力化学
Ｔ ｏ Ｙｏ ｇ ａ ｎ
（ ｈｎ ｔ ｎ ｌ ｎ ｔｌｃ ｎ ｒｌ Ｉｄ ｓｉｌ ｏｐ ｒｔ ｎ Ｂｅ ｉｇ １０ ３ ， ｈｎ） Ｃ ｉａ ｉ ａＮｏ ｍｅａｌ ｅａｓ ｎｕ ｔａ Ｃ ｒｏａ ｏ ， ｉｎ ０ ０ ５ Ｃ ｉａ Ｎａ ｏ ｉ Ｍｉ ｒ ｉ ｊ Ａ ｓｒｃ： ｈ ａｅ ｉｌ ｖｅ ｕ ｉｄ ｆｕｆｃ ｄｆ ａｉｎｍｅ ｏ ｓ ｆ ｌ ｓ ｎｔ（ ｃａ ｏ ｈｍｉａ ａｓｒｔ ｎ ｂ ｔａｔ Ｔ ｅ ｐｒ ｎ ｒ ｉｗｓｏ ｒ ｎ ｓ ｒ ｅｍｏ ｉｃｔ ｔ ｄ ｌ ｔ ｉ ｍｅｈｎ ｃｅ ｃｌ ｄｏ ｉ ， ｐ ｍａ ｙ ｅ ｆ ｋ ｏｓ ａ ｉ ｏ ｈ ｏ ｗｏ ａ ｏ ｅ ｐ ｏ ｃ ａ ｎ ，ｏ ｐｉｇａ ｅｔ ｎ ｏｇ ｎｃ ａ ｏｐ ｒｃ ｏｔ ｇｆｒｈ ｄｆ ａ ｏ ｆ ｌ ｓ ｎｔ）ｎ ｓ ｐ ｌ ａ ｏ ｒｇｅｓ ｎｅｇ— ｏ ｔ ｇ ｃｕ ｌ ｎ ｄｉ ｒａ ｉｎ ｎ —ａ ｉｌ ｃａｉ ｅ ｉ ｎ ｇ ａ ｎ ｔ ｅ ｎ ｏ ｔ ｍｏ ｉｃｔ ｎｏ ｌ ｔ ｉ ａｄｉ ｐｉ ｔ ｎｐｏｒｓ ｉ ｉ ｉ ｉ ｗｏ ａ ｏ ｅ ｔａ ｃ ｉ ｎ
矿物加工学的现状与发展
02
矿物加工学现状
国内外研究现状
国内研究
我国在矿物加工领域的研究起步较晚，但近年来发展迅速， 取得了一系列重要成果。例如，在选矿工艺、矿物浮选药剂 、矿物材料制备等领域取得了显著进展。
国外研究
国外在矿物加工领域的研究起步较早，技术水平较高。目前 ，国际上对矿物加工的研究主要集中在高效节能的选矿工艺 、新型矿物浮选药剂的研发以及矿物材料的应用等方面。
新材料在矿物加工中的应用
随着新材料技术的不断发展，越来越多的新材料被应 用于矿物加工领域。这些新材料具有优良的物理化学 性质和功能特性，能够提高分离效率和产品质量。例 如，高分子材料可用于浮选药剂的制备和矿浆的稳定 ；纳米材料可用于提高传感器的敏感度和精度；复合 材料可用于制备耐磨耐腐蚀的设备和构件。
03
矿物材料制备
矿物材料是现代工业的重要基础材料之一，国内外在矿物材料制备方面
已经取得了很多成果。例如，利用矿物加工技术制备高性能陶瓷、功能
材料、环保材料等。
行业发展趋势
智能化
随着人工智能和自动化技术的发展，矿物加工行业正朝着智能化方向发展。智能化技术的 应用可以提高矿物加工过程的自动化程度和生产效率，降低能耗和资源消耗。
磁电选技术
磁电选技术利用矿物磁性和电性的差异进行分离，包括磁选和电选。随着高磁场强度和高频率磁选机的 出现，磁选技术在处理弱磁性矿物方面取得了重要突破。电选技术也在不断完善和改进。
绿色加工技术
要点一
环保要求
随着环保意识的不断提高，矿物加工 行业对绿色加工技术的需求越来越迫 切。绿色加工技术旨在减少对环境的 污染和资源的浪费。
矿物表面科学及其应用研究
矿物表面科学及其应用研究引言矿物表面科学是研究矿物表面及其与环境之间相互作用行为的一个领域。
它涉及多个学科，如地球化学、电化学、材料科学等等。
矿物表面科学的应用研究领域广泛，包括了可持续开采和利用矿物资源、环境修复和污染控制等等。
本文将从表面结构、表面反应和表面改性这三个方面介绍矿物表面科学及其应用研究。
一、表面结构矿物的表面结构对其物理化学性质的影响非常大。
因此，了解矿物的表面结构是进行矿物表面科学研究的基础。
研究表明，矿物表面结构与晶体结构是密切相关的。
在许多情况下，矿物表面的结构要比其晶体结构更为复杂。
这是由于表面结构的不规则性和各向异性。
1.1 表面晶向与晶体结构是有序和规则的不同，在矿物表面结构中，晶向经常是不规则的。
由于表面晶向的不规则性，表面中的化学反应通常会在不同的方向上发生。
1.2 表面取向在某些情况下，矿物表面的取向也可以对其性质产生影响。
例如，矿物表面的取向可能影响其在各种条件下的耐磨性和抗腐蚀性。
了解矿物表面取向是优化矿物应用的重要一步。
1.3 表面晶面表面晶面是指位于矿物表面上的原子面。
矿物表面的晶面数量和间隙大小对矿物的性质都会产生影响。
研究表明，矿物表面晶面的反应能力比其内部晶面要高得多，因此，表面晶面是矿物吸附和表面反应的主要场所之一。
二、表面反应表面反应是指在矿物表面上发生化学、物理或生物反应的过程。
矿物表面反应对矿物资源的开采和利用、污染控制和环境修复等方面都有着重要的作用。
2.1 吸附矿物表面的吸附行为是研究表面反应中最常见的一个方面。
吸附现象是表面反应的三个主要过程之一。
矿物表面的电荷、溶液中的离子浓度和温度等因素都可能影响矿物表面的吸附。
2.2 氧化还原反应在矿物表面上，氧化还原反应也是非常常见的。
这是由于表面与环境的接触，氧气、水和其他还原剂可以反应到表面上。
氧化还原反应会影响矿物表面的电化学性质，例如电位和pH值。
2.3 地球化学循环矿物表面反应对地球化学循环也有重要的影响。
先进材料表面改性技术的研究与应用
先进材料表面改性技术的研究与应用随着科学技术的不断发展，材料领域的科技也在稳步地向前推进。
先进材料表面改性技术成为了当前的一个重要研究方向。
该领域的研究与应用，对于改善材料的物理性质、化学性质以及生物性质等方面具有重要作用。
在许多领域，如光电子器件、生物医学、节能材料等都有着广泛的应用。
一、先进材料表面改性技术简介先进材料表面改性技术是基于先进材料，借助物理、化学方法等手段，对材料表面进行控制和改性的技术。
例如，通过表面涂覆法、光化学蚀刻法、原子层沉积技术等方法，可以实现对材料表面形貌、结构和功能的精细调节和优化。
二、先进材料表面改性技术在光电子器件中的应用随着信息技术的不断发展，光电子器件在现代社会中已经得到了广泛的应用。
例如，平板显示器、手机屏幕、LED照明等都需要涉及到光电子器件的制造和应用。
而先进材料表面改性技术的应用，则可以极大地改善光电子器件的性能。
例如，利用先进材料表面改性技术的方法，可以实现薄膜太阳能电池的高效制造。
薄膜太阳能电池用于太阳能发电设备中，通过材料表面的改性，可以提高电池的光电转换效率和稳定性。
三、先进材料表面改性技术在生物医学领域中的应用先进材料表面改性技术在生物医学领域中的应用也得到了越来越多的关注。
这得益于材料表面改性可以实现对生物体的特定作用。
例如，利用超疏水材料表面改性技术，可以实现药物控释。
超疏水材料表面的微纳结构可以形成一个具有封闭性的空间，将药物封装在其内部。
通过表面改性，可以实现药物的控制释放，有效引导药物在患者体内的游荡路线。
四、先进材料表面改性技术在节能材料中的应用先进材料表面改性技术在节能材料中也有着广泛的应用。
例如，利用先进材料表面改性技术制造具有超级亲水性的材料，可以实现空气过滤器良好的效果。
在处理空气污染领域，该技术可避免空气中大气污染颗粒的直接入侵，起到良好的保护效果。
五、先进材料表面改性技术面临的挑战尽管先进材料表面改性技术在各个领域都有着广泛的应用，但其仍然面临着一些挑战。
重晶石矿粉表面改性研究与应用
重晶石矿粉表面改性研究与应用王 威１，欧阳兆辉２（１．武汉亚东水泥有限公司，湖北 武汉 ４３００８１；２．武汉科技大学应用化学研究所，湖北 武汉 ４３００８１）摘要：利用硬脂酸、硅烷偶联剂对重晶石粉进行表面改性。
改性后的重晶石矿物表面的疏水性得到明显了改善；分析了改性时间、改性温度和改性剂用量等因素对改性效果的影响。
应用实验表明：改性超细粉在铜版纸涂布和油漆中可以替代沉淀硫酸钡。
关键词：重晶石矿粉；表面改性；硅烷偶联剂；硬脂酸Study and Application on Surface Modification of Barite PowderWang Wei 1, Ouyang Zhaohui2(1.Wuhan Yadong Cement Limited Liability Company, Wuhan, Hubei, 430081; 2.Research Institute of Applied Chemistry, WuhanUniversity of Science and Technology, Wuhan, Hubei, 430081)Abstract: Barite powder was modified with stearic acid and silicane. The activity index indicated that modified barite powder had a good hydrophobic. The effect of modification was discussed separately through the processing time, processing temperature and quantity of reagents. Application experimentation show that modified barite powder takes the place of precipitated barium sulfate in offset coated paper, coating and paint etc.Key words: barite powder; surface modification; silicane; stearic acid收稿日期：２００５－０７－０４作者简介：王威，男，２７岁，工程师，从事材料表面改性等领域的研究。
非金属矿物粉体表面改性技术进展
【行业发展】非金属矿物粉体表面改性技术进展郑水林摘要：表面改性是非金属矿深加工的主要技术之一，对提高非金属矿产品的应用性能和应用价值至关重要。
本文从粉体表面改性方法、工艺、设备、表面改性剂及其配方等方面综述了非金属矿物粉体表面改性技术现状；从表面改性工艺与设备、改性剂及其配方、层状硅酸盐矿物的插层以及表面无机复合改性等方面综述了非金属矿物表面改性技术的最新进展；并对发展前景和发展趋势进行了展望。
关键词：非金属矿；粉体；表面改性；进展中图分类号：ＴＤ９７；ＴＱ３１６．６ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００７－９３８６（２０１０）０１－０００３－０８Development of Surface-modification Techniques of Powder of Non-metallic MineralsZheng Shuilin(School of Chemical and Environmental Engineering of China University of Mining and Technology, Beijing 100083, China)Abstract: Surface-modification which is very important for enhancing application properties of powder is the necessary pro-cessing technology of non-metallic minerals. The methods, technology, machine and agents of surface modification of powder as well as developments of surface-modification of powder of non-metallic minerals have been reviewed, and the proposal was also put forward for development trends of the techniques of surface-modification of powder non-metallic minerals.Key words: non-metallic minerals; powder; surface-modification; development非金属矿物表面改性技术是伴随现代新型复合材料的兴起而发展起来的。
高岭土4大改性技术及研究进展
高岭土4大改性技术及研究进展2023-02-07高岭土应用广泛，随着科学技术的不断革新，各行各业对高岭土的各项指标都有了更高的要求，特别是造纸、涂料、橡胶等行业对高品质高岭土的需求不断增加。
对高岭土进行改性可以改变其表面的理化性质，进而提升其附加值，以满足现代新工艺、新技术及新材料方面的需求。
目前，常用的改性方法有煅烧改性、酸碱改性、磨剥细化处理以及插层剥离改性等方法。
1、煅烧改性煅烧改性是高岭土行业最常用也是最成熟的改性方法，特别是对于煤系高岭土，煅烧改性能去除其中的有机质进而得到高白度、高质量的高岭土产品。
影响高岭土煅烧品质的因素众多，原料品质、原料粒度、煅烧制度、煅烧气氛以及添加剂的选择都对煅烧高岭土的品质有重大的影响。
对高岭土进行煅烧会使其晶体结构发生一定的转变，低温煅烧下，高岭土中部分有机质及物理吸附水逐渐脱离，煅烧至500~900℃时，高岭土脱羟基，晶体结构破坏，成无定形化，层状结构坍塌，比表面积增大，活性也相应提升，这个温度阶段煅烧得到高岭土称为偏高岭土。
煅烧温度达到1000℃左右时高岭石发生相转变，生成铝硅尖晶石结构；煅烧至1100℃以上时发生莫来石转变。
各个煅烧温度的高岭土产品都有广泛的应用，低温煅烧得到的偏高岭土用作水泥添加剂，发挥其火山灰活性，增加混凝土强度、抗渗性和耐腐蚀性，因其具有较大的比表面积而被作吸附剂，吸附重金属离子及有机污染物；高岭土高温煅烧产品基本都形成强度较大的莫来石，常被用来制造石油压裂支撑剂。
近年来有学者发现通过微波快速升温能有效地提升煤系高岭土的比表面积，相较传统煅烧工艺更加高效节能，也有学者通过微波煅烧的方式以煤系高岭土为原料合成了13X型分子筛，大大提升了高岭土的活性，进一步提高了高岭土的吸附性。
2、酸碱改性对高岭土进行酸碱改性能有效地改善粉体表面的吸附性和反应活性。
王玉飞分别用盐酸、氢氧化钠对煅烧煤系高岭土进行改性，得出了吸油值最佳时所对应的处理条件，由于高岭土煅烧处理后形成了具有酸反应活性的四面体Al，盐酸改性后高岭土中的Al元素浸出，极大地丰富了高岭土的孔道结构；氢氧化钠改性能浸出煅烧高岭土中的Si元素，使小孔结构增加，这是因为煅烧处理后高岭土中的一部分SiO2转化为游离的SiO2，易于与碱性物质发生反应。
凹凸棒石的表面改性和吸附重金属离子性能研究
凹凸棒石的表面改性和吸附重金属离子性能研究凹凸棒石是一种天然矿物材料，其具有坚硬、耐磨、酸碱稳定等优点，被广泛应用于水处理、废水处理、环境修复等领域。
然而，凹凸棒石表面的化学性质和孔隙结构限制了其在吸附重金属离子方面的应用。
为了提高凹凸棒石的吸附性能，对其进行表面改性是一种有效的方法。
表面改性是通过在凹凸棒石表面引入其他物质或改变其结构，以增强其吸附性能。
一种常见的表面改性方法是利用阳离子交换。
阳离子交换是指在固体表面上引入具有较强亲合力的阳离子，以吸附重金属离子。
例如，将凹凸棒石与二价和三价阳离子溶液接触，可以使阳离子与凹凸棒石表面的负电荷进行交换，从而增加凹凸棒石表面对重金属离子的吸附能力。
另一种常见的表面改性方法是利用有机改性剂。
有机改性剂通常具有亲水基团和亲金属基团，可以与凹凸棒石表面发生化学反应或形成配位键，从而增强吸附性能。
例如，利用十六烷基三甲基溴化铵等有机改性剂改性凹凸棒石表面，可以使其表面疏水性降低，增加重金属离子的吸附量。
除了表面改性，调控凹凸棒石的孔隙结构也是提高其吸附性能的重要手段。
凹凸棒石的孔隙结构可分为微孔和介孔。
微孔对中小分子的吸附具有较好的效果，而介孔可以增加吸附剂与被吸附物质之间的接触面积，提高吸附效率。
因此，通过控制凹凸棒石的烧结温度、孔隙生成剂的添加量等方法，可以调控凹凸棒石的孔隙结构，以适应不同重金属离子的吸附需求。
凹凸棒石的表面改性和吸附重金属离子性能的研究已经取得了一定的成果。
许多学者通过实验和理论模拟等方法，探索了不同表面改性剂对凹凸棒石吸附性能的影响。
例如，研究发现，改性剂的疏水性越低，其对于重金属离子的吸附能力越强。
同时，改性剂的碱洗程度和改性剂与凹凸棒石之间的质量比例等因素也会影响吸附性能。
此外，一些研究还探索了凹凸棒石在混合型床层反应器中的应用。
混合型床层反应器是一种将催化剂和吸附剂结合在一起的技术，可以在同一反应器中实现吸附和催化反应。
通过将凹凸棒石与金属催化剂共同固定在载体上，可以实现同时对有害物质进行吸附和降解的效果。
表面改性技术在表面分析中的应用
表面改性技术在表面分析中的应用随着科技的发展，表面改性技术已经被广泛应用于各个领域，尤其是在表面分析的领域中。
表面改性技术可以通过改变材料表面的物理和化学性质来达到一定的表面改性效果，从而提高材料的性能和应用价值。
本文将介绍表面改性技术的基本原理和常用方法，并探讨其在表面分析中的应用。
一、表面改性技术的基本原理和常用方法表面改性技术可以通过改变材料的表面结构和组成来实现不同的表面改性效果，从而达到提高材料性能的目的。
表面改性技术的原理主要包括物理和化学两个方面。
1. 物理表面改性技术物理表面改性技术主要是通过机械方式改变材料表面的物理状态，从而实现表面改性效果。
其中包括以下几种常用方法：（1）轧制通过轧制可以改变材料表面的形态与结构，进而改变其物理和化学性质。
轧制可以使材料表面的晶体结构产生微观改变，从而提高材料的硬度、韧性和强度等性能。
（2）打磨打磨可以通过切削、抛光等方式改变材料表面的形态和结构，产生不同的表面改性效果。
打磨可以使材料表面变得光滑，从而提高其耐磨性、耐腐蚀性和导电性等性能。
（3）喷砂喷砂可以通过高速喷射砂粒对材料表面进行加工，从而改变其表面形态和结构。
喷砂可以使材料表面产生不同程度的粗糙度，从而改变其摩擦系数、润滑性和防滑性等性能。
2. 化学表面改性技术化学表面改性技术主要是通过化学反应改变材料表面的化学性质，进而实现表面改性效果。
其中包括以下几种常用方法：（1）离子注入离子注入是一种将离子束注入材料表面的方法，它可以在材料表面形成一定厚度的改性层，从而改变材料表面的化学组成和结构，实现表面改性效果。
离子注入可以实现不同种类和能量的离子注入，从而改变材料表面的硬度、耐磨性和耐腐蚀性等性能。
（2）溅射溅射是一种通过高速离子撞击材料表面来实现表面改性的方法，其原理类似于离子注入。
溅射可以改变材料表面的化学成分和结构，从而提高其硬度、耐磨性和导电性等性能。
（3）电化学氧化电化学氧化是一种通过电化学反应在材料表面形成氧化层的方法，其可以改变材料表面的化学组成和结构，实现表面改性效果。
非金属矿物粉体表面改性技术进展
非金 属矿物 粉体的表面改 陛，主要是依靠表 面改 性剂（ 或处理 剂、包覆剂 ） 在粉 体颗粒表 面的吸 附、反
物 、不饱 和有机酸 、有机硅 、水溶性高分 子以及 金属 氧化物及 其盐等 ，常见 国产 品种及其应用列于下表 。
表 面 改 性 剂 及 其 应 用
名 称 品 种 应 用
碳 酸钙 碳 酸 镁 、高 岭 土 、滑 石 、 硅 灰石 氧化铁 、重晶石 、氢 氧化 铝 氢 氧化 镁 、粉煤 灰 、石膏 粉 、 云母 叶 蜡 石 等
、 、 、 、
铝钛 复合 阴离子 阳离子 非 离 子
Ｆ ｌ Ｔ ２ Ｔ 、Ｆ 一 硬脂 酸（ 、磺 酸盐及其 酯、高级磷酸 酯盐 盐） 高级胺 盐（ 伯胺 、仲胺 、叔胺及 季铵盐 ） 聚 乙 二 醇 型 、 多 元 醇 型 聚丙烯酸（ 盐）
云 母 、 高 岭 土 、滑 石 、 钛 白 粉 、 氧 化铝 氧化镁 、颜料等
、
钛盐
、
铬 盐、铁盐 、硅酸 盐 、铝盐 、镁 盐、锆盐 、锌 盐、镉盐等
２ ０ 年 以来 ，随着 与非金 属矿物粉体相关高技术 ００ 和新材料 的发展及无 机粉体应用技术 的显著进展 ，表 面改性非金属矿物粉体 用量 不断增加 ；针对超细重 质
、
滑 石 、硅灰 石 、氧化 铁 、高 岭土 、 高 岭土 海 泡 石 、云 母 、 叶 蜡 石 等
、
表 面活性 剂
轻质碳酸钙 、重质碳酸钙、硅 灰石 、 膨润土 、高岭土、氢氧化镁、滑石 、 叶蜡 石等 碳 酸钙 、磷 酸钙 、硅 灰石 、滑 石 、 铁红 颜 料 等
、
水溶性 高分子 有机硅 有机低聚物 不饱和有机酸
…
石 、重晶石 、氢氧化铝 、氢氧化镁、 叶蜡石 等 石英 二 氧化 硅 、玻璃 纤维 、高 岭 土 滑 石 、硅 灰石 、氢 氧化 铝 、氢 氧化镁