层状硅酸盐矿物的研究进展

第46卷第1期2018年1月

广州化工

Guangzhou Chemical Industry

Vol.46 No.1

Jan.2018层状硅酸盐矿物的研究进展

殷洪国，罗青松，韩世虎

(成都理工大学材料与化学化工学院，四川成都610059)

摘要：近年来，层状硅酸盐矿物受到国内外学者的广泛关注，由于具有耐热、耐酸碱、绝缘、强度髙、化学稳定性好等 优点，被广泛应用于吸附、催化、防腐等研究领域。目前，研究较多的是通过插层反应制备复合材料，其兼有无机主体和客体分 子的性质，表现出优于单一组分具有的特性。本文主要综述层状硅酸盐矿物的结构和性质，并重点讨论了层状硅酸盐复合材料的 研究现状及应用前景。

关键词：硅酸盐矿物；复合材料；现状；综述

中图分类号：TH145. 1+ 1，U668.3+5 文献标志码：A文章编号：1001-9677(2018)01-0033-03

R e s e a r c h P r o g r e s s o n L a y e r e d S i l i c a t e M i n e r a l s

YIN Hong-guo，LUO Qing-song，HAN Shi-hu

(School o fChemistry and Chemical Engineering，Chengdu University of Technology，Sichuan Chengdu 610059，China)

A bstract: In recent years，layered silicate minerals，which have drawn wide attention of scholars at home and abroad，have been widely used in the fields of adsorption，catalysis and anticorrosive due to their advantages of heat resistance，acid and alkali resistance，high insulation and high chemical stability. At present，more researches are focused on the preparation of composites by intercalation reaction，which combine the properties of inorganic hosts and guest molecules，and show better properties than single components. The structure and properties of layered silicate minerals were mainly reviewed，and the research status and application prospects of layered silicate composites were focused on.

Key w ords: silicate minerals; composites; current situation ；prospect review

硅酸盐矿物共有548种，约占已知矿物总数的24%，广泛

分布于岩石和土壤中。按照其结构的不同，大致分为岛状、环 状、链状、层状和架状五大结构类型[1]。已知的层状硅酸盐矿 物共有162种，约占硅酸盐矿物中总数的29. 56%c。层状硅酸 盐矿物是若干由硅氧四面体和铝氧八面体按照不同规律连接起 来的结构层堆垛而成，不同类型的硅酸盐矿物其硅氧四面体和 铝氧四面体构成比例不一样，如蒙脱土[2-3]、白云母[4]均为2: 1型化合物，而髙岭土为1:1型化合物。硅酸盐矿物的插层复 合材料主要包括离子复合材料、纳米复合材料和聚合物复合材 料，主要应用于催化、防腐、吸附和阻燃等领域。根据其特有 的层状结构，层状硅酸盐片层存在大量的可交换离子，可通过 离子交换法将无机或有机离子插人片层空间合成离子型复合材 料。纳米粒子通过插层反应插人片层化合物层间，获得的纳米 复合材料不仅改善了纳米粒子易团聚的现象，同时还可以使其 更加稳定[5]。层状硅酸盐与聚合物复合制备髙分子复合材料不 仅可以改善髙分子材料的机械强度和性能差的缺点，而且可以 增强耐髙温、耐腐蚀的性能。

本文主要综述蒙脱土、白云母、髙岭土和蛭石4种常见的 硅酸盐矿物的研究现状及应用前景。望能对这方面的研究工作 者提供参考和指导。1蒙脱土的研究现状及进展

蒙脱土层板不具有氧化性和耐酸碱性，其层板间仅靠层间 阳离子的弱静电作用连接，其为二层硅氧四面体夹一层硅氧八 面体构成2:1型结构层，片层厚度大约为1nm，长度由30 nm 到几千纳米不等，这种特殊的结构赋予蒙脱土[2]许多特性，比如膨胀性、吸附性、离子交换性、分散性、悬浮性和黏结性等[6]。李玉峰[7]利用聚苯胺本身具有很好的导电性，在蒙脱土 层间插人聚苯胺，得到聚苯胺-蒙脱土复合材料，将其用于金 属的防腐蚀研究，研究发现聚苯胺-蒙脱土复合材料改善了聚 苯胺单一作为防腐蚀材料的不足。黄春等[8]利用聚噻吩的防腐 蚀性能，将改性的蒙脱土与噻吩共混，在氧化剂的作用下噻吩 在蒙脱土层间发生共聚。该研究对聚噻吩-蒙拓土的结构及性 能进行分析并测试该材料对钢片表面防腐性能，研究发现蒙脱 土的片层结构延长了氧气和水同金属接触的路径，而另一方面 体系具有一定的导电性可避免局部腐蚀。程博等[9]分析了钙基 蒙脱土和有机改性的钠基蒙脱土在阻燃方面的应用，结果表明 加人钙基蒙脱土的A l(O H)3乙烯-醋酸乙烯酯复合材料热释放 更低，形成的碳层隔热效果更好，表现出更优异的性能，分析 认为有可能钙基蒙脱土中的钙离子对燃烧成炭具有促进作用。冉诗雅等[1°]利用酸碱处理蒙脱土与磷酸酯阻燃剂复配阻燃

通讯作者：殷洪国（1992-),男，硕士研究生，主要从事无机非金属复合材料研究。