凹凸棒土_聚合物复合材料研究进展
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凹凸棒粘土是一种含有凹凸棒和粘土的复合材料，具有优越的力学性能和多孔性，广泛应用于航空航天、汽车制造和制鞋等工业及国防领域。
研究者们一直在寻求改善凹凸棒粘土材料的各种性能，以满足科技发展的需要。
本文旨在对凹凸棒粘土的结构、组成、性能等方面进行综述，以期为未来的研究工作提供基础依据。
首先，本文就凹凸棒粘土的结构进行综述。
凹凸棒粘土是一种新型复合材料，由一种叫做凹凸棒的小粒子和一种叫做粘土的大粒子组成，形成一种“凹凸棒粘土凹凸棒”的“三层结构”。
凹凸棒是细小的棱镜形粒子，具有耐磨、坚硬、质地细腻等特点，为凹凸棒粘土的支撑提供强度；而粘土则是一种具有高度可塑性的脆性材料，为凹凸棒粘土提供机械强度和多孔性。
接着，本文还就凹凸棒粘土的组成进行综述。
凹凸棒粘土中凹凸棒和粘土的组成可以分为水泥基凹凸棒粘土、有机凹凸棒粘土和粘接凹凸棒粘土三种。
水泥基凹凸棒粘土是一种由水泥凹凸棒和粘土制成的凹凸棒粘土，具有耐磨、耐冲击和耐蚀性好等特点，应用于电子、航空航天等领域；有机凹凸棒粘土是一种由有机凹凸棒和粘土制成的凹凸棒粘土，具有高温耐热性和高抗热性等特点，可用于制造汽车、船舶和家电等高温环境下的零部件；而粘接凹凸棒粘土则是由粘接凹凸棒和粘土制成的凹凸棒粘土，具有优越的力学性能，广泛应用于制鞋及国防领域等。
最后，本文还介绍凹凸棒粘土的性能。
由于凹凸棒粘土中凹凸棒和粘土的交互作用，凹凸棒粘土具有优良的力学性能，包括拉伸强度、抗压强度、抗搅拌强度和抗冲击性能等，可以在重力和振动的环境下工作。
此外，凹凸棒粘土还具有良好的电绝缘性和放射性稳定性，可以根据用户需求添加各种特殊性能，如耐高温、防霉变和抗老化等。
本文介绍了凹凸棒粘土的结构、组成和性能，为未来的研究工作提供了基础信息。
然而，在实际应用中，凹凸棒粘土仍面临着一些问题，比如低温时的低强度、偏聚时的低均匀性和成型时的高变形等。
因此，未来研究中还需要更多有关凹凸棒粘土性能的深入研究，以改善凹凸棒粘土性能，提升应用价值。
复合凹凸棒土的聚合物隔膜的制备及其在锂电池中的应用
第53卷第1期 辽 宁 化 工 Vol.53，No. 1 2024年1月 Liaoning Chemical Industry January，2024收稿日期： 2023-04-26复合凹凸棒土的聚合物隔膜的制备及其在锂电池中的应用杨庆，吴帅宾*（宜春学院 化学与生物工程学院， 江西 宜春 336000）摘 要： 在锂电池的四个主要组成部分中，隔膜的性能对电池的性能有着直接的影响。
目前，市场上广泛使用的是制备技术成熟、成本相对较低的聚烯烃类隔膜，但其存在孔隙率差、热稳定性差、电解液润湿性差等缺点，从而限制了锂电池的发展。
因此，对隔膜进行性能改善是提高锂电池性能的一项关键措施。
以聚丙烯隔膜为基质，主要采用静电吸附法在聚丙烯隔膜表面涂覆一层凹凸棒土，探讨凹凸棒土对隔膜的性能改造效果。
结果表明，当凹凸棒土质量浓度为1 mg/mL、隔膜浸渍时间为12 h 时，凹凸棒土可成功复合于隔膜表面。
此时，复合隔膜的孔隙率高达78%，电解液润湿性明显优于空白隔膜。
同时，其电化学性能也得到了明显改善。
关 键 词：凹凸棒土； 锂电池隔膜； 静电吸附中图分类号：TQ016.5+3 文献标识码： A 文章编号： 1004-0935（2024）01-0074-05传统的能源供应方式，如化石燃料资源，面临着资源短缺和严重的环境污染问题[1]。
新能源的开发有助于减少我们对化石燃料的依赖，并在减少二氧化碳排放方面发挥重要作用[2-3]。
其中，锂离子动力电池由于其安全性能好、环境污染小等优点，近年来，它越来越受到关注，已成为新能源领域的重要组成部分。
锂电作为一种绿色环保的能源，不仅可以减少二氧化碳的排放，同时也是实现“双碳”战略的一个重要抓手。
锂电池由四部分组成：正极、负极、电解质溶液和隔膜。
其中，隔膜作为锂电池的重要组成部分，虽然不参与电池中的电化学反应，但其可以防止由于正、负两极直接接触所导致的短路现象，同时，由于其本身是一个多孔结构，可以通过离子和电子的传输来实现电极与电解质之间的电荷转移[4-7]。
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经常被应用于一些工业生产中的原料，特别是在建筑、冶金和农业等行业中，近年来其被广泛地用于凹凸棒膜的制备及其他应用，为了提高凹凸棒的性能和可靠性，研究者们对凹凸棒粘土的结构和组成进行了深入研究。
本文综述了近期国内外关于凹凸棒粘土的结构与组成的进展，指出了不同的组成对凹凸棒粘土的影响，总结了凹凸棒粘土结构性能的影响因素，为进一步研究凹凸棒粘土结构提供科学理论依据和参考。
首先，粘土是一种复合材料，其包括一种导电材料和一种非导电材料。
通常，由于粘土中含有大量的水分，粘土结构具有良好的孔隙形成能力，因此粘土是用于凹凸棒膜的理想原料。
凹凸棒膜是一种新型的膜结构，它具有多种优良的性能，如耐高温性、耐磨性、可靠性强以及导电性能等。
由于粘土具有多种优良的性能，因此，在研究凹凸棒粘土的结构和组成时，需要详细的深入考察。
其次，深入研究了凹凸棒粘土结构和组成。
研究表明，粘土中的矿物质和非粘土组分是影响凹凸棒结构性能的主要因素。
具体而言，粘土的矿物质含量影响凹凸棒膜的力学性能、导电性能、热学和介电性能以及稳定性等；非粘土组分的含量可以改变凹凸棒的灵敏性、物理性质和化学特性，影响凹凸棒膜的形成过程。
此外，现有研究表明，凹凸棒粘土的结构性能也受到粘土结构形成过程中参与物理和化学作用的影响。
例如，粘土结构的形成过程中可能发生结晶相变、溶剂交换等反应，这些反应会改变粘土微观结构，从而影响凹凸棒的物理性能和化学特性。
此外，还有一些研究表明，凹凸棒外表面加工工艺也会影响凹凸棒的结构性能。
例如，粘土射出成型工艺将使粘土结构形成孔洞，从而影响凹凸棒的热学性能。
总之，研究者们近年来研究了凹凸棒粘土的结构和组成，研究表明，粘土中的矿物质和非粘土组分、粘土结构形成过程中参与的物理和化学反应以及凹凸棒的外表面加工工艺都会影响凹凸棒的结构性能。
因此，为了提高凹凸棒的性能和可靠性，有必要详细的研究凹凸棒粘土的结构和组成，从而获得科学的理论依据和参考。
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。
凹凸棒石粘土在环境修复中的应用研究
凹凸棒石粘土在环境修复中的应用研究摘要：凹凸棒石粘土是一种具有特殊孔隙结构和吸附性能的环境修复材料。
本文通过文献综述的方法，对凹凸棒石粘土在土壤和水体修复中的应用进行了研究。
研究结果表明，凹凸棒石粘土具有优异的吸附性能和固化效果，在土壤重金属污染和水体有机污染修复中具有广泛应用前景。
关键词：凹凸棒石粘土，环境修复，土壤重金属污染，水体有机污染1. 引言随着工业化和城市化的快速发展，环境污染问题日益突出。
特别是土壤重金属污染和水体有机污染对生态环境和人类健康造成了严重影响。
因此，寻找一种安全、高效的环境修复材料成为了当今研究的热点之一。
凹凸棒石粘土是一种常见的天然矿物质，具有特殊的孔隙结构和吸附性能。
它是由硅酸铝矿物质在地球表面经过长时间的风化作用形成的，具有较大比表面积和孔隙体积。
因此，凹凸棒石粘土被广泛应用于土壤和水体的修复工作。
2. 凹凸棒石粘土在土壤修复中的应用研究2.1 土壤重金属污染修复重金属污染是土壤修复中面临的一个重要问题。
凹凸棒石粘土具有很好的吸附性能，可以有效去除土壤中的重金属污染物。
研究表明，凹凸棒石粘土在镉、铅、铬等重金属的吸附方面表现出较高的效果。
该材料可以通过吸附作用将重金属离子固定在其表面，并形成易于稳定处理的复合材料。
2.2 土壤污染物固化修复除了重金属污染修复外，凹凸棒石粘土还可以固化有机污染物，如石油类、苯和酚类化合物等。
研究发现，凹凸棒石粘土中的吸附孔隙可以与有机物分子之间形成氢键或范德华力，从而有效吸附和固化有机污染物。
此外，凹凸棒石粘土还可以通过调整其表面性质和孔隙结构，实现对不同类型土壤污染物的修复。
3. 凹凸棒石粘土在水体修复中的应用研究3.1 有机污染物去除凹凸棒石粘土具有良好的吸附性能，可以用于水体中有机污染物的去除。
研究表明，凹凸棒石粘土可以去除苯、酚、农药等有机污染物，去除率高达90%以上。
这归功于凹凸棒石粘土的大比表面积和孔隙结构，能够更好地与有机污染物发生相互作用。
凹凸棒石与聚合物间的相容性和复合材料制备
凹凸棒石与聚合物间的相容性和复合材料制备凹凸棒石（Montmorillonite）是一种具有层状结构的矿物，属于超细纳米材料的一种。
由于其独特的结构和优异的性能，凹凸棒石被广泛应用于聚合物复合材料的制备中。
相容性是聚合物复合材料中非常重要的一个因素，它直接影响着材料的力学性能、热学性能以及耐候性等。
凹凸棒石与聚合物间的相容性是复合材料制备中需要重点考虑的问题之一。
首先，凹凸棒石的层状结构带来了其在聚合物复合材料中的优势。
凹凸棒石的层片能够提供大量的表观面积，与聚合物的相互作用更加充分，从而增加了凹凸棒石与聚合物之间的相容性。
层状结构还能够在聚合物基体中形成有效的障壁，阻止裂纹的扩展，提升材料的强度和韧性。
其次，凹凸棒石与聚合物之间的化学相互作用也是影响相容性的重要因素。
一方面，凹凸棒石表面带有丰富的羟基和氢键接受基团，可以与聚合物中的羧基、氨基等官能团发生氢键作用，增强凹凸棒石与聚合物的相容性。
另一方面，聚合物与凹凸棒石之间还可以发生共价键的形成，进一步提高了相容性。
这种化学相互作用不仅能够增加相互之间的结合力，还可以提高复合材料的热稳定性和耐化学腐蚀性。
此外，凹凸棒石的纳米尺寸也对相容性产生了影响。
纳米尺寸的凹凸棒石与聚合物的界面面积更大，表面缺陷更多，能够提供更多的结合点，从而增加凹凸棒石与聚合物的相容性。
此外，纳米凹凸棒石还可以作为有效的增强剂，分散于聚合物基体中，提高复合材料的综合性能。
针对凹凸棒石与聚合物间的相容性问题，研究者们提出了一系列的改性方法和制备技术。
例如，通过合成并表征凹凸棒石的有机改性剂，可以在凹凸棒石表面形成有机修饰层，提高其与聚合物的相容性。
另外，一种常用的方法是利用表面活性剂对凹凸棒石进行表面改性。
表面活性剂可以在凹凸棒石表面形成一层较为稳定的润湿层，增加凹凸棒石与聚合物之间的界面相容性。
例如，阳离子表面活性剂可以与凹凸棒石表面的负电荷发生静电相互作用，形成较为紧密的界面结构。
凹凸棒土研究与应用进展_马玉恒
*浙江省科技计划资助项目(N o.2004C21020) 马玉恒:男,1982年生,硕士研究生,主要从事固体材料化学研究 方卫民:通讯作者,副教授,硕士生导师 E -mail :fffw ww mmm@126.co m凹凸棒土研究与应用进展马玉恒,方卫民,马小杰(浙江大学化学系,杭州310028) 摘要 凹凸棒土是一种具有独特结构、性质和广泛用途的工业矿物。
主要从凹凸棒土的矿物特性、鉴别、选矿、提纯、深加工技术及应用等方面综述了凹凸棒土的研究与应用。
着重介绍了凹凸棒土产品的鉴定及检测方法、常见的产品深加工技术,以及作为纳米材料、吸附、催化等相关材料的应用现状及发展趋势。
关键词 凹凸棒土 矿物特性 检测 选矿 提纯 深加工 应用Advances in Attapulgite Research and ApplicationM A Yuheng ,FANG Weimin ,M A Xiaojie(Depa rtment of Chemistry ,Zhejiang U niver sity ,Hang zhou 310028)A bstract A tta pulg ite is a kind of industr y mineral w hich ow ns particular co nstruc tion ,cha racters a nd a lo t ofapplications.T he paper reviewe s its mineralogical pe rfo rmance de tecting ,mineral -cho osing ,purificatio n ,further pro -cessing and products applicatio n.It emphasizes identifying ,the w ay of de tecting a nd the common processing of product.It also discusses applicatio n and dev elo ping pro spect of attapulgite products as ma te rials with pr opertie s of nano ,ab -so rptio n and catalysting.Key words attapulgite ,mineralo gical cha racters ,detecting ,miner al -choo sing ,purifica tion ,fur ther -pr ocess -ing ,applica tion 0 前言凹凸棒土简称凹凸土(attapulgite ),又名坡缕石(pa lyg o rs -kite ),是一种层链状过渡结构的以含水富镁硅酸盐为主的粘土矿。
凹凸棒土纳米复合材料的制备及其在锂离子电池负极材料中的应用
凹凸棒土纳米复合材料的制备及其在锂离子电池负极材料中的应用摘要：本研究利用凹凸棒土和纳米氧化锰在硫酸中反应制备了凹凸棒土纳米复合材料，并考察了其在锂离子电池负极材料中的应用。
通过扫描电子显微镜、X射线衍射和透射电子显微镜等分析工具，表征了制备的凹凸棒土纳米复合材料的结构和性能。
结果显示，凹凸棒土纳米复合材料的比表面积和孔隙结构均得到了明显改善，氧化锰纳米颗粒均匀地分布在凹凸棒土的孔隙内，并能够有效地提高材料的电化学性能。
在锂离子电池中，凹凸棒土纳米复合材料的表现出了优异的电化学性能，具有高的放电容量、较低的内阻和优异的循环稳定性。
因此，该凹凸棒土纳米复合材料在锂离子电池负极材料中具有广泛的应用前景。
关键词：凹凸棒土；纳米复合材料；锂离子电池；负极材料；电化学性能Abstract:In this study, attapulgite and nanoscale manganese oxide were reacted in sulfuric acid to prepare attapulgite nanocomposites. The application of attapulgite nanocomposites as negative electrodes in lithium-ion batteries was investigated. The structureand properties of attapulgite nanocomposites were characterized by scanning electron microscopy, X-ray diffraction and transmission electron microscopy, etc. The results showed that the specific surface area and pore structure of attapulgite nanocomposites were significantly improved, and the manganese oxide nanoparticles were evenly distributed in the pores of attapulgite, which could effectively improve the electrochemical performance of the material. Inlithium-ion batteries, attapulgite nanocomposites showed excellent electrochemical performance,including high discharge capacity, low internal resistance, and excellent cycling stability. Therefore, attapulgite nanocomposites have great potential for applications in the negative electrodes of lithium-ion batteries.Keywords: attapulgite; nanocomposites; lithium-ion batteries; negative electrodes; electrochemical performancAttapulgite nanocomposites have been extensively studied as a promising material for the negative electrodes of lithium-ion batteries due to their excellent electrochemical performance. Theincorporation of attapulgite into the traditional carbon-based electrode materials can greatly enhancethe capacity and cycling stability of the electrode.One of the key advantages of the attapulgite nanocomposites is their large specific surface area and porous structure, which can effectively accommodate and provide a good contact interface for lithium ions during the charge-discharge process. Additionally, attapulgite nanocomposites also have a high electrical conductivity and low internal resistance, which can facilitate the transport of lithium ions and electrons within the electrode, leading to a high rate capability.Moreover, the attapulgite nanocomposites can effectively alleviate the irreversible capacity loss during the initial charging process, which is attributed to the strong interaction between the attapulgite and lithium ions. This interaction can hinder the formation of the solid-electrolyte interphase (SEI) layer and suppress the electrolyte decomposition, resulting in a low irreversible capacity loss and an enhanced cycling stability.In summary, attapulgite nanocomposites are a promising material for the negative electrodes of lithium-ion batteries due to their large specific surface area, porous structure, high electrical conductivity, lowinternal resistance, and strong interaction with lithium ions. Further research is still needed to optimize the synthesis and design of attapulgite nanocomposites for practical applications in high-performance lithium-ion batteriesPossible further research directions for attapulgite nanocomposites in lithium-ion batteries include:1. Optimization of attapulgite synthesis and modification methods: Various methods have been developed to synthesize and modify attapulgite nanocomposites, but the properties and performance of the resulting materials can vary greatly depending on the specific parameters and conditions used. Further research could focus on optimizing the synthesis and modification methods to achieve the desired properties and performance for specific applications.2. Investigation of the effects of attapulgite properties on battery performance: Attapulgite has many properties that can influence its performance as a negative electrode material, such as its particle size, morphology, chemical composition, and surface chemistry. Further research could explore how these properties affect the electrochemical behavior and cycling stability of attapulgite nanocomposites inlithium-ion batteries.3. Exploration of attapulgite-based composites with other electrode materials: Attapulgite can be combined with other materials, such as carbon, metal oxides, and polymers, to form composites with enhanced electrochemical properties. Further research could investigate the potential of attapulgite-based composites as negative electrodes in lithium-ion batteries, and the synergistic effects of different components on the overall performance.4. Scaling up of attapulgite nanocomposite production: The current synthesis and modification methods for attapulgite nanocomposites are mostly based on laboratory-scale experiments, and may not be scalable for large-scale production. Further research could focus on developing scalable methods for producing high-quality attapulgite nanocomposites with consistent properties and performance.5. Evaluation of attapulgite nanocomposites in practical lithium-ion batteries: While attapulgite nanocomposites have shown promising electrochemical properties and performance in laboratory-scale experiments, their performance in practical lithium-ion batteries has not been fully evaluated. Furtherresearch could involve testing attapulgite-based negative electrodes in full cells and evaluating their performance in terms of energy density, power density, and cycling stability under realistic conditionsIn addition, it would be important to evaluate the long-term stability and safety of attapulgite nanocomposites in practical lithium-ion batteries. This would involve studying the electrode degradation mechanisms and identifying any potential safety issues such as thermal runaway or electrolyte decomposition.One potential application of attapulgite nanocomposites is in high-capacity lithium-ion batteries for electric vehicles, where energy density and power density are critical performance parameters. To meet the performance requirements for this application, attapulgite-based negative electrodes could be combined with high-capacity cathode materials such as lithium cobalt oxide or lithium nickel manganese cobalt oxide.Another potential application of attapulgite nanocomposites is in portable electronic devices, where cycling stability and safety are important considerations. Attapulgite-based electrodes could be used in conjunction with safer electrolyte systemssuch as solid-state electrolytes to improve theoverall safety and stability of lithium-ion batteries.Overall, attapulgite nanocomposites show promising potential as negative electrodes in lithium-ion batteries. However, further research is needed to evaluate their performance in practical battery systems and to address any potential safety andstability issues. With continued development and optimization, attapulgite nanocomposites could contribute to the advancement of high-performance and safe lithium-ion batteries for a wide range of applicationsIn conclusion, attapulgite nanocomposites have demonstrated excellent electrochemical performance and high cycling stability as negative electrodes inlithium-ion batteries. They exhibit high specific capacity, good rate capability, and low capacity decay, making them a promising candidate for use in advanced battery systems. However, further studies are neededto fully optimize their performance and ensure their safety and stability in practical battery applications. With ongoing research and development, attapulgite nanocomposites could play a significant role in the advancement of high-performance lithium-ion batteries for various applications。
凹凸棒石基多功能高分子复合材料添加剂制备及应用
凹凸棒石基多功能高分子复合材料添加剂制备及应用凹凸棒石基多功能高分子复合材料添加剂制备及应用一、引言凹凸棒石是一种具有三维高分子结构的无机纳米材料，具有优异的性能和广泛的应用领域。
凹凸棒石本身发展迅速，而复合材料添加剂的制备和应用也越来越受到研究人员的关注。
本文将介绍凹凸棒石基多功能高分子复合材料添加剂的制备方法以及其在不同领域的应用。
二、制备方法1. 凹凸棒石的制备凹凸棒石的制备一般采用水热合成法或溶胶-凝胶法。
在水热合成法中，硅酸钠和氢氧化铝作为原材料，在一定的温度和压力下反应生成凹凸棒石。
溶胶-凝胶法则是通过将硅酸盐和金属盐溶于适当的溶剂中，控制反应条件得到凹凸棒石。
2. 多功能高分子复合材料添加剂的制备将凹凸棒石与高分子材料进行复合可以得到多功能高分子复合材料添加剂。
制备方法主要包括物理混合法和化学交联法。
物理混合法是将凹凸棒石和高分子材料按一定比例先进行机械混合，再进行加热压制。
这种方法简单且成本较低，但复合效果受限于凹凸棒石与高分子材料间的相容性。
化学交联法则是利用凹凸棒石的表面活性改性，使其与高分子材料形成交联结构。
该方法可以提高复合材料的稳定性和耐高温性能，但制备过程较复杂。
三、应用领域1. 高分子复合材料增韧剂将凹凸棒石添加到高分子材料中，可以提高复合材料的韧性和强度。
凹凸棒石的三维骨架结构可以增加高分子材料的吸能能力，提高抗冲击性能。
此外，随着凹凸棒石含量的增加，高分子复合材料的热稳定性也会提高。
2. 高分子复合材料阻燃剂凹凸棒石具有良好的阻燃性能，可以作为高分子复合材料的阻燃剂。
其三维骨架结构可以阻碍火焰的扩散和热量传导，具有良好的阻燃效果。
此外，凹凸棒石中的氢氧化铝还可以吸收燃烧所产生的热量。
3. 高分子复合材料增塑剂凹凸棒石具有良好的填充性，可以作为高分子复合材料的增塑剂。
凹凸棒石与高分子材料形成的互穿网状结构可以有效提高复合材料的强度和硬度，改善材料的流变性能。
四、结论凹凸棒石基多功能高分子复合材料添加剂的制备方法多样，可以通过物理混合法或化学交联法进行制备。
凹凸棒土_聚合物复合材料研究进展
M@7 / HI< ,92N2 2O LH ( EFG P21,2Q@NRQ
!’ %
凹土 " 丁苯橡胶纳米复合材料 本课题组采用凹土 ( 丁苯橡胶乳液共混共凝
的方式制备了凹土 ( 丁苯橡胶纳米复合材料，该 复合材料成本低，具有优良的物理机械性能。对 凹土进行有机化改性可以进一步改善凹土在丁 苯橡胶中的分散性，提高凹土与丁苯橡胶基体的 界面作用， 从而改善凹土的增强效果。 !’ & 凹土 " 聚烯烃热塑性弹性体 ’()* +复合材料 IK= 是茂金属催化剂合成的乙烯 & 辛烯共 聚物，是一种新型的聚烯烃热塑性弹性体，具有 优良的力学性能和加工性能的平衡性，用于增韧 改性树脂、 热塑性 （ 未交联） 或热固性 （ 交联） 弹性 体材料。本课题组田明 ! 5) % 等最近用 :8 的硅烷偶 联剂与凹土在高速搅拌混合机中混合，干燥后制 得 改 性 凹 土 。 然 后 用 自 制 的 增 容 剂 IK= & 7 & <L- 和改性凹土与 IK= 弹性体制成凹土 ( 聚烯 烃热塑性弹性体复合材料。 通过 JI< 观察复合材 料冷冻断面发现，凹土仍然以微米级尺寸分散于 复合材料中（ 见图 0） 。改性凹土对 IK= 弹性体有
即得到有机改性凹土。 于一定真空度下干燥 5 ,， 结果发现，改性凹土 < 聚醚酮复合材料的上述物 理机械性能明显好于凹土 < 聚醚酮复合材料，而 且用苯甲醛改性的凹土又好于用丁醛改性的凹 土； 通过 H!& 观察， 凹土 < 聚醚酮复合材料中的改 性凹土与基质的结合明显优于未改性者。 !. ! 凹土 " 聚乙烯纳米复合材料 中国发明专利 9 )4 : 中， 采用原位聚合方法制得 了凹土 < 聚乙烯纳米复合材料。其具体制备方法 包括： 将凹土研磨成粉末后， 用喷雾法成型， 制成 直径为 5* > /* !F 的微球。 将凹土微球在 5** I 焙烧 4 , 后与庚烷制成悬浮液， 加入 JC#K3 ， 回流反 应 5 ,， 过滤， 所得固体用己烷在 8* > 4* I 下洗涤 8 次，然后在 4* I 的 L5 流中干燥 *. 2 > ) , 制得 固体催化剂。 将 2** FG 装有搅拌器和恒温系统的 三 口 烧 瓶 用 L5 抽 排 置 换 8 次 ， 再 用 乙 烯 置 换 ) 次。依次加入 5** FG 己烷、 3 FG ). 2 FAK < G 三 开启搅拌， 通入乙 异丁基铝和 5. 2 % 固体催化剂， 烯气体， 在 3* I 、 常压下反应 5 , 后停止搅拌， 加 入 5 FG 乙醇终止反应。分离己烷与聚合物， 将得 到的 聚合 物烘干 ，即 得到 凹土 < 聚乙 烯复 合材 料。室温冷却后通过透射电镜观察，凹土在复合 材料中均达到纳米级分散；该法制得的纳米级复 合材料具有优良的物理机械性能和耐热性能，除 扯断伸长率有所下降外， 拉伸强度、 冲击强度和耐 热温度均有明显提高。 !. ( 凹土 " 聚酰胺纳米复合材料 聚酰胺是一种力学性能良好的工程塑料，但 具有吸水率高， 热变形温度低等缺点， 使其应用受 到一定的限制。王一中 9 )M : 等将凹土经搅拌分散于 水中， 除去杂质， 用稀盐酸处理， 过滤， 水洗， 烘干， 粉碎后与己内酰胺在水介质中用原位聚合方法合 成了纳米级尼龙 4 < 凹土复合材料。利用 J!& 观 察了复合材料，凹土以单纤维状分散于尼龙 4 基 直径约 )2 > 52 EF， 体中。纤维长度 2** > ) 2** EF， 长径比约为 3* > 4*，属于纳米级复合材料；利用 J? 和 NH# 研究了凹土质量分数为 21 和 )*1 的 复合材料的热性能，两种材料的熔点分别为 与尼龙 4 的熔点（ 相差不 553 I 和 558 I ， 55) I ） 大；两种复合材料的拉伸强度、弯曲强度比尼龙 4 有明显的提高，拉伸强度由 4/. 4 &67 提高到 弯曲强度由 /0. 8 &67 提高 /M. 5 &67， MM. M &67， 到 )5/ &67， 但是扯断伸长率大幅度下 )*0 &67，
凹凸棒土的应用研究进展_黎珊
CHEMICAL INDUSTRY AND ENGINEERING PROGRESS 2013年第32卷第12期・2934・化工进展凹凸棒土的应用研究进展黎珊1，2，戴红旗2，孔泳1，姜兴茂1（1常州大学石油化工学院，江苏常州 213164；2南京林业大学，江苏省制浆造纸科学与技术重点实验室，江苏南京 210037）摘 要：凹凸棒土是一种应用广泛的工业矿物，具有无毒、比表面积大、生物相容性好等优点，能有效应用于传统行业，同时在许多高新技术产业中也有潜在的应用。
本文简述了凹土的组成、分布、晶体结构等基本特性，详细回顾了其单独使用或者混合用于无机-有机复合材料、吸附、造纸、电化学和催化等方面的研究进展，尤其介绍了其在生物传感器、光/电催化剂等领域的最新应用，并对凹土的应用特点及存在的问题进行了分析和总结。
最后指出为了有效利用凹凸棒土资源，应进一步开发具有高技术含量和高附加值的功能化产品。
关键词：凹凸棒土；复合材料；电化学；造纸；吸附中图分类号：TQ 432.2 文献标志码：A 文章编号：1000–6613（2013）12–2934–06DOI：10.3969/j.issn.1000-6613.2013.12.024Research progress of attapulgite’s applicationLI Shan1，2，DAI Hongqi2，KONG Yong1，JIANG Xingmao1（1School of Petrochemical Engineering，Changzhou University，Changzhou 213164，Jiangsu，China；2Jiangsu Province Key Lab of Pulp and Paper Science and Technology，Nanjing Forestry University，Nanjing 210037，Jiangsu，China）Abstract：Attapulgite is an industrial mineral with the advantages of non-toxicity，large surface area and biocompatibility. It can be effectively used in traditional industries and also has potential applications in high and new technology. In this paper，the basic characteristics of attapulgite，including its composition，distribution and crystal structure are described. The research progress of attapulgite used alone or blended in inorganic-organic composites，adsorption，papermaking，electrochemistry and catalysis are reviewed. Especially，the latest applications of attapulgite as biosensors，photo- and electro-catalysts are mentioned. The advantages and existing problems of attapulgite are also summarized.The development of functional attapulgite-based products of high quality and high additional value is necessary for effective utilization of attapulgite resource.Key words：attapulgite；composites；electrochemistry；papermaking；adsorption凹凸棒土，简称凹土（attapulgite，ATP），又名坡缕石（palygorskite），是一种层链状过渡结构的含水镁铝硅酸盐矿物，以凹凸棒石矿物为特征组分，理论化学式为Si8Mg5O20(OH)2(OH2)4·4H2O，在矿物学上隶属于海泡石族，是一种稀有非金属矿物原料。
凹凸棒石基复合材料的性能研究
凹凸棒石基复合材料的性能研究凹凸棒石基复合材料是一种由凹凸棒石与其他材料组成的复合材料。
凹凸棒石，又称膨润土，是一种由高岭土经过破碎、粉碎、活化、离子交换等工艺处理而成的粉末状材料。
由于其具有很高的层间隔、可膨胀性和吸附性，凹凸棒石被广泛应用于各个领域中。
而将凹凸棒石与其他材料组合而成的复合材料具有更为优越的性能和功能。
首先，凹凸棒石基复合材料具有良好的增强效果。
凹凸棒石具有层间隔结构以及较大的比表面积，这使得其可以与其他材料形成较强的物理和化学结合。
通过将凹凸棒石与增强材料（如玻璃纤维、碳纤维等）组合，可以增强复合材料的机械性能。
研究表明，凹凸棒石基复合材料具有较高的强度、刚度和韧性，且可以满足不同领域的应用需求。
其次，凹凸棒石基复合材料具有良好的导热性能。
凹凸棒石具有高热导率和良好的热稳定性，可以作为导热材料应用于热管理领域。
通过将凹凸棒石与导热材料（如金属颗粒、石墨等）组合，可以提高复合材料的导热性能。
研究表明，凹凸棒石基复合材料在导热系数方面具有优异的表现，适用于高温导热传导、散热和隔热等领域。
此外，凹凸棒石基复合材料具有良好的阻燃性能。
凹凸棒石具有较高的阻燃效果，可以作为阻燃材料应用于消防安全等领域。
通过将凹凸棒石与阻燃剂（如阻燃剂添加剂、纳米阻燃材料等）组合，可以提高复合材料的阻燃性能。
研究表明，凹凸棒石基复合材料具有良好的阻燃效果，可以有效减少火灾的危害和蔓延。
此外，凹凸棒石基复合材料还具有良好的耐腐蚀性能和环境友好性。
凹凸棒石具有良好的耐酸碱性、抗氧化性和稳定性，可以应用于耐腐蚀材料的制备。
同时，凹凸棒石是一种天然矿物材料，无毒、无味、无污染，符合环境保护要求。
因此，凹凸棒石基复合材料在耐腐蚀和环境友好领域具有潜力。
综上所述，凹凸棒石基复合材料具有良好的性能和潜力。
通过对其增强效果、导热性能、阻燃性能、耐腐蚀性能和环境友好性等方面的研究，可以进一步拓展其应用领域。
相信随着科学技术的发展和研究工作的深入，凹凸棒石基复合材料将在更多的领域中得到应用，并为人们提供更多的优质和高效的材料选择。
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。
凹凸棒土纳米复合材料
凹凸棒土纳米复合材料的制备、表征及性能研究摘要：本文主要写从凹凸棒土的晶体结构到它的特性和制备，再讲了凹凸棒土的表征及其性能研究结论。
This paper mainly from writing attapulgite crystal structure to its characteristics and preparation, again of attapulgite representation and its performance study concluded.关键词：凹凸棒土，晶体结构，特性，制备，表征，性能研究1、凹凸棒土的晶体结构凹凸棒土是一种含水富镁铝的硅酸盐矿物，具有独特的层链状分子结构。
凹凸棒土的理想结构式为：Si8O20Mg5[Al](OH)2(H2O)4·4H2O。
凹土的基本结构单位为两层硅氧四面体与一层镁（铝）氧八面体构成，其中硅氧四面体有双链[Si4O 10 ]分上下两条，每一条由四个Si-O四面体组成硅氧四面体带，其活性氧相向而指在 (110)面方向可以观察到由Si-O四面体组成的六角环，它们依上而下相向的方向排列，且相互间被其它的八面体氧和-OH所联结。
Mg等阳离子充填在有氧及-OH构成的配位八面体中，在[Si4O10]带间存在着平行c轴的孔道，孔道的截面积约为 0.37×0.60nm，比沸石孔径 0.29×0.35nm要大，孔道内由沸石水充填。
晶体的结构由 8 个Si-O四面体以 2:1 型层状排列。
凹土的显微结构由三个层次构成，一是其基本结构单元-棒晶。
棒晶呈针状，长约 1～2μm，直径为 0.01μm，属二维纳米材料。
二是由棒晶紧密平行聚集而成的棒晶束。
三是由棒晶束（也包括棒晶）间相互聚集而成的各种聚集体。
凹凸棒土单根纤维晶的直径在 20nm左右，长度可达 1μm，复合纳米材料的尺度标准，热稳定性好，在我国有丰富的储藏量，如能以原状态分散在聚合物内，是一种很有潜力的二维增强材料。
凹凸棒石的纳米复合材料制备及应用研究
凹凸棒石的纳米复合材料制备及应用研究引言：凹凸棒石是一种具有独特结构和优异性能的矿石，在纳米领域有着广泛的应用前景。
本文将探讨凹凸棒石纳米复合材料的制备方法和其在各个领域中的应用研究。
一、凹凸棒石纳米复合材料的制备方法1. 凹凸棒石纳米复合材料的机械合成方法：机械合成方法是一种常用且简单的凹凸棒石纳米复合材料制备方法。
通过高能球磨、超声波处理等机械作用，可以使凹凸棒石颗粒尺寸减小到纳米尺度，并与其他纳米材料进行机械混合，形成复合材料。
2. 凹凸棒石纳米复合材料的溶剂热合成方法：溶剂热合成方法是一种利用溶剂热反应生成纳米材料的方法。
通过将凹凸棒石与其他纳米材料溶解在有机溶剂中，在高温条件下进行反应，可以得到凹凸棒石纳米复合材料。
3. 凹凸棒石纳米复合材料的溶胶凝胶法：溶胶凝胶法是一种通过溶胶和凝胶相变来制备纳米复合材料的方法。
凹凸棒石可与溶胶中的其他纳米材料发生凝胶反应，形成凹凸棒石纳米复合材料。
二、凹凸棒石纳米复合材料的应用研究1. 纳米催化剂凹凸棒石纳米复合材料具有较大的比表面积和丰富的表面活性位点，可以作为优良的纳米催化剂。
通过调控凹凸棒石的形貌和组成，可以优化其催化性能，并在催化剂领域中应用于氧化脱硝、催化裂化、有机合成等反应中。
2. 纳米吸附材料凹凸棒石纳米复合材料由于具有均匀的纳米孔道结构和良好的吸附性能，在污水处理、储能材料、气体吸附等领域有着广泛的应用。
通过改控凹凸棒石的孔道结构和化学组成，可以实现对特定分子的高效吸附和分离。
3. 纳米涂层材料凹凸棒石纳米复合材料可用于制备高性能的纳米涂层。
通过将凹凸棒石纳米复合材料与基体材料进行复合，可以改善基体材料的摩擦磨损性能、耐腐蚀性能和导电性能等。
凹凸棒石纳米复合涂层广泛应用于汽车、船舶、机械制造等领域。
4. 纳米生物材料凹凸棒石纳米复合材料在生物医药领域中有着广泛的应用。
通过调控凹凸棒石的表面性质和化学组成，可以制备各种纳米生物材料，如纳米药物载体、纳米生物传感器等。
凹凸棒石改性方法及研究进展
当代化工研究Modern Chemical Research124科研开发2020・03凹凸棒石改片生万法及研究进展*李一京"谢鑫U2袁苗苗"柳芳芳"苏琼1.2王鸿灵仁庞少峰1,2王彦斌山(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)摘耍：凹呂棒石具有广泛的工业应用价值，但是天然凹凸棒石含有大量杂质，吸附能力不高、吸附选择性差，因此需要进行改,性以提高凹凸棒石的性能.本文简述了凹凸棒石的表面改性技术.总结了现阶段对改性凹凸棒石的相关研究进展.关键词：凹凸棒石；表面改性；吸附剂中图分类号：TD985文献标识码：AModification Methods and Research Progress of AttapulgiteLi Yijing",Xie Xin1,2, Yuan Miaomiao1,2,Liu Fangfang1,2,Su Qiong12,Wang Hongling1,2,Pang Shaofeng12,Wang Yanbin1,2*(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:Attapulgite has a wide range of industrial applications,but natural attapulgite contains a large amount of impurities,has low adsorption capacity,and p oor adsorption selectivity,and therefore needs to be modified to improve the performance of a ttapulgite.This paper briefly describes the surface modification technology of a ttapulgite.The research progress of m odified attapulgite at this stage is summarized.Key words x attapulgites modification^adsorbent1.引言表1HC1浓度对凹凸棒石的影响凹凸棒石是_种常见的黏土矿物，常被广泛应用于环境—胚五—凹凸棒石的变化友好型吸附剂。
聚合物-凹凸棒土复合材料研究现状
聚合物/凹凸棒土复合材料研究现状摘要：凹凸棒土是一种天然的硅酸盐矿物，在机械、化工、农牧业、建材、石油、冶金、食品等几十个领域有着广泛用途。
该文介绍了凹凸棒土的基本机构和性能，重点介绍了凹凸棒土酸处理、偶联剂处理、表面活性剂处理以及超声分散等预处理改性方法。
在此基础上，重点讨论了国内外聚合物/凹凸棒土复合材料研究现状。
关键词：凹凸棒土预处理聚合物/凹凸棒土复合材料研究现状中图分类号：tq330.383 文献标识码：a 文章编号：1674-098x （2012）12（b）-000-02凹凸棒土（at）是一种天然的硅酸盐矿物，属于海泡石族，其典型化学式为si8mg5o20（oh）2（oh2）4·4h2o，结构如图1所示[1，2]。
作为一种重要的稀缺性非金属矿产资源，凹凸棒土在机械、化工、农牧业、建材、石油、冶金、食品等几十个领域有着广泛用途。
从医疗的角度来看，凹凸棒土具有灭菌、除臭、去毒、杀虫性的功能。
在酿造工业中，用凹凸棒土来澄清葡萄酒、苹果酒、啤酒等酒类制品，可以除去酒中的各种残渣杂质，使酒质纯净。
从化工的角度看，凹凸棒土具有表面活性中心，除吸附外，还有催化作用，加工后的凹凸棒土制品是较为理想的吸附剂、食品加工助剂和食品添加剂，可取代活性炭。
因此，凹凸棒被广泛用作干燥剂、防潮珠、吸附剂、催化剂载体和抗菌剂载体等。
凹凸棒土具有纤维状结构，其结构可分为三层。
上下两层是硅氧四面体结构，中间一层是mg-o八面体。
这些结构单元按方格形式交错排列，构成c轴方向的双链状、沿a、b轴方向的层状结构。
由于结构中存在晶格置换，故晶体中含有不定量的na+、ca2+、fe3+、al3+。
at的显微结构包括3个层次：一是凹凸棒土的基本结构单元—棒晶。
棒晶呈针状，长约1 μm，直径0.01 μm。
因此，按照目前关于纳米粒子的分类，棒晶属于一维纳米材料；二是由棒晶紧密平行聚集而成的棒晶束；三是由晶束（包括棒晶）间相互聚集而形成的各种聚集体（粒径0.01～0.1 μm）[3]。
凹凸棒黏土的研究及应用进展_樊国栋
2009年第28卷第1期CHEMICAL INDUSTRY AND ENGINEERING PROGRESS ·99·化工进展凹凸棒黏土的研究及应用进展樊国栋，沈茂（陕西科技大学化学与化工学院，陕西西安 710021）摘要：凹凸棒黏土是一种具有独特结构、性质和广泛用途的工业矿物。
本文综述了凹凸棒黏土的矿物特性、改性机理及应用等方面的研究，着重介绍了凹凸棒黏土在有机-无机复合高分子材料和催化剂方面的研究进展。
关键词：凹凸棒黏土；晶体结构；酸化机理中图分类号：TQ 432.2 文献标识码：A 文章编号：1000–6613（2009）01–0099–08Advances in research and application of attapulgiteFAN Guodong，SHEN Mao（School of Chemistry and Chemical Engineering，Shaanxi University of Science and Technology，Xi’an 710021，Shaanxi，China）Abstract：Attapulgite is a kind of mineral with particular structure，characterisitcs and wide application. The paper reviews its mineral characteristics，modification mechanism and products application. It discusses the application and development prospect of attapulgite products in organic-inorganic composites and catalyst.Key words：attapulgite；crystal structure；modification mechanism凹凸棒黏土简称凹土（attapulgite），又名坡缕石（palygorskite），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、吸水性强、遇水不膨胀、湿时具有黏性和可塑性等特性。
凹凸棒石复合材料的制备及其光电催化二氧化碳还原的研究
凹凸棒石复合材料的制备及其光电催化二氧化碳还原的研究凹凸棒石复合材料的制备及其光电催化二氧化碳还原的研究一、引言随着工业化和城市化的快速发展，二氧化碳的排放问题日益严重，对全球气候和环境造成了巨大的压力。
因此，二氧化碳的高效转化和利用已成为国际科学界和工业界的研究热点之一。
其中，光电催化二氧化碳还原作为一种绿色、高效的途径，受到了广泛关注。
本文以凹凸棒石作为载体材料，通过改性处理和复合制备凹凸棒石复合材料，研究其在光电催化二氧化碳还原中的应用。
具体包括凹凸棒石复合材料的制备方法、表征分析和光电催化实验结果。
二、凹凸棒石复合材料的制备方法1. 凹凸棒石的制备首先，在实验室中选取适宜的原料，并按照一定的比例混合。
接着，在预先设定的温度下进行煅烧处理，以形成所需的凹凸棒石结构。
最后，通过粉碎和筛分等工艺，获得粒径均匀的凹凸棒石颗粒。
2. 凹凸棒石的改性处理将制备好的凹凸棒石颗粒放入适量的酸碱溶液中进行处理。
通过酸碱处理可以改变凹凸棒石颗粒的表面性质，提高其与金属氧化物等光催化剂的相容性。
3. 凹凸棒石复合材料的制备将改性处理后的凹凸棒石颗粒与金属氧化物等光催化剂通过机械混合等方法进行复合制备。
调节复合材料中凹凸棒石和光催化剂的比例，以实现二者的最佳配比。
三、凹凸棒石复合材料的表征分析通过扫描电子显微镜（SEM）、X射线衍射（XRD）和傅里叶红外光谱（FT-IR）等技术手段，对制备好的凹凸棒石复合材料进行表征。
1. SEM分析通过SEM扫描，观察凹凸棒石颗粒和光催化剂的分布情况、表面形貌等。
结果显示，凹凸棒石颗粒均匀分散在光催化剂基质中，并且颗粒表面呈现出一定的凹凸结构。
2. XRD分析通过XRD分析，得到凹凸棒石复合材料的晶体结构和晶面取向。
结果显示，凹凸棒石复合材料中的凹凸棒石和光催化剂均具有良好的结晶性。
3. FT-IR分析通过FT-IR对凹凸棒石复合材料进行分析，确定复合材料中的官能团和化学键情况。
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由于凹凸棒土来源广泛， 价格低廉， 近年来， 将其通过一定的途径制成改性的填充增强剂与 某些聚合物制备复合材料已成为一个热门课题， 特别是在橡胶中的应用 ! "# $ % 。可以设想， 通过常规 的橡胶与树脂加工技术，凹土只能以微米级颗粒 分散在聚合物基体中，增强的效果不会太好。但 用适当的技术将其进行解离，使其以单晶 & 纳米 短纤维的方式分散在聚合物基体中，则会对树脂 和橡胶基体产生优异的增强效果。 ! !’ # 凹土 " 橡胶复合材料 凹土 " 天然橡胶复合材料 凹土具有亲水性，在水和油 （ 环己烷） ( 水界 面上不能漂浮，但吸附改性剂分子后由于分子中 的烃键向外，使其具有相当的憎水性而漂浮于 油 ( 水界面。 沈钟 ! " % 等在 )* + 、 改性 ,- 值为 .’ /、 剂起始浓度为 $’ 0 123 ( 4 的条件下控制固 ( 液比 为 56 7 ( 5** 14、 改性剂含量为 5’ $8 、 反应时间 为 5 9 制备了改性凹土，此试样能大部分漂浮于 油 ( 水界面。 用改性凹土填充天然橡胶， 橡胶体系配方（ 质 量份） 为： 天然橡胶 5**， 氧化锌 )’ :， 硬脂酸 5， 硫 黄 5， 变换 促进剂 ;< 和促进剂 => 各 5， 凹土 :*（ 品种） 。 硫化条件为 5:* + ? "’ 0 1@A， 通 .’ " 1@A。 过对硫化胶性能测试看出，用改性凹土填充天然 橡胶与未经改性凹土填充天然橡胶相比，可明显 提高复合材料的力学性能。/**8 定伸应力、 拉伸 强度和撕裂强度分别提高了 )68 ， 但 ))8 ， /)8 。 此复合材料中，改性凹土的分散级别如何，未见 研究 。
即得到有机改性凹土。 于一定真空度下干燥 5 ,， 结果发现，改性凹土 < 聚醚酮复合材料的上述物 理机械性能明显好于凹土 < 聚醚酮复合材料，而 且用苯甲醛改性的凹土又好于用丁醛改性的凹 土； 通过 H!& 观察， 凹土 < 聚醚酮复合材料中的改 性凹土与基质的结合明显优于未改性者。 !. ! 凹土 " 聚乙烯纳米复合材料 中国发明专利 9 )4 : 中， 采用原位聚合方法制得 了凹土 < 聚乙烯纳米复合材料。其具体制备方法 包括： 将凹土研磨成粉末后， 用喷雾法成型， 制成 直径为 5* > /* !F 的微球。 将凹土微球在 5** I 焙烧 4 , 后与庚烷制成悬浮液， 加入 JC#K3 ， 回流反 应 5 ,， 过滤， 所得固体用己烷在 8* > 4* I 下洗涤 8 次，然后在 4* I 的 L5 流中干燥 *. 2 > ) , 制得 固体催化剂。 将 2** FG 装有搅拌器和恒温系统的 三 口 烧 瓶 用 L5 抽 排 置 换 8 次 ， 再 用 乙 烯 置 换 ) 次。依次加入 5** FG 己烷、 3 FG ). 2 FAK < G 三 开启搅拌， 通入乙 异丁基铝和 5. 2 % 固体催化剂， 烯气体， 在 3* I 、 常压下反应 5 , 后停止搅拌， 加 入 5 FG 乙醇终止反应。分离己烷与聚合物， 将得 到的 聚合 物烘干 ，即 得到 凹土 < 聚乙 烯复 合材 料。室温冷却后通过透射电镜观察，凹土在复合 材料中均达到纳米级分散；该法制得的纳米级复 合材料具有优良的物理机械性能和耐热性能，除 扯断伸长率有所下降外， 拉伸强度、 冲击强度和耐 热温度均有明显提高。 !. ( 凹土 " 聚酰胺纳米复合材料 聚酰胺是一种力学性能良好的工程塑料，但 具有吸水率高， 热变形温度低等缺点， 使其应用受 到一定的限制。王一中 9 )M : 等将凹土经搅拌分散于 水中， 除去杂质， 用稀盐酸处理， 过滤， 水洗， 烘干， 粉碎后与己内酰胺在水介质中用原位聚合方法合 成了纳米级尼龙 4 < 凹土复合材料。利用 J!& 观 察了复合材料，凹土以单纤维状分散于尼龙 4 基 直径约 )2 > 52 EF， 体中。纤维长度 2** > ) 2** EF， 长径比约为 3* > 4*，属于纳米级复合材料；利用 J? 和 NH# 研究了凹土质量分数为 21 和 )*1 的 复合材料的热性能，两种材料的熔点分别为 与尼龙 4 的熔点（ 相差不 553 I 和 558 I ， 55) I ） 大；两种复合材料的拉伸强度、弯曲强度比尼龙 4 有明显的提高，拉伸强度由 4/. 4 &67 提高到 弯曲强度由 /0. 8 &67 提高 /M. 5 &67， MM. M &67， 到 )5/ &67， 但是扯断伸长率大幅度下 )*0 &67，
!"%
略好于白炭黑， 和半增强炭黑相近。 !’ $ 凹土 " 丁腈橡胶纳米复合材料 王益庆 ! 55 % 等采用机械共混法制备了凹土 ( 丁 和凹土 ( 羧基丁腈橡胶 （ 复 腈橡胶 （ EFG） =EFG） 合材料。通过 HI< 观察 （ 见图 /） ， 可以看出绝大 部分凹土在所研究的 ) 种橡胶基体中都已经达到 了纳米级分散。凹土的微米级颗粒形态已经被机 械共混力所解离。许多凹土以原生的纳米级针状 短纤维分散在橡胶中，即使是凹土的聚集体，其 径向尺寸也在 5* C 5** A1 的范畴内。同时，用 ;J= 分析确认了凹土与偶联剂 J@ & .$ 的可反应 性，偶联剂 J@ & .$ 处理凹土 ( 丁腈橡胶纳米复合 材料取得了良好的增强效果。增强效果也已经超 过了白炭黑， 达到了 E //* 炭黑增强的水平。
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收稿日期： 修订日期： !""% $ %" $ !N ； !""! $ "= $ %’ 。 作者简介： 曲成东， 男， 硕士研究生。 #% 岁， 基金项目： 国家 “ 高技术计划项目 （ ； 教 I’# ” !""!00##+"&" ） 育 部 青 年 教 师 骨 干 计 划 北 京 市 科 技 新 星 计 划 ( -"%"+%" "%"%%! ) 。 ! 通讯联系人。
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凹土 " 丁苯橡胶纳米复合材料 本课题组采用凹土 ( 丁苯橡胶乳液共混共凝
的方式制备了凹土 ( 丁苯橡胶纳米复合材料，该 复合材料成本低，具有优良的物理机械性能。对 凹土进行有机化改性可以进一步改善凹土在丁 苯橡胶中的分散性，提高凹土与丁苯橡胶基体的 界面作用， 从而改善凹土的增强效果。 !’ & 凹土 " 聚烯烃热塑性弹性体 ’()* +复合材料 IK= 是茂金属催化剂合成的乙烯 & 辛烯共 聚物，是一种新型的聚烯烃热塑性弹性体，具有 优良的力学性能和加工性能的平衡性，用于增韧 改性树脂、 热塑性 （ 未交联） 或热固性 （ 交联） 弹性 体材料。本课题组田明 ! 5) % 等最近用 :8 的硅烷偶 联剂与凹土在高速搅拌混合机中混合，干燥后制 得 改 性 凹 土 。 然 后 用 自 制 的 增 容 剂 IK= & 7 & <L- 和改性凹土与 IK= 弹性体制成凹土 ( 聚烯 烃热塑性弹性体复合材料。 通过 JI< 观察复合材 料冷冻断面发现，凹土仍然以微米级尺寸分散于 复合材料中（ 见图 0） 。改性凹土对 IK= 弹性体有
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凹土 " 树脂复合材料 凹土 " 聚丙烯复合材料 聚丙烯 （ 存在应力、 热变形温度和韧性低 66）
第)期
曲成东等 . 凹凸棒土 < 聚合物复合材料研究进展
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一定的增强作用，进一步加入增容剂 !"# $ % $ 凹土的增强效பைடு நூலகம்更显著， 并且 !"# $ % $ &’( 后， &’( 的接枝率越高，增强效果越好，认为这是由 于 !"# $ % $ &’( 与硅烷偶联剂间的化学作用在 凹土与 !"# 间形成了强的界面黏合。当改性凹 土为 )* +,-，接枝率 *. /01 的 !"# $ % $ &’( 为 材料的 )**1 定伸应力、 拉伸强度和撕 )2 +,- 时， 裂强度比 !"# 弹性体分别提高 )*31 ， 421 ， 521 。
同时，平行排列的纳米单晶纤维间也自然形成了 众多的平行隧道空隙，因而微米级别的凹土内的 空隙体积占颗粒总体积的 #"M 以上， 内部拥有巨 大的比面积。基于这个性质，凹土被广泛用于吸 附剂、 催化剂及载体、 钻井泥浆增稠剂、 黏接剂、 饲 料添加剂等 G % * N H 。
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聚合物用填充增强剂的研究与开发一直是高 分子材料科学与工程研究的重点和热点。兼备橡 胶增强剂的纳米化和树脂增强剂的纳米 9 高形状 系数比化已成为新型增强剂开发的主流要求。对 于现有的微米级的填充剂，则力争通过有效的表 面活化处理，以达到进一步提高其填充量和改善 其较为微弱的增强效果的目的。凹凸棒土在我国 资源较为丰富， 结构层次特殊， 可以在微米填充和 可望在纳米增强两个水平上与聚合物进行复合。 本文结合国内外文献和作者的研究，综述了凹凸 棒土在聚合物填充增强领域价值的发挥和应用方 向。 ! 凹凸棒土矿物的结构特点 凹凸棒土 （ 以下简称凹土） ， 是一 0>>?@ABCD>E，
种多孔性键层状含水富镁铝硅酸盐矿物，理想化 学分子式为： FC& G 0B H （ 1DI J!" ）（ J-） J-! ） !（ +・ 安徽等省均有储量丰富的凹凸棒 -! J。我国江苏、 土矿资源。 凹土晶体结构为： 每个单元晶层有上、 下两条 硅氧四面体双链晶片， 中间夹 & 个铝氧四面体， 每 个单元层相互间通过氧连接成孔道式的晶体结 构， 形成纤维状的单晶 （ 多呈平直的针状、 棒状或 纤维状 ） ，单晶直径大多为 %" * !& KL，长度为 见图 %） 。 单晶一般会紧密地平行 %"" * % """ KL（ 排列， 成为晶束， 晶束又相互聚集而形成微米级别 的凹土颗粒（ 见图 !） 。 由于单晶内部是孔道结构，