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          海泡石綜述

          海泡石綜述

          • 分類:公司新聞
          • 作者:
          • 來源:
          • 發布時間:2021-11-23
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          【概要描述】隨著污染的日益嚴重,人們以及政府的眼光開始聚焦在污染治理上。解鈴還須系鈴人,我們既然是用大自然的物質造成了污染,那也應該用自然的物質去處理它,有句老話說道:一物降一物,因此誕生了環境礦物。另一方面看來,經濟、簡便、有效地用于污染治理與環境修復的無機界礦物學方法類似于有機界生物學方法,均是自然界地球系統中天然自凈化作用的反映(魯安懷,2000)。如今,環境礦物越來越受到人們的重視,而海泡石就是一種典

          海泡石綜述

          【概要描述】隨著污染的日益嚴重,人們以及政府的眼光開始聚焦在污染治理上。解鈴還須系鈴人,我們既然是用大自然的物質造成了污染,那也應該用自然的物質去處理它,有句老話說道:一物降一物,因此誕生了環境礦物。另一方面看來,經濟、簡便、有效地用于污染治理與環境修復的無機界礦物學方法類似于有機界生物學方法,均是自然界地球系統中天然自凈化作用的反映(魯安懷,2000)。如今,環境礦物越來越受到人們的重視,而海泡石就是一種典

          • 分類:公司新聞
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          • 發布時間:2021-11-23
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            隨著污染的日益嚴重,人們以及政府的眼光開始聚焦在污染治理上。解鈴 還須系鈴人,我們既然是用大自然的物質造成了污染,那也應該用自然的物質去處理它,有句老話說道:一物降一物,因此誕生了環境礦物。另一方面看來,經濟、 簡便、有效地用于污染治理與環境修復的無機界礦物學方法類似于有機界生物學方法,均是自然界地球系統中天然自凈化作用的反映(魯安懷,2000)。如今, 環境礦物越來越受到人們的重視,而海泡石就是一種典型、效果明顯的環境礦物。 海泡石屬正交(斜方)晶系的層狀結構硅酸鹽礦物,D62h-Pncn;晶胞參數為a0=1.34nm,b0=2.68nm,c0=0.528nm;化學成 分為Mg4Si6O15(OH)2·6H2O,由硅氧四面體和鎂氧八面體組成。其中構成硅氧四面體基礎的氧,組成了間隔約0.65nm的連續晶層,而頂角 氧卻是交替地指向這種連續晶層的上下。指向同一方向的四面體相互連接成兩個輝石型鏈,這兩個輝石型鏈再連接成一個閃石型鏈,各四面體頂角所構成的晶層可以 靠羥基加以完善。這些晶層按八面體配位鎂離子相互連接起來。

            海泡石粘土為土狀塊體,灰色或灰白色以及淺黃色。光澤暗淡,貝殼狀斷口,硬度2——2.5,比重輕,干 樣粉末可漂浮于水面。海泡石是目前比表面積的天然無機礦物質(何等,2006),以舌舔之具有強的吸著感,投入水中吸水甚速,并呈漿糊狀,粘性極強。 海泡石粘土在偏光顯微鏡下呈泥狀結構,經提純的海泡石用油浸法測得平均折射率為1.508。正交偏光下為灰以及灰白干涉色。 從海泡石粘土原樣的掃描電子顯微鏡二次電子圖像照片可以看出海泡石呈纖維狀或纖維狀集合體,其纖維橫斷面僅0.1μm左右,纖維長度一般為1——2μm, 說明海泡石是一種理想的環境礦物。據目前國內外的資料統計, 海泡石的用途達多種130多種, 成為世界上用途 廣的礦物原料之一。其世界 主要產地為土耳其的埃斯基謝希爾,中國著名產地有江西樂平、湖南瀏陽等。 目前,從成因方面,海泡石有兩種類型,即熱液型纖維狀海泡石和沉積型粘土狀海泡石。但在化學成分上,兩者有著較大差異。熱液型纖維狀海泡石MgO、

            SiO2含量高,Al2O3含量低,為富鎂海泡石;沉積型粘土狀海泡石MgO、SiO2含量 低,AlO3含量高,為富鋁海泡石。而且,兩種不同成因的海泡石結晶形態的差異與其化學組成密切相關;熱液型海泡石Mg2+、Si4+高,Al3+低,接 近理想值,易結晶形成長纖維狀;沉型積海泡石Mg2+, Si4+較低,A13+高,結晶顆粒細小,為粘土狀,但在電鏡下觀察仍呈纖維狀(宋等,1997)。

            2.吸附性

            海泡石具有的比表面積,就代表了其吸附性并不亞于蒙脫石、高嶺石等粘土礦物,對重金屬離子具有一定 的物理吸附,其主要吸附形式為離子交換和表面絡合吸附,因此在水中脫附比較困難。但海泡石不同于其他粘土礦物的區別在于,雖然這些粘土礦物都為層狀結 構,而海泡石的特殊結構決定了它擁有包括貫穿整個結構的沸石水通道和孔洞以及大的表面積,其具有層硅氧四面體, 中間層為鎂氧八面體, 沿軸方向有貫穿整個結構的沸石孔道和孔隙,有截面積為0.36nm×1.06nm 管狀貫穿通道及高達900 m2/g 的理論表面積,海泡石的晶體結構具其孔隙體積占纖維體積的以上,,是一種十分空曠的多孔性礦物質(何等,2006),甚至在通道和孔洞中可以吸附大量的水 或極性物質,包括低極性物質,因此,海泡石具有很強的吸附能力。天然狀態的海泡石所吸附的水能夠達到其本身重量的2-2.5倍。 由于其強烈的吸附性,工業上常用來處理工業廢水,包括重金屬廢水、有機廢水。其中有時會對海泡石進行改性處理:海泡石經改性后其網狀孔徑變大, 其表面更多的酸性經基暴露, 這些輕基和水分子可與重金屬離子絡合。同時,在吸附過程中, 重金屬離子與改性海泡石中可交換的陽離子發生離子交換反應, 進一步的降低水體重金屬離子的含量。不僅如此,海泡石可吸水至本身的2-2.5倍重量,因此可以作為調濕功能材料,來平衡調節一定范圍內的大氣水的含量, 從而保持一定的濕度。目前,制備的海泡石調濕功能材料可以到達: 大吸濕量可達0.7400 g/g,放濕量可達0.6886g/g(李等,2005)。如今,也有利用其吸附性,制做成催化劑載體,提高工業生產的生產效率。同時,我認為對于污 水處理,我們不應該單純地利用其吸附性,還應該利用其是催化劑的載體,混合一些利用化學作用除污的物質,而加快污染物的處理速率以及增加其承受污染物的能 力。 另外,低濃度的重金屬離子, 尤其大量排放物中的重金屬離子無法用傳統的化學沉降法、反滲透法、離子交換樹脂法去除, 而且由于傳統重金屬治理方法存在治理費用高,我們應該利用吸附法來處理這些重金屬離子。其中根據吸附能力的強弱以及經濟情況,海泡石是當前 有利的選擇。

            3.流變性

            觸變性流體的定義為,如果維持恒定切變速率所需的切應力隨剪切持續時間的增長而減少,這種流體稱為觸變 體,這種與時間有關的效應是由于流體內部無力或者化學結構發生變化而引起的。兩種類型的海泡石都具有細長棒狀纖維外形,并且聚集成束狀體。當束狀體在水或 其他的極性溶液中分散時,棒狀纖維會迅速擴散,大量雜亂地交織在一起形成無規則的纖維網絡,這種網絡能夠使溶液滯留,這就形成了高粘度并具有流變性的懸浮 液,這些懸浮液具有非牛頓流體特性,其中這種特性與海泡石的濃度、剪切應力、PH值等多方面的因素有關(范等,1999)。海泡石懸浮液的觸變性和穩定性 隨海泡石濃度的增大而提高,這一變化趨勢與海泡石在水中產生的纖維網絡交織現象有關。另外,加入少量羥乙基纖維素,使海泡石懸浮液的流變性及穩定性得到提 高,其中0.8%羥乙基纖維素和2%海泡石混合液的效果(余韻,2009)。 目前,根據海泡石良好的流變性,使其成為有價值的增稠劑、懸浮劑和觸變劑,已經生產并廣泛地用于化妝品、牙膏、肥皂、油漆、涂料等行業。

            4.催化性 海泡石內含有大量的外部Si-OH基團,對有機質具有很強的親和力,能與有機反應劑的氣態或液態直接作用,生成有機礦物衍生物,并能保留礦物的格架。另一方面, 海泡石具有很強的化學惰性,其在液體中很少受電解質或者溶液的影響,結構也不易破壞。同時,由于海泡石具有良好的機械和熱穩定性、多孔性、強吸附性以及可 處理改善的大比表面,使之具備作催化劑載體的良好條件,海泡石的一些表面性質(表面弱酸性、鎂離子易被其它離子取代等)使其本身也可用作某些反應的催化 劑,t同時,其也可作為催化劑的載體,使生產效率明顯提高。 目前,其在催化性方面性能并不比其他催化劑強大,所以在海泡石催化性的應用研究很有限。目前對于海泡石的催化性或者催化劑載體的應用有:利用海泡石作為催 化劑可將乙醇轉化為乙烯;在無碳復寫紙中,可利用催化性充當顯色劑;與鈷的酸溶液、偏鋁酸銨的水溶液和鎂鹽水溶液分別進行離子交換得到的海泡石催化劑與鈉 交換沸石混合可廣泛用于各種碳氫化合物的氫化反應(李麗,2004)。 自然中的海泡石的性能雖好,但是可以通過酸改性,使海泡石的性能更加強大。其中pH值是影響吸附作用的重要因素,PH值小于4的酸性條件下不利于吸 附,pH值≥4的弱酸性和中性條件下吸附效果好。而且改性海泡石對重金屬離子pb2 、c 、c 的吸附主要是離子交換和表面絡合吸附(蔣等,2010)。

            5.結語 在如今的實際應用中,海泡石的特性利用的 多的是其吸附性。在我們發展其吸附性的同時,也應該注意其他特性——流變性及催化性的開發與利用。如今,像海泡 石一樣的環境礦物越來越受到人們的重視。污染的處理不只是化學方法,或者利用合成劑去吸附處理等,還有吸附法,但綜合看來利用自然礦物是 合理、 經濟、 有效的處理方法。

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