粘土矿物的制备及应用技术特点..doc

粘土矿物的制备及应用技术特点 摘要：本文介绍了粘土矿物的性质、种类、优点及制备方法，并详细介绍了高岭石、蒙脱石、凹凸棒石、海泡石的研究进展和面临的问题，并阐述了纳米粘土矿物的应用情况。 关键词： 粘土矿物；种类；制备；应用 The preparation and application of clay minerals Abstract: In this letter we introduced the properties,kinds, advantages and preparations of the clay minerals. Introduces the research progress of kaolinite, montmorillonite, attapulgite and sepiolite, and the problems faced in study,and expounds the application of nanometer clay minerals. Key word: clay mineral; kinds ; preparation; application 1前言 粘土是一类广泛存在于土壤中的物质, 由于长期处于特定的环境条件下, 粘土矿物具有许多优越的特性，例如巨大的比表面积，良好的吸附性能，较高的吸附容量和离子交换能力，出色的粘附性、润滑性、悬浮性、流变性、稳定性等, 而这些特性是沙子或泥土无法通过机械粉碎实现的。粘土的用途非常广泛, 包括可用来制作陶器、陶瓷、耐火产品的内衬、计算机芯片、化妆品和药品。粘土中常见的矿物有:高岭石、蒙脱石、凹凸棒石、海泡石、伊利石、绿泥石等硅酸盐类化合物和由硅藻类微生物骨骸紧密堆积而成的硅藻土，以及层状双金属氢氧化物类化合物水滑石等矿物。纳米黏土主要用作聚合物基复合材料的增强材料。近年来,纳米黏土增强聚合物基复合材料的基础理论研究、应用开拓研究等取得一系列研究成果,不仅为纳米黏土在高新技术领域的应用开辟了新的途径,而且在制备技术、生产工艺参数和生产过程的控制等方面较其他纳米材料更简单,生产成本更低廉,具有广阔市场前景。 纳米技术是高新技术，能否稳定健康发展最终将取决于技术创新，主要表现在制备技术和应用技术的创新上，就是如何降低纳米材料的生产制备成本和提高产量。如何将纳米材料的科学观念、制备技术引入到矿物材料尤其是粘土纳米矿物材料（高岭土、膨润土、石墨、蛋白石、蛇纹石、坡缕石、沸石、凹凸棒石、硅藻土等）的科学研究与生产加工中，无疑将会大大降低其纳米材料的生产成本，从而是其纳米材料的商品化和更具适用化的进程得以极大提高。 2纳米粘土矿物的种类及制备 2.1高岭石 高岭石是长石和其他硅酸盐矿物天然蚀变的产物，是一种含水的铝硅酸盐。它还包括地开石、珍珠石和埃洛石及成分类似但非晶质的水铝英石，它们总是以极微小的微晶或隐晶状态存在，并以致密块状或土状集合体产生。高岭石为或致密或疏松的块状，一般为白色，如果含有杂质便呈米色。高岭石经风化或沉积等作用变成高岭土，而高岭土则是制作陶瓷的原料。除此以外，高岭土还可作化工填料、耐火材料、建筑材料等等，用途十分广泛。中国江西的景德镇有一个高岭村，这里盛产高岭土，故名。明末，在景德镇高岭村开采此矿，后经德国地质学家李希霍芬按高岭土之音译成“Kaolin”介绍到世界矿物学界。 高岭石的化学组成为Al4（Si4O10）·(OH)8，晶体属三斜晶系的层状结构硅酸盐矿物,多呈隐晶质、分散粉末状、疏松块状集合体,白或浅灰、浅绿、浅黄、浅红等颜色，条痕白色，土状光泽。摩氏硬度2-2.5，比重2.6-2.63。吸水性强，和水具有可塑性，粘舌，干土块具粗糙感。高岭石是组成高岭土的主要矿物，常见于岩浆岩和变质岩的风化壳中。中国高岭石的著名产地有江西景德镇、江苏苏州、河北唐山、湖南醴陵等。世界其它著名产地有英国的康沃尔和德文、法国的伊里埃、美国的佐治亚等。高岭石是陶瓷的主要原料，在其它工业中也有广泛使用。 陈汉周[1]等利用改性纳米高岭土，采用原位聚合的方法合成了高岭土/聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)纳米复合材料(KPET)，通过扫描电镜、FTIR、TG等分析方法研究了材料的分散性，显微结构以及热稳定性，得出了纳米高岭土在PET基体中分散性好，高岭土在PET中的粒径最可几分布为0.2-0.5μm。FTIR光谱分析表明，高岭土通过改性剂与PET发生了键合作用。KPET 的热稳定性优于 PET，热稳定性与高岭土的分散性及其含量有关，并随高岭土含量的增加，KPET的热稳定性能有增加趋势。 刘卓钦[2]等用不同的改性剂对纳米高岭土进行了表面处理,探讨了在改性时表面活性剂加入使活化指数升高的