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| 硅藻土的最新應用與研究進(jìn)展 |
| 來(lái)源：中國粉體技術(shù)網(wǎng) 更新時(shí)間：2014-08-21 10:20:58 瀏覽次數： |
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（中國粉體技術(shù)網(wǎng)/班建偉）硅藻土是一種生物成因的硅質(zhì)沉積巖，由古代硅藻遺體組成，其化學(xué)成分主要是 SiO2，含有少量的 Al2O3、Fe2O3、CaO、MgO、K2O、Na2O、P2O5 和有機質(zhì)。硅藻土的顏色為白色、灰白色、灰色和淺灰褐色等。硅藻土中的硅藻有許多不同的形狀，如圓盤(pán)狀、針狀、筒狀、羽狀等。
1. 硅藻土的傳統用途
硅藻土細膩、松散、質(zhì)輕、多孔、吸著(zhù)力和滲透性強、顆粒細小。硅藻土的傳統用途為如下幾個(gè)方面：①作為保溫材料，硅藻土用于鍋爐、蒸餾器、熱處理爐、干燥器的保溫材料以及輕質(zhì)保溫板、保溫磚、保溫管等；②作為助濾劑，應用在啤酒、制藥等行業(yè)中，是著(zhù)名的啤酒助濾劑③作為功能性填料，加入添加顏料的薄膜中可以起到消光的作用；④硅藻土也是化學(xué)工業(yè)催化劑載體，在制造硫酸中作釩催化劑，精煉石油中能加強石油的氫化作用；⑤是建筑材料中的優(yōu)選輕質(zhì)材料，又是防水防滲的原料之一。⑥高純的硅藻土細粉加到銀拋光粉中，可作汽車(chē)的拋光劑等。
隨著(zhù)科技的發(fā)展和人們對硅藻土從宏觀(guān)到微觀(guān)認識的逐漸深入，發(fā)現硅藻土殼壁上點(diǎn)紋、線(xiàn)紋和助紋都是整齊排列的小孔，線(xiàn)紋小孔的直徑在 20～100nm，殼縫為 125nm 左右。這樣，硅藻土作為天然的有機孔材料受到了科技工作者的重視，以硅藻土為原料，在此基礎上嘗試開(kāi)發(fā)其它的納米材料方興未艾。另一方面，硅藻土殼壁主要由非晶質(zhì)二氧化硅（SiO2）組成，以硅藻土為原料，還可以合成橡膠行業(yè)的重要補強劑——白炭黑。硅藻土同其它非金屬礦物一樣，也可以進(jìn)行有機或無(wú)機改性，使其制品性能更加優(yōu)良。近來(lái)，硅藻土在農業(yè)方面的應用也大有進(jìn)展或者用于種子存貯，或者用于牲畜飼養，除蟲(chóng)殺蟲(chóng)，效果都頗明顯。
2. 硅藻土的新用途
2.1 微孔材料
硅藻土的形體尺寸一般為幾個(gè)微米到幾十微米，最小只有 1μm，而其線(xiàn)紋小孔和殼縫均在納米范疇，是天然的納米材料。利用其天然的微孔及納米縫隙的特性，硅藻土被更多地用于制造微孔材料。
（1）多孔道納米沸石
在硅藻土的沸石化制備多級孔道結構沸石材料的方法（專(zhuān)利號：CN01126842）中，用層疊層和氣固相轉晶技術(shù)沸石化硅藻土制備多級孔道結構。將納米沸石作為吸附沉積液，硅藻土作為基質(zhì)，在靜電引力作用下用層疊層方法將納米沸石組裝到硅藻土上可以在不破壞硅藻土形貌結構的條件下將無(wú)定形的二氧化硅轉化為沸石，所制得的產(chǎn)品由納米沸石構成并且具有豐富的大孔，因此，能夠提供很快的孔內擴散和高的活性位利用率，可用在制備催化劑、分離材料中，是有廣泛應用前景的復合沸石材料。
（2）微孔玻璃
微孔玻璃是最近發(fā)展起來(lái)的功能性材料，微孔玻璃在生物、化工、醫藥工業(yè)中可用作載體、分離材料。根據制法的不同，具有特殊的用途制造這種微孔玻璃最常使用的添加劑就是硅藻土，其原理也是利用了硅藻土納米孔的特性。用硅藻土為主要原料引進(jìn) SiO2及少量Al2O3，并往其中添加其它一些原料配制 Na2O-CaO-Al2O3-SiO2 玻 璃 或CaO-Al2O3-B2O3-SiO2 料，先作水熱處理，然后熔制成玻璃。熔制溫度比用普通原料低、熔制時(shí)間也較短。將制得的玻璃按常法作分相熱處理及酸浸析出即可得到孔徑從微米至納米級的微孔 玻璃?？讖酱笮?、孔隙率由原始玻璃組成及分相熱處理條件來(lái)調節。此項研究已獲專(zhuān)利權，并推 廣生產(chǎn)。
2.2 環(huán)保陶瓷
進(jìn)入 21 世紀后，人們越來(lái)越重視環(huán)保。這種環(huán)保意識不僅體現在所處的自然環(huán)境方面，對自己生活的居室也是如此。目前，居室環(huán)境并不是安全的。室內被甲醛、氨氣充斥已是司空見(jiàn)慣，由此導致人們身心受到傷害也時(shí)有發(fā)生。盡量減少居室污染，創(chuàng )造一個(gè)綠色安全的居室環(huán)境成為人們追求的目標。
為了適應人們的需求，環(huán)保建材應運而生。硅藻土由于其特殊的構造，使之成為環(huán)保建材的優(yōu)良選材。用硅藻土制成的建筑材料具有超纖維,多孔特性,在濕度大的時(shí)候可以吸附空氣中的水分,儲存起來(lái).當空氣中的水分減少時(shí),硅藻土壁材就能夠將儲存在超微細孔中的水分釋放出來(lái).其次,硅藻土還具有消毒功能,在冰箱中使用,既能去除異味,同時(shí)能有效殺滅大腸桿菌等有害細菌.
2.3污水處理劑
目前使用的聚合氯化鋁是一種高效污染廢水凈化處理劑，但是生產(chǎn)聚合氯化鋁卻要帶來(lái)環(huán)境污染。我國現有近百余家聚合氯化鋁生產(chǎn)廠(chǎng)家，大多為粗放型小規模的鄉鎮企業(yè)。工藝技術(shù)落后、高能耗、重污染、低品位是目前我國聚合氯化鋁生產(chǎn)存在的普遍而突出的問(wèn)題。
硅藻土污水凈化材料不存在這方面的問(wèn)題，且原料來(lái)源廣，凈化效果也非常好，價(jià)格低廉。該技術(shù)用提取的高純納米微孔硅藻土作為處理污水的材料，與其相配套的處理工藝技術(shù)，在硅藻土精選過(guò)程中，把與硅藻共生的雜質(zhì)分離除去，使硅藻表面本已平衡的電位形成不平衡電位，在水處理時(shí)，硅藻精土處理劑被微量加入污水中后，在高速攪拌，或抽吸污水的泵機葉片旋轉下，瞬間散于水體之中，硅藻表面的不平衡電位能中和懸浮離子的帶電性，凝集成較大的絮花，借重力沉淀至底部，加上硅藻巨大的表面積，巨大的孔體積和較強的吸附力，把細微和超細微物質(zhì)吸附到硅藻表面，形成鏈式結構。當沉渣被排放在孔徑0.074mm（200目）篩網(wǎng)上時(shí)，沉渣被吸附著(zhù)留在篩上而水質(zhì)透過(guò)硅藻被過(guò)濾到篩網(wǎng)之下，排出的水質(zhì)清凈，而沉渣保持在含水 58％～62％之間，成餅狀裝袋取走，從而達到污水處理為清水的目的。、 利用該工藝技術(shù)，處理后的水清澈透明，各項指標均達到國家污水排放標準的要求，對污水中的磷、鋅、鉻、銅等離子去除率高達99.9%，而且無(wú)二次污染，硅藻土再生后可循環(huán)使用。
3 結語(yǔ)
由于硅藻土的特殊微孔構造，有別于大多數的非金屬礦物，其資源量豐富，開(kāi)采成本合理，因而在納米技術(shù)日趨成熟的前提下，在工業(yè)、農業(yè)及民用領(lǐng)域會(huì )占有更大的份額，是絕大多數非金屬礦物無(wú)法替代的。
我國硅藻土從品種和產(chǎn)品質(zhì)量上均不能滿(mǎn)足市場(chǎng)要求，在許多領(lǐng)域沒(méi)有得到充分應用。因此，根據我國硅藻土的特點(diǎn)，借鑒國外的先進(jìn)技術(shù)，提高硅藻土品質(zhì)，開(kāi)發(fā)硅藻土的新用途將給硅藻土行業(yè)帶來(lái)新的機遇。在化工領(lǐng)域，以硅藻土為原料或基材合成組裝新型多孔材料，開(kāi)發(fā)新型催化劑，是提高產(chǎn)率和分離效果的必要手段，還需進(jìn)一步加強和探索。由納米、亞微米、微米、毫米孔徑組成的多孔玻璃材料，在醫療分析、生物工程、石油化工、建筑、軍工等部門(mén)應用前景良好。隨著(zhù)生活水平的提高，人們越來(lái)越關(guān)心居室環(huán)境，在這一方面硅藻土更是大有可為。
從國外的發(fā)展情況來(lái)看，利用硅藻土生產(chǎn)的新型瓷磚、陶瓷、涂料、吸附材料及輕型建材日新月異而我國還處于起步階段，其潛在市場(chǎng)是十分巨大的。在環(huán)境污染治理方面，硅藻土成膜應用技術(shù)近年來(lái)也受到了廣泛關(guān)注，多種硅藻土分離膜相繼開(kāi)發(fā)，硅藻土凈化處理技術(shù)也日趨完善，現在重要的是將其積極應用在環(huán)保中。在農業(yè)方面我國在國家“十五”糧食行業(yè)科技發(fā)展規劃中明確提出了利用硅藻土防治儲糧蟲(chóng)害技術(shù)應用的開(kāi)發(fā)。如果在農業(yè)上普遍推廣，不僅節約大量糧食，也為我國水土保持、生態(tài)恢復和改良起到不可小視的作用。相信在不久的將來(lái)，我國的硅藻土應用領(lǐng)域將越加寬廣，發(fā)展前景必將更加廣闊。
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