(中國粉體技術網/班建偉)海泡石是一種富鎂的纖維狀硅酸鹽粘土礦物,是近代用途較廣泛、應用領域擴展較迅速的礦產之一。據國內外資料統計:海泡石的用途已達到130 多種,不僅在工業、農牧業中廣為應用,而且在現代科學技術領域和國防工業的用途也正在迅速擴大,并出現了一些新的特殊用途。
海泡石本身的特殊結構決定了它具有3 種特性,即吸附性、流變性和催化性。而所有這些性能均可通過加工處理進行改善。海泡石的吸附能力使其成為極有價值的漂白劑、凈化劑、過濾劑、工業劑、廢油吸附回收劑以及醫藥、農藥載體;流變性使其成為有價值的增稠劑、懸浮劑、觸變劑以及各色各樣的化妝品、牙膏、肥皂、油漆、涂料等;催化劑性質可用于加氫、氧化、裂解、異構化、聚合等催化反應。
1 海泡石的結構與性能
海泡石為含水的鎂硅酸鹽,具有鏈狀和層狀纖維狀的過渡型結構特征,屬2:1 層鏈狀粘土。它的相對密度為2.4~2.6 ,其w = 10 %懸浮液pH值大約為9 ,外觀為灰白色流動粉末。其結構通式為Si12 Mg8 O30 (OH) 4 (OH2 ) 4 ·8H2O ,由硅氧四面體和鎂氧八面體組成。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。海泡石單位晶胞在(001) 面的投影見圖1 。
海泡石的化學組成中類質同象混入物有鋁、鐵、銅和少量的鈣、錳、鉻、鉀、鈉等雜質。產地不同,海泡石的化學組成也有所差異。表1 和表2 分別列出了幾種不同產地的海泡石的化學組成及結構式。
不同產地的海泡石的化學組成表明,富鎂海泡石的化學組成比較一致。MgO 的含量變化于21 %~25 %。Mg 填充了90 %~100 %的八面體位置。海泡石的大部分化學組成及結構說明,這種礦物中有足夠的陽離子,基本能填滿8 個(7.74~8.14) 八面體位置。所以海泡石八面體位置的大多數陽離子都是大陽離子;較小的Al 離子相對來說比較少,這一點與其它礦物如綠坡縷石不同,綠坡縷石中通常有一半的八面體位置被Al 離子填充。因為海泡石的形成環境比綠坡縷石更為堿性,在這樣的環境中,Si 和Mg 高度富集,而Al 的含量則很低。
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;它具有截面積為0. 36 nm ×1. 06 nm 的管狀貫穿通道及高達900 m2 ·g - 1 的理論表面積。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。而且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(如表面酸性弱、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。故海泡石不僅是一種很好的吸附劑,而且是一種良好的催化劑和催化劑載體。
?歡迎進入【粉體論壇】
|