蒙脫石是膨潤土的主要礦物組成，具有納微米級粒徑、大比表面積、特殊的納米層間域、層間離子可交換性等物化性質(zhì)，且分布廣泛、儲量豐富、價(jià)格低廉；由于類(lèi)質(zhì)同像置換作用，蒙脫石片層往往帶負電荷，使得其層間具有大量可交換的補償性陽(yáng)離子，且蒙脫石的端面往往含有大量羥基（如硅醇基、鋁/鎂/鐵羥基），這些結構特征決定其具有很強的表/界面反應活性，并且結構和性能易于調控，因此，蒙脫石（膨潤土）作為廉價(jià)易得、環(huán)境友好的非金屬礦物材料，廣泛應用于制備多功能環(huán)境材料。
　　
　　1、蒙脫石礦物特點(diǎn)
　　
　　蒙脫石是一種2:1型（TOT型）黏土礦物，屬于含水的層狀鋁硅酸鹽礦物，其結構單元層是由兩片頂角朝里的Si-O四面體片（T層）中夾一Al-O4(OH)2八面體片（O層）組成。蒙脫石片層八面體中的Al3+常被Mg2+、Fe2+等替代，四面體中Si4+常被Al3+替代，使得蒙脫石每個(gè)單位晶胞有0.2~0.6的永久負電荷。為了平衡四面體和八面體電荷，層間存在一價(jià)或二價(jià)陽(yáng)離子，如Ca2+、Na+、K+、Li+等。在pH值為7時(shí)層間可以被交換的陽(yáng)離子的總量稱(chēng)為陽(yáng)離子交換容量（CEC）。
 

　　
　　由于蒙脫石片層帶負電荷，層間存在平衡電價(jià)的可交換水合陽(yáng)離子，如Na＋、Ca2+、Mg2+等，它們多以水合離子形式存在，層間陽(yáng)離子的水合作用導致蒙脫石具有膨脹性。根據固體酸理論，蒙脫石表面和邊緣具有布朗斯特酸（B酸）和路易斯酸（L酸）。這些結構特性為蒙脫石礦物的結構調整和表面性質(zhì)的改造提供了可能。
　　
　　蒙脫石晶體顆粒較?。?lt;2μm），顆粒通常由成百上千的結構單元層堆垛而成，單元片層之間構成的層間域就成為一個(gè)比表面積理論值達800m2/g的巨大內表面空間，且蒙脫石層間具有層間交換、層間吸附、層間聚合、層間催化以及可改造性等特性，是很多物理、化學(xué)反應的重要場(chǎng)所?；谶@些特殊性質(zhì)，蒙脫石作為來(lái)源豐富、價(jià)格低廉和環(huán)境友好的黏土礦物，常作為吸附劑用于環(huán)境污染治理，通過(guò)離子交換和絡(luò )合作用（與端面羥基作用）吸附多種污染物（如重金屬陽(yáng)離子）。實(shí)際應用中通常對蒙脫石結構和表面性質(zhì)進(jìn)行加工改造，以達到最理想的吸附效果。
　　
　　2、蒙脫石環(huán)境材料構建方法
　　
　　由于結構片層表面和端面存在較強的極性基團，蒙脫石總體表現出強的親水疏油性，這使得其對弱極性和非極性有機物的吸附性能較差。
　　
　　選取適當的表面活性劑、硅烷偶聯(lián)劑，通過(guò)插層、嫁接及柱撐等表面改性處理，可將其親水性表面改造成疏水親油性表面，改變表面張力與接觸角，大大提高了其對有機污染物的吸附性能，因此，蒙脫石可作為污染物的吸附劑、催化劑、混凝劑等廣泛應用于環(huán)境污染治理與修復領(lǐng)域。
 

　　
　　按照改性劑屬性，蒙脫石環(huán)境材料的構建方法大致可以分為有機改性、無(wú)機改性、無(wú)機-有機復合改性等。
　　
　?。?）有機改性蒙脫石是指利用有機分子、離子、聚合物等，通過(guò)離子鍵、共價(jià)鍵、氫鍵及范德華力與蒙脫石黏土礦物片層結合而形成的有機黏土。有機改性劑主要有陽(yáng)離子表面活性劑、非離子表面活性劑、兩性表面活性劑、陽(yáng)離子聚合物、有機硅烷等。
　　
　?。?）無(wú)機改性蒙脫石是指利用蒙脫石的熱性能、耐酸性、陽(yáng)離子可交換性，通過(guò)加熱、酸化、無(wú)機陽(yáng)離子柱撐等無(wú)機改性方法制備的無(wú)機黏土礦物。在此過(guò)程中，蒙脫石的物理化學(xué)性能發(fā)生改變，從而適應使用需求。無(wú)機改性蒙脫石主要包括熱處理、酸活化、無(wú)機柱撐和負載型蒙脫石。
　　
　?。?）無(wú)機-有機復合改性主要以表面活性劑或者有機硅烷作為有機改性劑，以聚合羥基鋁離子作為無(wú)機柱撐劑，同時(shí)改性蒙脫石，所得的有機-無(wú)機復合改性蒙脫石（IOMts）同時(shí)含有有機和無(wú)機兩種類(lèi)型的活性基團，因此表現出良好的多功能吸附特性，可以同時(shí)吸附水中無(wú)機和有機污染物，有望成為一種高效、廣譜的污水處理和環(huán)境修復新材料。
　　
　　根據不同的構建方法，改性蒙脫石可分為熱處理蒙脫石、酸化蒙脫石、有機蒙脫石、無(wú)機柱撐蒙脫石、無(wú)機-有機復合蒙脫石等。不同的構建方法會(huì )影響改性蒙脫石的表面性質(zhì)和結構特征，進(jìn)而影響其吸附性能，例如：
　　酸處理蒙脫石有較大的比表面積和陽(yáng)離子交換性能，常用于吸附陽(yáng)離子型污染物；
　　有機蒙脫石表面大多呈疏水性，可以通過(guò)表面吸附和分配作用有效去除水體中的有機污染物；
　　柱撐蒙脫石層間域含有不同的無(wú)機功能試劑，可吸附無(wú)機污染物，也可通過(guò)催化/氧化-還原反應降解有機污染物；
　　復合蒙脫石同時(shí)負載了有機和無(wú)機改性劑，因而擁有更豐富的污染控制功能。
　　
　　來(lái)源：卿艷紅,蘇小麗,王鉞博,等.蒙脫石黏土礦物環(huán)境材料構建的研究進(jìn)展[J].材料導報:1-20.