蒙脫石為層狀硅鋁酸鹽礦物,單晶結構由兩層硅氧四面體夾合一層鋁氧八面體組成,不同立面的拼接構建出具有一定空間延展性的晶體骨架。由于其晶體層間作用力較弱,作用位點(diǎn)多,通過(guò)晶體內陽(yáng)離子與外部高價(jià)離子發(fā)生置換或同晶置換,釋放電荷,形成靜電力,以此吸附某些帶電菌體或基團。這些可交換陽(yáng)離子還能與H2O通過(guò)氫鍵相連,使H2O能夠進(jìn)入并填充在層間域中,因此蒙脫石具有良好的吸水膨脹性。
蒙脫石呈立體“鏤空”構架,層間域容積彈性大,剔除層間原有占位分子后可利用電位差重新吸納其他分子,展現出極強的吸附和承載性能。另外,充分水化后的蒙脫石晶胞帶有相同電性,能夠均勻分散懸浮在溶液中,形成膠體。通過(guò)碾磨、超聲等方式剝離晶體片層,調整表面電位大小,能相應改變膠體密度,控制膠體內物質(zhì)的懸浮沉降。除此之外,蒙脫石中多為無(wú)機成分,具有良好的熱穩定性。
適當改性可將蒙脫石晶體拆解為納米級分子,通過(guò)特異的結構設計,實(shí)現對腸黏膜的修復和對重金屬的直接吸附,也能利用其自身強大的理化性質(zhì)負載、保護藥物,定點(diǎn)消滅病原。在改善飼糧品質(zhì)、保護畜禽胃腸黏膜屏障、控制病原毒害的同時(shí),降低耐藥風(fēng)險。另外,在畜禽糞污處理方面蒙脫石也有創(chuàng )新應用。
1、蒙脫石無(wú)機改性
蒙脫石的無(wú)機改性原理主要利用其晶體延展性和陽(yáng)離子交換性將無(wú)機改性劑插入晶格中。羥基化金屬陽(yáng)離子經(jīng)再次加熱脫羥基或脫氫后,能夠轉化成穩定的柱狀金屬氧化物簇,擴張層間結構,使分子吸附力顯著(zhù)增強。
張立陽(yáng)等研究結果表明,經(jīng)金屬離子插層改性后,蒙脫石更易剝落,片層增多變薄,晶體結構相對疏松,能提高其對黃曲霉毒素B1(AFB1)、玉米赤霉烯酮(ZEN)和脫氧雪腐鐮刀菌烯醇(DON)等霉菌毒素的吸附力。
2、蒙脫石有機改性
蒙脫石的有機改性原理是利用季銨鹽和烷類(lèi)化合物等有機改性劑替換晶體原有占位離子,改變蒙脫石層間的孔隙大小和原子排布。有機改性后的蒙脫石能夠改變或暴露出更多的表面結合位點(diǎn),甚至同時(shí)具有親水性和親油性,在胃腸道藥物載體、化膿性疾病治療以及污水治理等方面效果顯著(zhù)。
3、蒙脫石有機-無(wú)機復合改性
蒙脫石的復合改性指同時(shí)將有機和無(wú)機物質(zhì)插入晶體層間,形成復合柱撐蒙脫石,使其在結構穩固的同時(shí),還具備靶向吸附某物質(zhì)的可能。
任曉惠等使用天然蒙脫石糅合無(wú)機羥基鋁和十六烷基三甲基溴化銨,通過(guò)X射線(xiàn)衍射、傅里葉紅外光譜等技術(shù)對比單一和復合改性蒙脫石的性能,結果表明無(wú)機羥基鋁及十六烷基三甲基溴化銨復合改性蒙脫石(ACM)對五價(jià)砷的絡(luò )合吸附效率高達99%。
資料來(lái)源:《鄧凡,岳穩,李焰,等.蒙脫石的改性機制及在畜禽養殖中的應用[J].黑龍江畜牧獸醫,2021(21):52-56》,由【粉體技術(shù)網(wǎng)】編輯整理,轉載請注明出處!
更多精彩!歡迎掃描下方二維碼關(guān)注中國粉體技術(shù)網(wǎng)官方微信(粉體技術(shù)網(wǎng))
|