海泡石材料應(yīng)用研究現(xiàn)狀

/海泡石材料應(yīng)用討論現(xiàn)狀（海泡石）是一種纖維狀鎂硅酸鹽粘土礦物，在其結(jié)構(gòu)單元中，硅氧四周體與鎂氧八面體相互交替，具有層狀和鏈狀的過渡特征。海泡石具有獨(dú)特的理化性能，它的比表面積高（可達(dá)800—900m2/g）、孔隙率大，擁有很強(qiáng)的吸附與催化本領(lǐng)。海泡石的應(yīng)用領(lǐng)域也非常廣泛，而經(jīng)過提純、超細(xì)加工、改性等一系列處理的海泡石，可作為吸附劑、凈化劑、除臭劑、補(bǔ)強(qiáng)劑、懸浮劑、觸變劑、填充劑等應(yīng)用于水處理、催化、橡膠、涂料、化肥、飼料等工業(yè)方面。除此之外，海泡石較好的抗鹽性能和耐高溫性能使其作為鉆井優(yōu)質(zhì)泥漿原材料應(yīng)用于石油鉆井、地?zé)徙@井等方面。1.吸附劑目前，討論最多的是海泡石的吸附應(yīng)用，可分為化學(xué)吸附與物理吸附。如活化處理的海泡石吸附重金屬離子的重要形式為離子交換吸附和表面絡(luò)合吸附，屬化學(xué)吸附。活化處理海泡石使得其網(wǎng)狀孔徑變大的同時(shí)，其表面更多的酸性羥基暴露。這些羥基和水分子可與重金屬離子絡(luò)合，這種吸附屬于表面絡(luò)合吸附。這些重金屬離子同時(shí)可與海泡石中的金屬離子發(fā)生離子交換反應(yīng)，這種吸附屬于離子交換吸附。經(jīng)活化的海泡石能有效地去除電鍍廢水中的Pb2+、Cu2+、Cd2+等重金屬離子及水中有害離子。當(dāng)有多種金屬離子共存時(shí)，海泡石優(yōu)先吸附電荷高、半徑小的離子，因此當(dāng)海泡石處理無機(jī)鹽工業(yè)廢水時(shí)，對(duì)Cr3+、Pb2+有很好的吸附作用，可達(dá)到凈化廢水的目的。海泡石對(duì)有機(jī)氣體的吸附屬物理吸附。海泡石表面存在Si—O—Si斷鍵及四周體中Al3+、Fe3+替代Si4+造成的負(fù)電位，是一極性表面，氣體分子極性越強(qiáng)，與海泡石表面的靜電引力也就越大。而有害、有刺激性氣味的氣體大多是強(qiáng)極性的，因此可將海泡石用來生產(chǎn)除臭濾紙和高效除臭劑。海泡石的這一吸附性能也可將其用作香煙過濾材料。討論表明，活化海泡石對(duì)煙氣物質(zhì)有明顯的選擇性，對(duì)具香味的呋喃非極性物質(zhì)吸附很少，而對(duì)強(qiáng)極性的有毒腈類物質(zhì)吸附量高。此外，對(duì)致癌物質(zhì)稠環(huán)芳烴的過濾效率很高，且可明顯降低焦油含量，減輕了卷煙對(duì)人體造成的危害，對(duì)于生產(chǎn)低焦油型香煙具有緊要意義，同時(shí)降低了香煙成本，經(jīng)濟(jì)效益相當(dāng)可觀。2.催化劑海泡石巨大的比表面能及自身存在的大量的酸性、堿性中心，使其本身?yè)碛锌隙ǖ拇呋饔?，還可與催化劑一起產(chǎn)生協(xié)同催化作用。海泡石化學(xué)構(gòu)成與傳統(tǒng)載體相像，并且具有很強(qiáng)的機(jī)械和熱穩(wěn)定性，具備做催化劑載體的良好條件。因此，海泡石在催化劑載體方面有著廣闊的應(yīng)用前景。海泡石可用作活性組分Zn、Cu、Mo、W、Fe、Ca及Ni的載體，用于脫金屬、脫瀝青、加氫脫硫及加氫裂化等過程。目前，海泡石負(fù)載催化劑的制備方法重要包括水熱—還原法、微乳液—海泡石浸潤(rùn)法和浸漬還原法?？茖W(xué)家以海泡石為載體、Ni為活性組分、稀土為助劑，以不同的浸漬方式制備了催化劑。結(jié)果表明，不同方式制得的Ni—RE/海泡石復(fù)合催化劑的活性均高于傳統(tǒng)催化劑Ni/Al2O3，引入稀土元素更能降低反應(yīng)的活化能、提高催化活性、抗硫性（苯加氫反應(yīng)）。除此之外，復(fù)合催化劑的活性與焙燒溫度、浸漬方式、稀土的種類及含量有關(guān)。3.增稠劑、懸浮劑和觸變劑海泡石良好的流變性使其成為有價(jià)值的增稠劑、懸浮劑和觸變劑，廣泛應(yīng)用于化妝品、肥皂、油漆、涂料等行業(yè)。以海泡石為填料的苯—丙涂料，具有高粘度、高觸變性、較高拉伸強(qiáng)度、不透水性等特點(diǎn)，同時(shí)由于其高的孔隙率，單位質(zhì)量涂料所獲得體積更大，遮蓋力也增大，是制備厚保溫涂料的良好填料。不僅如此，用海泡石、合成樹脂、顏料生產(chǎn)的合成涂料已得到普遍應(yīng)用。這種涂料能在墻壁上形成色澤調(diào)和、耐擦洗、可吸附有害氣體的薄膜，可長(zhǎng)期保持室內(nèi)空氣清潔，改善室內(nèi)環(huán)境。隨著化妝品市場(chǎng)的繁華，海泡石也得到了有效的利用。把海泡石加入到化妝品中作增稠劑和觸變劑，可使乳膏狀化妝品具有適中的粘度及良好的保水性能，且不需對(duì)其進(jìn)行預(yù)膠凝化處理。懸浮體的粘度隨液相溫度的上升而增大，這在化妝品工業(yè)中很有應(yīng)用價(jià)值。4.造漿劑海泡石粘土在鹽水中具有良好的造漿性能，用NaOH將其懸浮液的pH值調(diào)到9—10，可大幅提高其粘度。在南海油田進(jìn)行的鉆井試驗(yàn)中，成功地用該粘土代替不適合海水造漿的膨潤(rùn)土，配制出優(yōu)質(zhì)稠泥漿和陽(yáng)離子泥漿，鉆進(jìn)可達(dá)2730m。5.纖維加強(qiáng)劑長(zhǎng)期以來，石棉纖維以其優(yōu)良的耐熱性、摩擦性能、獨(dú)特的表面性能和低廉的價(jià)格廣泛用作摩擦材料的加強(qiáng)纖維。近年來，石棉纖維粉塵被確認(rèn)為對(duì)人體有致癌作用，石棉摩擦材料的使用受到限制，因而迫切需要一種新的替代品。目前，按干法生產(chǎn)工藝制備出了海泡石摩擦材料，對(duì)其摩擦磨損性能進(jìn)行測(cè)試，其摩擦系數(shù)穩(wěn)定、磨損率低、高溫磨損性能好、未顯現(xiàn)熱衰退現(xiàn)象，達(dá)到國(guó)標(biāo)GBn257—68的要求。這充分表明，海泡石可作為一種新型摩擦材料充足工業(yè)要求。6.硫化劑在橡膠工業(yè)中，由于海泡石具有較高的表面物理化學(xué)性質(zhì)和較強(qiáng)的吸附性能，并通過表面處理改善其表面性能使其易被膠料分散和潤(rùn)濕，可達(dá)到中等補(bǔ)強(qiáng)性能及延長(zhǎng)硫化時(shí)間、改善硫化過程的作用。目前海泡石在橡膠等高分子材料中的應(yīng)用剛剛起步，應(yīng)在此方面加大科研力度。結(jié)語我國(guó)海泡石資源豐富，應(yīng)用前景廣泛。但由于技術(shù)等方面的限制，該材料的開發(fā)利用仍處于起步階段。海泡石的吸附性僅次于活性炭，而且價(jià)格低廉，今后應(yīng)加強(qiáng)其在