海泡石的特殊結(jié)構(gòu)決定了它擁有包括貫穿整個(gè)結(jié)構(gòu)的沸石。水通道和孔洞以及大的表面積,它具有截面積為0.36nm×1.06nm的管狀貫穿通道及高達(dá)900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(zhì),包括低極性物質(zhì),因此海泡石具有很強(qiáng)的吸附能力。強(qiáng)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(zhì)(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(yīng)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。海泡石的晶體結(jié)構(gòu)具有連續(xù)的硅氧四面體層。其中,每一個(gè)硅氧四面體都共用二個(gè)角頂同相鄰的三個(gè)四面體相連。四面體中活性氧指向沿b軸周期性的倒轉(zhuǎn),因此形成了大小固定井平行于鏈的開口通道,這些通道中含有沸石水。在八面體邊緣有兩個(gè)水分子與鎂離子結(jié)合,參與八面體配位。
以海泡石礦物為主要成分的纖維,稱為海泡石礦物纖維,海泡是一種富鎂硅酸鹽纖維礦物,其理化學(xué)式為Mgo[Si12O30](OH)4 12 H2O,水分子中有4個(gè)為結(jié)晶水,其余為沸石水,并常含有少量錳、鉻等元素。顏色多變一般60%為白色,淺灰色、淺紅、淡黃、褐色等。
在其結(jié)構(gòu)單元中,硅氧四面體與鎂氧八面體相互交替,具有層狀和鏈狀的過渡特征。海泡石具有特的理化性能,它的比表面積高(可達(dá)800-900m/g)、孔隙率大,擁有很強(qiáng)的吸附與催化能力。
海泡石的應(yīng)用領(lǐng)域也十分廣泛,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泥漿原料應(yīng)用于石油鉆井、地?zé)徙@井等方面。
優(yōu)點(diǎn)
1、用海泡石做橡膠制品,、密封性能,耐酸程度更高。
2、用海泡石釀造,在液體脫色和凈化是石棉的七倍。
3、用海泡石搞摩擦,彈性好,硬度分散平穩(wěn),吸聲率是石棉150分倍摩擦聲音極小,而且是出口創(chuàng)匯的高附加值的原材料。
4、用海泡石纖維粘合混紡在紡織業(yè)行業(yè)是石棉替代品,密封及高強(qiáng)抗熱,在國外已經(jīng)證實(shí)及國內(nèi)的認(rèn)可。
海泡石粘土(sepiolite clay)是一種以海泡石為主要成分的粘土,伴生有凹凸棒石、蒙脫石、滑石等,非粘土礦物混入物則有石英、方解石、天青石等。
其成因有兩種類型,一種為熱液型,另一種為沉積型。前者的礦物成分,以海泡石為主,含量可達(dá)80- 90%以上,其次可含有少量的石英、白云石、方解石、蛋白石、云母、滑石等。這種類型的海泡石礦,因規(guī)模小,大多數(shù)達(dá)不到開采價(jià)值。沉積型海泡石粘土,礦物組成較復(fù)雜,海泡石含量在30~95%之間。
粘土是指粘土礦物的集合體,有特的晶層重疊結(jié)構(gòu),具有資源豐富、價(jià)格便宜等特點(diǎn),被認(rèn)為是聚合物理想的填料。由于粘土層間是水合陽離子,與高聚物或單體的相互作用較小,親水的微環(huán)境不利于有機(jī)物進(jìn)入層間,因而需要對粘土表面進(jìn)行改性處理。當(dāng)層狀粘土以納米級尺寸均勻分散于聚合物復(fù)合體系中時(shí),結(jié)合聚合物長鏈結(jié)構(gòu)及良好的加工性,此類材料的性能較其相應(yīng)的宏觀或微米級材料有大幅度的提高,包括抗張強(qiáng)度,彈性模量,熱變形溫度性能等表現(xiàn)出全新的性質(zhì),如的透明性或性質(zhì)的各向異性等。
粘土層間存有大量的無機(jī)陽離子,表現(xiàn)為親水性,不利于其在有機(jī)相中分散。利用晶層間金屬離子的可交換性,以有機(jī)陽離子交換金屬離子,有機(jī)陽離子吸附在粘土層片上,有機(jī)部分嵌在層間,從而使層間距增大,使層間由親水轉(zhuǎn)變?yōu)槭杷?,有助于提高?fù)合材料降低粘土表面能,以利于粘土晶層均勻地分散于聚合物中。當(dāng)層狀粘土以納米級尺寸均勻分散于聚合物復(fù)合體系中時(shí),結(jié)合聚合物長鏈結(jié)構(gòu)及良好的加工性,此類材料的性能較其相應(yīng)的宏觀或微米級材料有大幅度的提高,包括抗張強(qiáng)度,彈性模量,熱變形溫度性能等表現(xiàn)出全新的性質(zhì),如的透明性或性質(zhì)的各向異性等。因此開發(fā)利用粘土作為的補(bǔ)強(qiáng)劑,有著廣闊的前景。
改性粘土在環(huán)境污染治理中的應(yīng)用可分為吸附水中的重金屬離子, 空氣污染的治理, 處理水中的離子型化合物,治理赤潮,處理水中的有機(jī)污染物等。在其他領(lǐng)域中也有作用,改性黏土可作用于建筑材料,橡膠工業(yè),藥物開發(fā),石棉替代品,節(jié)能方面的應(yīng)用。