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。
海泡石是一種纖維狀富鎂粘土礦物。這一礦物的德文名稱是Meerschaum。Meer是海洋;Schaum是泡沫,故譯名海泡石。海泡石的英文名稱是Sepiolite。Sepia為烏賊,屬海生動(dòng)物,由于它骨骼多孔、體輕能浮于水,故以此命名這一礦物。海泡石來自遠(yuǎn)古的陸緣海、內(nèi)陸海、湖泊,通過復(fù)雜的地質(zhì)作用形成,是當(dāng)今世上古老且的稀有非金屬礦資源,具有特的納米孔道結(jié)構(gòu)和的吸附性。
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(yáng)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(duì)粘土表面進(jìn)行改性處理。當(dāng)層狀粘土以納米級(jí)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(zhǎng)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(jí)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。
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。