凹凸棒土纳米复合材料
凹凸棒土纳米复合材料的制备、表征及性能研究
摘要：
本文主要写从凹凸棒土的晶体结构到它的特性和制备，再讲了凹凸棒土的表征及其性能研究结论。
This paper mainly from writing attapulgite crystal structure to its characteristics and preparation, again of attapulgite representation and its performance study concluded.
关键词：凹凸棒土，晶体结构，特性，制备，表征，性能研究
1、凹凸棒土的晶体结构
凹凸棒土是一种含水富镁铝的硅酸盐矿物，具有独特的层链状分子结构。凹
凸棒土的理想结构式为：Si
8O
2
0Mg
5
[Al](OH)
2
(H
2
O)
4
·4H
2
O。凹土的基本结构单位
为两层硅氧四面体与一层镁（铝）氧八面体构成，其中硅氧四面体有双链[Si
4O 10 ]
分上下两条，每一条由四个Si-O四面体组成硅氧四面体带，其活性氧相向而指在 (110)面方向可以观察到由Si-O四面体组成的六角环，它们依上而下相向的方向排列，且相互间被其它的八面体氧和-OH所联结。Mg等阳离子充填在有氧及-OH构成的配位八面体中，在[Si4O10]带间存在着平行c轴的孔道，孔道的截面积约为 0.37×0.60nm，比沸石孔径 0.29×0.35nm要大，孔道内由沸石水充填。晶体的结构由 8 个Si-O四面体以 2:1 型层状排列。
凹土的显微结构由三个层次构成，一是其基本结构单元-棒晶。棒晶呈针状，长约 1～2μm，直径为 0.01μm，属二维纳米材料。二是由棒晶紧密平行聚集而成的棒晶束。三是由棒晶束（也包括棒晶）间相互聚集而成的各种聚集体。凹凸棒土单根纤维晶的直径在 20nm左右，长度可达 1μm，复合纳米材料的尺度标准，热稳定性好，在我国有丰富的储藏量，如能以原状态分散在聚合物内，是一种很有潜力的二维增强材料。
2、凹凸棒土的特性
2.1、流变性
凹凸棒土晶体具有与纤维轴平行的（110）良好解离，以及层链状晶体结构和棒状（纤维状）的细小晶体外形使得凹凸棒土在外力压力下能够充分地分散。一般地，在低剪切力下，或者剪切力消失后，悬浮液产生凝胶；而剪切力增加时，悬浮体又恢复到水一般的低粘度液体。
2.2、吸附性
凹凸棒土的吸附性取决于其较大的比表面积和特殊的表面物化结构及离子状态。晶体结构内部沸石通道的存在赋予凹凸棒土巨大的内比表面积，同时，由于单个晶体呈细小的棒状、针状和纤维状，在分散时，棒状纤维可保持多方位及较高的表面电荷，呈毡状物无规则地沉积干燥后，凝聚体之间形成大小不均一的次生孔隙。这一特征使凹凸棒土的比表面积可高达 215m2/g。
2.3、催化性
具有层链状结构的凹凸棒土，具有如下的催化条件。①晶体内部的沸石通道与集合体的微细孔隙结构；②非等价阳离子类质同相置换及加热引起的晶体内构成变化，即金属离子六次配位八面体的OH-，OH2-失去，桥键断裂造成晶体内部和表面存在多个路易斯酸化中心及碱中心；③黏土经热处理后具有较强的机械性能和热稳定性。其典型的应用，例如，丁烯解聚作用和异构化作用的催化剂。
2.4、耐热性
凹凸棒土矿物的耐热性主要在于其自身具有较低的热导率，以及其高分散性所构成的多孔结构。凹凸棒土在含水量 12%，堆积密度 1.6g/cm3之时都有较低的热传导系数，其值为 0.06W/m·℃。
3、凹凸棒土的表面化学改性
由于凹凸棒土比表面积大，表面活性高，易团聚，并且表面含有极性的羟基，故它与非极性的有机高聚物的亲和性很差，因此，凹凸棒土在橡塑中往往只能作为惰性填料使用；当用作纳米材料时，在聚合物基体中更是很难分散，对其表面进行有机化改性，能改善其在橡塑中的相容性和填料效果；改善其在高聚物基体中的分散性和亲和性，最终有很能得到纳米复合材料。目前较常用的表面处理方法主要有三大类：偶联剂处理、表面活性剂处理和酸化处理。
3.1、表面活性剂处理
凹凸棒土等电点pH值仅为 3，故通常情况下带负电；晶体内部孔道结构以及OH-键等的存在，热活化处理后孔道内出现氧原子的电荷不平衡点，使得阴、阳离子型和非离子型表面活性剂对凹凸棒土粘土的活化都有效，它们之间主要是通过离子交换，离子对形成，“憎水键”的形成和色散力及分子间形成氢键进行，同时，沸石孔道中发生碳氢链分子的物理性截留附着。通常使用的表面活性剂有：有机代用铵（有机磷化合物）或季铵化合物。凹凸棒土的阳离子交换容量（CEC）通常为 10～35mmol/100g粘土。沈钟等利用自制的一种新型带有反应性基团的阳离子表面活性剂对凹凸棒土的表面进行了处理。他们发现，经有机化改性后，凹凸棒土具有了相当的憎水性而能漂浮于油/水界面上，接触角和粘度测试进一步证实了其具有一定的亲油性。离子层对原Mg2+（Al3+、Fe2+）阳离子八面体层取代，此时，矿物表面积随之逐渐增加，当酸化浓度增大，或者反应时间加长，硅氧四面体层可能共角顶相互结合，微孔隙消失，各项物化性能指标降低。王一中等人利用稀盐酸对除杂后的凹凸棒土进行了处理，酸处理后大部分离子被溶出，凹凸棒土表面吸附有H+，从而有利于己内酰胺发生开环聚合。
4、有机凹凸棒土的制备
4.1、凹凸棒土的硅烷化
凹凸棒土首先过 200 目筛除去杂物，再用蒸馏水洗涤数次，经 0.15M 稀盐酸活化后，采用高剪切分散乳化机高速搅拌 10min 使之充分分散，静置 24h 后，过滤，烘干，粉碎，过筛，制成精制土。（1）水解偶联剂法将预先在 pH=3~4的醋酸水溶液中水解的 KH-570 加入到凹土的水溶液中，加热回流 1h，用去离子水洗涤至 pH=7，在 80℃真空干燥，粉碎过筛。（2）溶剂共回流法取一定量精制土置于 500ml 四口瓶中，加入甲苯和一定配比的 KH-570 水解液，均匀混
合，85~90℃水浴中回流 4h，抽滤，用 20ml 甲苯洗涤三次，真空干燥，粉碎过筛。
4.2、凹凸棒土的季铵盐化
将精制后的凹凸棒土用浓HCl溶液反复处理至交换完全，高速搅拌 5min，静置 24h后，过滤，洗涤至AgNO3检测无Cl-，得到钠化凹凸棒土。将上述悬浮液转移至三口瓶中，搅拌中滴入一定量的HDTMAB溶液，在 70℃条件下搅拌反应16h，再将处理物反复抽滤、洗涤数次至AgNO3检测无Br-为止，然后经真空干燥，粉碎过 200 目筛，得到有机化的凹凸棒土。
4.3、凹凸棒土的钛酸酯化
首先将凹凸棒土用量的 1％的钛酸酯偶联剂溶解在异丙醇的水溶液中，接着将凹凸棒土与钛酸酯的水解液进行混合，在室温下搅拌半小时后，高速搅拌10min，然后加热到 80℃搅拌反应 10h 以上，再将处理物抽滤，真空干燥，粉碎过 200 目筛，得到钛酸酯化的凹凸棒土。
4.4凹凸棒土的甲基丙烯酸化
将精制后的凹凸棒土直接浸泡在加有引发剂（BPO）的甲基丙烯酸中，高速搅拌 3min，静置 24h 以上，在室温下通风橱中自然干燥 12h，然后放到真空烘箱中 40℃下干燥，粉碎过筛。
5、表征
利用溶液共混方法制备了PVA/AT纳米复合材料，对AT的分散情况进行了观察分析;对复合材料的形态结构、结晶性能、热性能、动态力学性能以及力学性能进行了较详细的表征与分析。
利用XRD方法研究AT对PVA结晶结构的影响，发现AT的加入并不改变PVA 的晶型，但可能影响PVA的晶粒尺寸。复合材料的结晶度较纯PVA有所增大。
通过SEM和AFM观察AT在PVA复合材料中的分散情况，结果表明AT在PVA 基体中的分散比较均匀，大多数AT呈纳米棒单晶状无序地分布于PVA基体中，在AT加量较多的情况下存在着少量的聚集体。
通过TGA方法研究PvA从T的热失重曲线，发现AT的加入使复合材料的外延起始温度提高，说明复合材料的耐热性能得到提高。
对PVA及其复合材料的DMA分析发现，复合材料的动态储能模量较纯PVA 增加很大，损耗模量在低温下低于纯PVA，在较高温度下则高于纯PVA，玻璃化转变温度随着AT加量的增大先是有所上升后又有所下降。
力学性能测试结果表明，没有进行任何有机改性处理的AT由于本身具有能与PVA侧基发生结合作用的活性基团，对PVA的增强作用也很明显。不同AT加量对PVA的力学性能提高影响不同，其中lwt%左右为最佳用量，能将复合材料的拉伸强度及初始模量分别提高58%和一倍左右。用不同的表面改性剂对AT表面处理后对PVA的增强作用是不同的，其中KH59O的改性效果最佳，使得复合材料的拉伸强度及初始模量及延伸率明显提高。其余改性AT的增强效果反而不如未改性AT。
从增强机理分析知，AT在PVA基体中分散情况良好、表面具有较多的轻基，能与PVA产生较强的氢键结合是其不经过改性即能产生明显增强作用的根本原
因。
6、性能研究
通过研究不同AT加量PVA水溶液的流变性能与AT含量的关系，可以得出以下结论:
PVA溶液的流变性能明显受AT加入的影响，这反映了PVA链上轻基之间形成的极性作用(氢键作用)及PVA链的缠结对其流动性能有重大的影响。一方面，PVA链之间的缠结及氢键作用被AT纳米棒晶的体积效应所阻碍。另一方面，由于AT自身的刚性，加上AT表面的经基与PVA链上的轻基之间形成氢键作用，在适量AT的加入情况下AT与PVA链一起能形成一种足够抵制一定剪切外力的网络结构。从流变学角度证实所有的PVA体系都是非均相的，不过这种非均相性在AT加入以后有所降低，并且受Ar含量的影响。PVA溶液在测试频率范围内的凝胶化点受AT加量的影响，AT的加入有助于抵制PVA溶液形成凝胶结构。
总之，从动态流变研究结果来看，AT的加入能有效地阻止溶液中PVA分子内或分子间形成氢键作用，因此有助于纺丝液中PVA分子的解缠，进而将会有助于PVA分子链的延伸，对最终的纤维材料力学性能的提高有帮助。
参考文献：
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[6] 钱运华，金叶玲，凹凸棒土填充聚氯乙稀的研究，现代塑料加工应用，1998，10（2）：21
凹凸棒土的应用与研究
1 食品行业 凹凸棒石粘土本身无毒，价格低廉且使用效率高，是一种优良的脱色剂，能截留或吸附带色物质和杂质。使用凹凸棒石粘土可替代当前的活性炭和活性白土，用于植物油、动物油脂、明胶等粘稠度较高的产品脱色和精制。用盐酸活化后的凹凸棒石粘土对菜油、豆油等食用油的脱色能力可提高2倍以上。脱色净化的色拉油，酸价较低，可省去脱水工序。过滤后的滤饼（植物油、动物脂等）可以再生利用，不污染环境。 凹凸棒石粘土也可用作糖浆、蔗汁、甜菜汁、低浊度天然水、矿泉水、以及啤酒、麦芽汁、果汁、葡萄酒、果酒等饮料的过滤剂和澄清剂，它既能脱色，又能清除其中的微生物及其他杂质（如果汁、葡萄酒中的农药）。其还具有特殊专一的吸附性，能吸附植物油中强致癌物质—黄曲霉毒素并且使用十分简便，无需改变原有生产工艺。 2 农业 利用凹凸棒土比表面积大、吸附力强、粘结性好和密度低的特点，可作颗粒农药造粒剂，不仅可以提高颗粒肥料成粒率，增强复混肥的造粒速度，而且造粒强度高，不结块，不返潮，颗粒均匀，表面光滑，色泽度好；利用凹凸棒土生产的农药在土壤中释放缓慢，可以延长药效，粒状和粉状凹凸棒石粘土已广泛用作杀虫剂、杀菌剂、除草剂等的载体。用酸处理过的凹凸棒石粘土能有效地防止硝酸铵、硫酸铵、尿素等氮肥中的氨的损失，具有固氨作用，可减少肥料流失，延缓养分的释放期，提高肥料利用率，改良土壤活性；利用凹凸棒土的阳离子交换能力，使其在土壤中起到保水，调节PH值的作用，并可为植物提供一定的微量元素，促进植物生长。利用它的悬浮性、增稠性可用作粉剂农药、液体农药的悬浮剂、增稠剂，便于飞机大面积喷洒。 凹凸棒土承载性能好，酸碱度适中，粒度均匀，土中汞、铅、砷等有毒元素分别低于国家标准，可替代玉米粉作为饲料添加剂使用，可以节约粮食，降低饲料成本，提供动物必须的微量元素，并可防止动物拉稀，同时能改善饲养场环境。另外，凹凸棒土中含有鱼类生长必需的多种微量元素，作为添加剂应用在鱼类颗粒配合饵料的生产中，可以减少无机盐用量，部分取代常用的粘结剂，而且制成的颗粒饵料有良好的漂浮性和粘结性，符合鱼类颗粒饵料的质量要求。 3 轻工业 凹凸棒土具有链层状结构，不同于蒙脱土等层状硅酸盐，这种特殊的结构使它具有一些特殊的性能。但由于受自身亲水性及传统生产工艺的局限，通常凹凸棒土产品粒径大，与聚合物复合往往只能起到填充增量作用，不能发挥其应有的作用。通过机械剪切力可以将凹凸棒土以纳米尺度分散到橡胶中，复合物的性能有很大提高。将凹凸棒土以纳米尺度填充到塑料制品中将会使材料的性能得以提高，而且还有望得到具有特殊性能如优异的光学性能的纳米复合材料。 凹凸棒土经硅烷偶联剂处理后填充PP的综合性能优于填充CaCO3的PP材料，经理化处理制得的填充剂可完全替代轻质CaCO3、部分替代炭黑并降低了成本。经有机化合物表面改性后的凹凸棒土可用作弹性体和聚氨酯泡沫等的增强活性填料，用在泡沫中还能改善其压缩性，增加其体积。以凹凸棒土为填充剂的人造革产品质量高于国家标准，同时可以减少发泡剂、流平剂的用量，从而降低生产成本。凹凸棒土作为聚氨酯填充剂的情况国外也有类似的报道。 凹凸棒土经过镍、铁、锌、钡、钙等二价金属盐溶液处理，在印刷行业中可用作无碳纸；凹凸棒土具有符合印染、编织要求的良好化学稳定性，在较高的温度下，无絮凝、变稀、发霉、变质、发酵现象，可用于活性染料印花的增稠剂。 4 建材业 近几年，凹凸棒土的应用范围扩大到建材和装饰材料上，利用其吸附力大，具有很大
凹凸棒石黏土简介
凹凸棒石黏土简介 凹凸棒石黏土是指以凹凸棒石（Attapulgite）为主要组成成分的一种黏土矿物，凹凸棒石在矿物学分类上隶属于海泡石族，为一种晶质水合镁铝硅酸矿物。1862年俄国学者隆夫钦科夫最早于乌拉乐矿区的热液蚀变产物中发现了这一矿物，并将其命名为坡缕（Palygorskite）.法国学者拉巴朗特（https://www.360docs.net/doc/667783700.html,porent）于1935年又在美国佐治亚州凹凸堡（Attapulays）和法国莫摩隆（Mormoriron）沉积岩中发现了此种矿物，并命名为凹凸棒石（Attapulgite）。习惯上人们将沉积成因的呈土状者称为凹凸棒石，将热液成因的呈绒状，纤维状的称作坡缕石。具有独特的层链状结构特征，在其结构中存在晶格置换，故晶体中含有不定量的Na+、Ca2+、Fe3+、Al3+，晶体呈针状、纤维状或纤维集合状。凹凸棒石具有独特的分散、耐高温、搞盐碱等良好的胶体性质和较高的吸附脱色能力，并具有一定的可塑性及粘结力，Bradley(1942年)提出了凹凸棒石理想晶体化学式：Mg5Si8O20(OH)2(OH2)4?4H2O。 凹凸棒石具有介于链状结构和层状结构之间的中间结构。凹凸棒石呈土状、致密块状产于沉积岩和风化壳中，颜色呈白色、灰白色、青灰色、灰绿色或弱丝绢光泽。土质细腻，有油脂滑感，质轻、性脆，断口呈贝壳状或参差状，吸水性强。湿时具粘性和可塑性干燥后收缩小，不大显裂纹，水浸泡崩散。悬浮遇电解质不絮凝沉淀。 一、名称：凹凸棒石黏土，又名坡缕缟石、山软木、漂白土和白土等。 二、理想结构式： Mg5Si8O20(OH)2(OH2)4?4H2O 三、氧化物组成： 四、矿物组成：
凹凸棒土简介
凹凸棒土简介 一．名称 正式名：凹凸棒土。 别名：坡缕石、坡缕缟石。 俗名：凹土、漂白土、白土、山软木。 号称：千土之王、万用之土。 归类：非金属稀有矿物质 二．分布及储量 凹凸棒石矿物几乎遍及世界各地，但具有工业意义的矿床所占比例不大，仅限于美国、中国、西班牙、法国、土耳其、塞内加尔、南非、澳大利亚、巴西、以色列、沙特阿拉伯、瑞士、英国、俄罗斯（Irkutsk ,伊尔库茨克）、吉尔吉斯斯坦、哈萨克斯坦、乌克兰、亚美尼亚、阿塞拜疆、白俄罗斯、尼日尔等20余国。
(数据来源：2009年11月经济参考报) 1982年中国江苏盱眙县发现凹土，之后相继在全国另14个省区发现凹土矿。盱眙地区探明储量在6700万吨以上，分布在32个矿山,但仅可供35年左右消耗量。凹土粘土(凹土粘土品质低于凹土)储量5亿吨以上，居世界首位，可供350年以上消耗。(数据来源：盱眙县凹凸 棒土资源综合利用支柱产业建设“十一五”规划纲要) (数据来源：2009年11月经济参考报) 盱眙地区的矿石储量占全国的74%和全球的50%。 0.511.5 22.5全球总量 国外20余国 中国盱眙(Xū Yí) 中国另14个省区 2009年全球凹土储量(亿吨) 国外20余国 59% 中国盱眙30% 中国另14个省区 11% 全球凹土分布
三．2004年全球产量 (数据来源：盱眙县凹凸棒土资源综合利用支柱产业建设“十一五”规划纲要) 2004年，盱眙县凹土产量18万吨，占全国凹土总产量的72%，占世界的18%。 四．用途 凹土最主要特性是：强吸附性。类似活性炭。用途有2000种以上，例如：市面上出售的色拉油，在生产中，要在原油中加入凹土，过滤掉黄曲霉素等有害成分和杂质；医院在制氧中，需要加入凹土，吸附氮氧分离时产生的水汽；在高档宾馆的中空窗户四边，要填上凹土，窗户不会因为内外温差而起雾；在石油钻探中，填充了凹土的输油管道像血液一样循环往复，让原油不会“心肌梗死”；凹土甚至被用进了面膜、洗发水、牙膏……加入了凹土的面膜，很快的让人产生“拉皮”的感觉；加入了凹土的洗发水，泡沫极其细腻极易清洗；加入了凹土的牙膏，不像现在加滑石粉的牙膏，会给牙釉质带来伤害；加入凹土的冰袋在零下４０度时仍
凹凸棒土介绍
凹凸棒土介绍凹凸棒石（Attapulgite） 又称坡缕石（Palygorskite）或坡缕缟石，是一种具链层状结构的含水富镁硅酸盐粘土矿物。其结构属2：1型粘土矿物。在每个2：1单位结构层中，四面体晶片角顶隔一定距离方向颠倒，形成层链状。在四面体条带间形成与链平行的通道，通道横断面约3.7*6.3A°。通道中充填沸石水和结晶水，见凹凸棒石粘土晶体结构图。 凹凸棒石粘土是指以凹凸棒石（attapulgite ）为主要组分的一种粘土矿物。凹凸棒石为一种晶质水合镁铝硅酸盐矿物，具有独特的层链状结构特征，在其结构中存在晶格臵换，帮晶体中含有不定量的Na+、Ca2+、Fe3+、Al3+，晶体呈针状，纤维状或纤维集合状。凹凸棒石具有独特的分散、耐高温、抗盐碱等良好的胶体性质和较高的吸附脱色能力。并具有一定的可塑性及粘结力，其理想的化学分子式为：Mg5Si8O20(OH)2(OH2)4〃4H2O。具有介于链状结构和层状结构之间的中间结构。凹凸棒石呈土状、致密块状产于沉积岩和风化壳中，颜色呈白色，灰白色，青灰色，灰绿色或弱丝绢光泽。土质细腻，有油脂滑感，质轻、性脆，断口呈贝壳状或参差状，吸水性强。湿时具粘性和可塑性，干燥后收缩小，不大显裂纹，水浸泡崩散。悬浮液遇电介质不絮凝沉淀。 凹凸棒石形态呈毛发状或纤维状，通常为毛毯状或土状集合体。莫氏硬度2—3，加热到700～800°C，硬度>5。比重为2.05～2.32。 由于凹凸棒石独特的晶体结构，使之具有许多特殊的物化及工艺性能。主要物化性能和工艺性能有：阳离子可交换性、吸水性、吸附脱色性，大的比表面积（9.6～36m2/g）以及胶质价和膨胀容。这些物化性能与蒙脱石相似。 凹凸棒土应用 工艺特性 凹凸棒石粘土具有阳离子可交换性，江苏盱眙等地各类凹凸棒石粘土可交
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凹凸棒土改性的研究进展 摘要：本文介绍了凹凸棒土的特性，国内外对其改性的方法，分析了凹凸棒土的应用前景。 关键词:凹凸棒土，改性，进展 一．前言 凹凸棒石又称坡缕石, 是具有独特层状结构的含水富镁铝硅酸盐粘土矿物[1] , 浅白色, 在矿物学上隶属于海泡石族, 具有较大的比表面积和较强的吸附性能。我国江苏、安徽、山东、辽宁等地发现和探明许多的凹凸棒石矿点, 其中江苏盱眙矿点产量居首位, 储量高达2. 72×108 t, 占全球凹凸棒石总储量的近50 %。凹凸棒土其广泛的应用价值使其在粘土矿物学、材料科学、物理化学、土壤科学、环境工程中受到广泛重视。 美国早在20 世纪40 年代就已经开采应用凹凸棒土[2 ] 。我国对凹凸棒土的研究起步较晚,与发达国家相比还有很大的差距,且资源利用率底,使用范围小,产品开发的多样化、系列化程度差。目前,我国生产的粘土产品主要应用于无机化工、建材工业、农业食用油加工等较低端的领域,初级加工产品和低附加值产品比例较高,造成优质原料往往不能用于生产或无法大量生产高档产品。 我国凹凸棒土储量的绝对数和总资源量完全能满足近期工业生产的需求,与世界各国相比具有较明显的优势[3 ] 。但是天然凹凸棒土杂质含量多,削弱了凹凸棒土原有的性能,使用时有一定的局限性,故改性成为国内外研究的课题。 二．凹凸棒土的改性研究 凹凸棒土原矿石含有大量的杂质,如蒙脱石、伊利石和碳酸盐等,影响着凹凸土的使用性能,需要经过提纯和改性处理才能提高凹凸棒土的使用效果。对凹凸棒土进行改性的目的在于改善粒子在聚合物中的分散性质,或者提高其多种性能。 酸改性是一种方法。凹凸棒土的比表面积会随着酸含量的增加、改性时间的延长而增大。如果酸浓度过大,凹凸棒土中八面体阳离子近乎于完全溶解,四面体结构失去支撑引起结构塌陷,会引起比表面积下降[4 ] 。凹凸棒土改性为了满足不同的生产需求,应考虑实际成本等问题。 王红艳等[4-5 ]分别用硫酸、盐酸和硝酸对凹凸棒土进行改性处理。由于凹凸棒中八面体出现不均匀、不连续溶解以及局部四面体硅的溶蚀等因素,凹凸棒土孔道开放和直径扩大, 比表面积增加, 对重金属离子的吸附能力增加。实验
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凹凸棒土纳米复合材料的制备、表征及性能研究 摘要： 本文主要写从凹凸棒土的晶体结构到它的特性和制备，再讲了凹凸棒土的表征及其性能研究结论。 This paper mainly from writing attapulgite crystal structure to its characteristics and preparation, again of attapulgite representation and its performance study concluded. 关键词：凹凸棒土，晶体结构，特性，制备，表征，性能研究 1、凹凸棒土的晶体结构 凹凸棒土是一种含水富镁铝的硅酸盐矿物，具有独特的层链状分子结构。凹 凸棒土的理想结构式为：Si 8O 2 0Mg 5 [Al](OH) 2 (H 2 O) 4 ·4H 2 O。凹土的基本结构单位 为两层硅氧四面体与一层镁（铝）氧八面体构成，其中硅氧四面体有双链[Si 4O 10 ] 分上下两条，每一条由四个Si-O四面体组成硅氧四面体带，其活性氧相向而指在 (110)面方向可以观察到由Si-O四面体组成的六角环，它们依上而下相向的方向排列，且相互间被其它的八面体氧和-OH所联结。Mg等阳离子充填在有氧及-OH构成的配位八面体中，在[Si4O10]带间存在着平行c轴的孔道，孔道的截面积约为×，比沸石孔径×要大，孔道内由沸石水充填。晶体的结构由 8 个Si-O 四面体以 2:1 型层状排列。 凹土的显微结构由三个层次构成，一是其基本结构单元-棒晶。棒晶呈针状，长约 1～2μm，直径为μm，属二维纳米材料。二是由棒晶紧密平行聚集而成的棒晶束。三是由棒晶束（也包括棒晶）间相互聚集而成的各种聚集体。凹凸棒土单根纤维晶的直径在 20nm左右，长度可达 1μm，复合纳米材料的尺度标准，热稳定性好，在我国有丰富的储藏量，如能以原状态分散在聚合物内，是一种很有潜力的二维增强材料。 2、凹凸棒土的特性
凹凸棒粘土
凹凸棒粘土的提纯及应用 陈学祥 安徽巢湖水泥集团 一、凹凸棒粘土的介绍 凹凸棒号称万土之王，其分子式为Mg5(H2O)4[Si4O10]2(OH)2单个矿物结构是一种以Si-O八面体为基本晶体单元形成链状结构的棒束，晶体呈针状、纤维状、或纤维状集合体。矿物含水富镁，由于其特殊结构而具有良好的吸附性能，和粘结性能，具备多种用途。在国外，凹凸棒产品已开发出千余种以上用途的产品。产品不仅涉及化工、机械、能源、汽车、轻工、冶金、建材等传统产业，而且进入以信息、生物、航空、海洋开发、新材料和新能源为代表的高技术产业。全球凹凸棒产品约年200万吨左右，美国近十年基本保持在90万吨／年。我国一直在10万吨左右，由于发现较晚和其他因素，相关的应用开发远远落后其他拥有国，其应用也仅限于石油钻井、动物饲料、各类粘结剂、化肥农药油脂脱色等少数领域。 二、凹凸棒粘土的提纯 凹凸棒粘土颗粒是自然存在的胶体尺寸，高长经比的针状晶体集束，这些集束又聚结成簇。发现凹凸棒矿藏的同时也会发现其他粘土种类，它们通过空气和水的流动而引入，其他共存的粘土形式如蒙脱石、海泡石、膨润土和高岭土等其他矿物也有存在。 安徽明光凹凸棒粘土总储量约1亿吨，矿量比较集中，主要有四种类型，按其非凹凸棒矿物的含量主要分为蒙脱石型、凹凸棒型、白云石型、碳酸钙型。其中凹凸棒含量高的可达80%以上。凹凸棒粘土的传统加工方式是磨研，然后进行颗粒尺寸分离，再干燥至10%左右的含水量，研磨过程会破碎集束簇，也会导致破裂单个凹凸棒颗粒的不理想结果。 美国专利6,130,179介绍，凹凸棒矿石在开采后被粉碎到足够小的尺寸使它们可以被倒进泥浆中。聚丙烯酰铵化钠（sodium polyacrylates），其分子重在4000～5000之间，被提前混合在水里。聚丙烯酰铵化钠的浓度最好是在凹凸棒粘土含量的1%～4% 的重量比，将凹凸棒粘土逐渐地进行入聚丙烯酰铵化钠和水的溶液里，并进行中度到高度的剪切，直到完全分解，凹凸棒的集束和集簇被分解成胶体颗粒，而其他共生的粘土形式则以保持集合前较大的颗粒，没有分解的非凹凸棒粘土和其他非粘土物质被用物理手段去除，将去除石屑的凹凸棒粘土除水或干燥直到达到需要的潮湿度，干燥的过程最好是在大气压下，温度在85℃～210℃之间，在干燥过程中，凹凸棒粘土“自我凝聚”成松散连结的球粒。它们不会再絮凝成紧密连接的集束和聚合。
凹凸棒石性质与相关用途
凹凸棒石性质与相关用途 摘要：凹凸棒石是一种以凹凸棒石喂为主要成分的粘土矿物，对凹凸棒石的组成、结构及特性进行了介绍、并详细介绍了其在食品、农业、轻工业等行业中的应用研究进展。 关键词凹凸棒石性能应用建材业 Abstract：Attapulgite is a kind of attapulgite feed as the main components of the clay minerals, the attapulgite composition, structure and characteristics were introduced, and introduced its in food, agriculture, light industry and other industries in the application and research progress of. Key word Attapulgite Performance Application Building materials industry 一凹凸棒石的性质与结构 凹凸棒石（Attapulgite）又名坡缕石或坡缕缟石（Palygorskite），是指以凹凸棒石（attapulgite ）为主要组分的一种粘土矿物。凹凸棒石在矿物学分类上隶属于海泡石族，为一种晶质水合镁铝硅酸盐矿物。 颜色：凹凸棒石粘土（别称凹土、漂白土、白土、山软木等）具有特殊的纤维结构、不同寻常的胶体和吸附性能，具有广泛的应用领域，有“千土之王”、“万用之土”等美誉。 结构特性：具有独特的层链状结构特征，在其结构中存在晶格置换，故晶体中含有不定量的Na+、Ca2+、Fe3+、Al3+，晶体呈针状，纤维状或纤维集合状。凹凸棒石具有独特的分散、耐高温、抗盐碱等良好的胶体性质和较高的吸附脱色能力。并具有一定的可塑性及粘结力，Bradley(1942)提出了凹凸棒石理想晶体化学式：Mg5Si8O20(OH)2(OH2)4·4H2O。凹凸棒石具有介于链状结构和层状结构之间的中间结构。凹凸棒石呈土状、致密块状产于沉积岩和风化壳中，颜色呈白色，灰白色，青灰色，灰绿色或弱丝绢光泽。土质细腻，有油脂滑感，质轻、性脆，断口呈贝壳状或参差状，吸水性强。湿时具粘性和可塑性，干燥后收缩小，不大显裂纹，水浸泡崩散。悬浮液遇电介质不絮凝沉淀。
凹凸棒石粘土简介
凹凸棒石粘土简介 成分与结构由来及资源分布特性及应用领域加工手段
成分与结构 凹凸棒石又名坡缕石或坡缕缟石，是一种层链状结构的含水富镁铝硅酸盐粘土矿物。凹凸棒石粘土晶体形状为棒状、纤维状，长0.5-5微米，宽0.05-0.15微米，为2∶1型粘土矿物,即两层硅氧四面体,一层铝氧八面体,其分子式为:Mg5Si8O20(HO)2(OH2)4·4H2O。 由来及资源分布 1862年萨夫钦科发现于苏联乌拉尔，1913年，费父斯曼根据所发现的矿区把它命名为Palygorskite。后来在美国佐治亚洲的凹凸堡地区和法国的莫尔摩隆地区的漂白土中也发现了该种矿物，并由第拉白连特1935年采用Attapulgite之名。1976年，中国学者许冀泉根据凹凸堡之者同时兼顾该矿的晶体结构特征，译成“凹凸棒石”，近年来在国内传用。八十年代初，中国在江苏省盱眙地区首次发现凹凸棒石粘土矿。 凹凸棒石是矿物几乎遍及世界各地，但具有工业意义的矿床所占比例不大，仅限于美国、中国、西班牙、法国、土耳其、塞内加尔、南非及澳大利亚等国，探明储量约1.3亿吨。 美国：是世界上最大的凹凸棒石矿资源国和生产国，大量矿床分布在佐治亚－－佛罗里达边境地区。典型矿床La Camelia凹凸棒石矿位于佛罗里达州北部，属典型的陆相矿床，形成于半咸水泻湖和潮汐环境中。 中国：在全国十余个省份有所发现，但重点分布于江苏省六合、盱眙和安徽省明光地区。其中又以盱眙地区的品位为高、储量为大，该地区优质凹凸棒石粘土储量在5000万吨以上。 西班牙：是世界上凹凸棒石的主要生产国之一，已探明的储量约有2400万吨。典型矿床主要有：Torrejon 盆地凹凸棒石矿－－位于西班牙西部，塔霍河流域，面积250平方公里，最早发现于二十世纪六十年代早期，属典型的湖相沉积型，储量达1500万吨，无论从开采历史、矿石质量，还是从矿床规模、经济意义，均闻名于世。Lebrija 凹凸棒石矿－－位于塞维利亚省的西南部，靠近瓜达尔基维尔河的入海口，属由海向陆变化的过渡相沉积环境中形成的，储量约900万吨。 法国：在西部的阿穆里地块中多有发现，最重要的矿床位于奎索伊（Quessoy)渐新世盆地北部8公里处的博胡－罗滨矿床，属在浅海、边缘海或靠近热带风化强烈的湖泊中直接沉淀形成的，是法国主要的凹凸棒石粘土供应基地。 土耳其：主要的凹凸棒石生产基地位于安纳托利亚高原上的厄斯基色希尔地区，1970年即开始开采。除凹凸棒石外，还同时赋集规模较大的海泡石矿。 南非：主要产于德兰士瓦省的萨巴津比附比，1985年产量为0.2万吨 塞内加尔：凹凸棒石资源主要产在两个地区，一是距海岸不远的捷斯岛，1980年产量约10万吨；二是Pout地区，1975年产量约1.7万吨。 澳大利亚：凹凸棒石资源比较丰富，已在全国五个州发现了有经济价值的凹凸棒石矿床或矿点。典型矿床为位于西澳大利亚的Lake
年产100万吨凹凸棒土生产线设计资料
年产100万吨凹凸棒土生产线设 计 系别： 专业（班级）： 作者（学号）： 指导教师： 完成日期： 蚌埠学院教务处制
年产100万吨凹凸棒土生产线设计 一、概述 1、凹凸棒简介 1.1、组成结构 凹凸棒土是一种具纤维纹理层链状过渡结构的含水富镁硅酸盐为主的粘土矿，在矿物学上属于海泡石族，其化学式为：Mg5(H20) [Si40lo]2(OH)2·4H20。其结构由Bradley 于1940年提出，理论化学成分为：SiO ，56．96％；(Mg，A1，Fe)0，23．83％；H 0，19．21％。其晶体结构呈长宽比很高的纤维状或窄带状，其结构属2：1型粘土矿物。在每个2：1单位结构层中，四面体晶片角顶隔一定距离方向颠倒，形成层链状。在四面体条带间形成与链平行的通道，通道横断面约3．7×6．3A。通道中充填沸石水和结晶水。 1.2、分布及储量 凹凸棒石矿物几乎遍及世界各地，但具有工业意义的矿床所占比例不大，仅限于美国、中国、西班牙、法国、土耳其、塞内加尔、南非、澳大利亚、巴西、以色列、沙特阿拉伯、瑞士、英国、俄罗斯（Irkutsk ,伊尔库茨克）、吉尔吉斯斯坦、哈萨克斯坦、乌克兰、亚美尼亚、阿塞拜疆、白俄罗斯、尼日尔等20余国。 1982年中国江苏盱眙县发现凹土，之后相继在全国另14个省区发现凹土矿。盱眙地区探明储量在6700万吨以上，分布在32个矿山,但仅可供35年左右消耗量。凹土粘土(凹土粘土品质低于凹土)储量5亿吨以上，居世界首位，可供350年以上消耗。(数据来源：盱眙县凹凸棒土资源综合利用支柱产业建设“十一五”规划纲要) 1.3、加工技术 原始大块物料首先经破碎机粉碎。物料经粉碎到所需粒度后，由提升机将物料送至储料斗，再经振动给料机将料均匀连续的送入主机磨室内，由于旋转时离心力作用，磨辊向外摆动，紧压于磨环，铲刀铲起物料送到磨辊与磨环之间，因磨辊的滚动而达到粉碎目的。物料研磨后的细粉随鼓风机的循环风被带入分析机进行分选，细度过粗的物料落回重磨，合格细粉则随气流进入成品旋风集粉器，经出粉管排出，即为成品。 2、分类及应用 常见凹凸棒土的矿型有以下几种：(1)凹凸棒土型；(2)蒙脱石型；(3)凹凸棒土一蒙脱石型；(4)白云石一凹凸棒土型；(5)白云石+凹凸棒土一蒙脱石型；(6)蛋白石一凹凸棒土一白云石型。要得到理想的凹凸棒土纯样，只有选择凹凸棒土型矿石才可达目的。该矿石分布在凹凸棒土矿床矿层的中部，凹凸棒土含量大于80％，含有少量的石
大型凹凸棒土生产线工艺设计方案
大型凹凸棒土生产线工艺设 计方案
一、概述 1、凹凸棒简介 1.1、组成结构 凹凸棒土是一种具纤维纹理层链状过渡结构的含水富镁硅酸盐为主的粘土矿，在矿物学上属于海泡石族，其化学式为：Mg5(H20) [Si40lo]2(OH)2·4H20。其结构由Bradley 于1940年提出，理论化学成分为：SiO ，56．96％；(Mg，A1，Fe)0，23．83％；H 0，19．21％。其晶体结构呈长宽比很高的纤维状或窄带状，其结构属2：1型粘土矿物。在每个2：1单位结构层中，四面体晶片角顶隔一定距离方向颠倒，形成层链状。在四面体条带间形成与链平行的通道，通道横断面约3．7×6．3A。通道中充填沸石水和结晶水。 1.2、分布及储量 凹凸棒石矿物几乎遍及世界各地，但具有工业意义的矿床所占比例不大，仅限于美国、中国、西班牙、法国、土耳其、塞内加尔、南非、澳大利亚、巴西、以色列、沙特阿拉伯、瑞士、英国、俄罗斯（Irkutsk ,伊尔库茨克）、吉尔吉斯斯坦、哈萨克斯坦、乌克兰、亚美尼亚、阿塞拜疆、白俄罗斯、尼日尔等20余国。
1982年中国江苏盱眙县发现凹土，之后相继在全国另14个省区发现凹土矿。盱眙地区探明储量在6700万吨以上，分布在32个矿山,但仅可供35年左右消耗量。凹土粘土(凹土粘土品质低于凹土)储量5亿吨以上，居世界首位，可供350年以上消耗。(数据来源：盱眙县凹凸棒土资源综合利用支柱产业建设“十一五”规划纲要) 1.3、加工技术 原始大块物料首先经破碎机粉碎。物料经粉碎到所需粒度后，由提升机将物料送至储料斗，再经振动给料机将料均匀连续的送入主机磨室内，由于旋转时离心力作用，磨辊向外摆动，紧压于磨环，铲刀铲起物料送到磨辊与磨环之间，因磨辊的滚动而达到粉碎目的。物料研磨后的细粉随鼓风机的循环风被带入分析机进行分选，细度过粗的物料落回重磨，合格细粉则随气流进入成品旋风集粉器，经出粉管排出，即为成品。 2、分类及应用 常见凹凸棒土的矿型有以下几种：(1)凹凸棒土型；(2)蒙脱石型；(3)凹凸棒土一蒙脱石型；(4)白云石一凹凸棒土型；(5)白云石+凹凸棒土一蒙脱石型；(6)蛋白石一凹凸棒土一白云石型。要得到理想的凹凸棒土纯样，只有选择凹凸棒土型矿石才可达目的。该矿石分布在凹凸棒土矿床矿层的中部，凹凸棒土含量大于80％，含有少量的石英、白云石、非晶蛋白石，几乎不含蒙脱石。 由于凹凸棒石粘土具有的特殊的物理化学性质和工艺性能，使其在石油、化工、建材、造纸、医药、农业等方面得到广泛应用。国内目前用量最大的是涂料、钻井泥浆、食用油脱色。 2.1、建材行业的应用
盱眙县凹凸棒石粘土产业简介
盱眙县凹凸棒石粘土产业简介 一、盱眙凹凸棒石粘土开发利用回顾 自凹凸棒石粘土在盱眙发现以来，盱眙凹凸棒石粘土开发应用经历了几个阶段： 1、初步开发应用期(1980年-1989年)。1983年地方国营盱眙凹凸棒石粘土公司成立，标志着盱眙县、也是我国第一次开始了凹凸棒石粘土工业化生产。接着全国性凹凸棒石粘土测试应用研讨会在盱眙召开，推动了盱眙县凹凸棒石粘土开发从无到有。但是这个时期因缺少资金、资料、技术和经验，凹凸棒石粘土开发应用难度很大。到89年底，盱眙凹凸棒石粘土公司的年产量不过万吨，主要生产外墙涂料、复合肥料粘结剂及饲料添加剂等技术含量较低的初级产品。 2、市场成长期(1990年-1999年)。随着凹凸棒石粘土广泛被人们所认识，各地兴办凹凸棒石粘土加工厂的热情空前高涨。这一时期全国新上凹凸棒石粘土企业约100家，绝大部分集中在苏皖地区，其中盱眙县达50余家。这时由于借鉴国外实例，国内科研院所的一些科研新成果逐步投入生产，促使这一时期开发应用领域有较大的拓展，一些生产厂家也投入资金进行了产品研发，市场上出现了一些利用凹凸棒石粘土为原料生产的具有较高附加值的产品，如优质高粘剂、抗盐粘土、高效吸附剂、以及干燥剂、防暑凉垫、外用药物、纺织浆料替代品等。但这一时期企业的生产规模较小，主要靠
产量而不是靠技术和质量拼市场，主要资源产地矿山采富弃贫现象比较突出。 3、依靠科技、依法整顿、理性发展期( 2000年至今)。在各级政府的关心下，盱眙县开始将凹凸棒石粘土产业作为一个优势产业进行重点培育，加大了科技投入，加大了应用开发力度，加强了产品宣传，同时也加强了产业管理，形成了政府调控、市场运作，产品上档次、企业上规模的新局面，扭转了一度比较混乱的开采市场，调整了生产企业布局，关闭了小作坊式的30多个小厂，控制了新上凹凸棒石粘土企业的数量，提高了生产的技术含量和市场开拓能力，为全县凹凸棒石粘土支柱产业的良性发展奠定了基础。 二、近年盱眙凹土产业的发展状况 2000年以来面对丰富的凹凸棒石粘土资源和新一轮高涨的开发热潮，盱眙县政府保持清醒的头脑，认识到凹凸棒石粘土是不可再生的稀缺资源，作为主要产地，盱眙不能再走过去只重开采、不重技术和市场的老路，也不能再重复过去那种“遍地开花、作坊式”的粗放、简陋和无序的开发模式，必须摒弃那种破坏、浪费资源和环境的目光短浅、后患无穷的开采方式。为此，盱眙县采取了一系列符合盱眙地方实际情况的措施，制订并出台了《关于凹凸棒石粘土资源开发利用的十项规定》，彻底整顿凹凸棒石粘土的开采、生产和市场秩序，推动凹凸棒石粘土矿业权的市场化，将资源、环境保护与开发、生产紧密结合。从保护资源、加大开发力度、做大企业规模、建立公平竞争的市场机制、依法规范管理出发，要求进入
聚丙烯纳米复合材料的研究及应用
聚丙烯纳米复合材料的研究及应用 李跃文陈枝晴 （湖南科技职业学院高分子工程与技术系，长沙,410118） 摘要：综述了聚丙烯基层状填料纳米复合材料、纤维状填料纳米复合材料、粉状填料纳米复合材料、POSS纳米复合材料制备方法、结构与性能方面的最新研究进展，介绍了聚丙烯／粘土纳米复合材料的一些实际应用，对今后的研究和开发方向也提出了自己的看法。 关键词：聚丙烯，纳米复合材料，纳米填料，研究进展，应用 聚丙烯(PP)是目前产量最大、发展最快的合成树脂之一，它具有良好的综合力学性能、耐热性、耐腐蚀性能和成型加工性能，应用范围十分广泛。但PP低温脆性大，耐老化性能不好，容易燃烧，绝对强度和金属材料相比尚有一定差距，这些使其应用受到一定程度的制约。共聚、共混、加助剂等传统的改性方法均有一定的局限性，近年发展起来的纳米技术给PP提供了一种新的改性途径，大量的研究表明，将PP与纳米组份复合，具有广泛而显著的改性效果。与传统方法相比，通过形成纳 米复合材料对PP进行改性具有如下优点：（１）纳米组份含量很少时即有显著的改性效果；（２）在改善某些性能的同时，几乎不损害其它性能，特别是成型加工性能；（３）改性范围广泛。 １、PP／层状填料纳米复合材料 1.1 PP/层状粘土纳米复合材料 自然界有些粘土矿物具有层状结构，如蒙脱土、累托土、斑脱土等。在适当的条件下，聚合物分子链能插入到粘土片层之间，使片层层间距扩大，甚至剥离，从而形成纳米复合材料。由于粘土片层的纳米效应和层状结构，PP／层状粘土纳米复合材料的力学强度、热稳定性、阻隔性、阻燃性均有明显改善。 PP/蒙脱土纳米复合材料是研究和开发较早的PP纳米复合材料。目前的研究主要集中在熔融共混法制备纳米复合材料及其结构与性能上。王平华［１］等用钠基蒙脱土(Na-MMT)和经十六烷基三甲基溴化铵处理过的有机蒙脱土(Org-MMT)分别与PP制成了纳米复合材料，实验结果表明，Na-MMT和Org-MMT对PP均有良好的增强增韧效果，但两者填充形态不一样，Na-MMT 以纳米粒子形态填充，Org-MMT以插层形态填充；另外，Na-MMT还能诱导聚丙烯结晶晶型发生转变，产生有利于提高聚丙烯冲击强度的β晶型。丁超［２］等采用聚丙烯与甲基丙烯酸甲酯、马来酸酐、丙烯酸丁酯三单体的固相接枝共聚物（TMPP）作为增容剂，通过熔融共混法制备了PP/蒙脱土纳米复合材料，实验结果表明，TMPP可以在添加量较少时达到明显的增容效果，从而大幅度提高复合材料的力学强度，同时材料的热性能和阻燃性能也得到改善；蒙脱土在PP基体中主要以插层形式存在，同时存在少量的剥离结构。王传洋［３］等对PP/蒙脱土纳米复合材料的流变性能进行了研究，结果表明，复合材料的熔体主要表现为剪切变稀性流体，但熔体温度较高、剪切速率较低时，呈现出类牛顿性流体行为。M. Modesti［４］等研究了成型条件和增容剂马来酸酐接枝聚丙烯(MA-PP)对经双螺杆挤出机熔融共混制得的ＰＰ纳米复合材料结构和性能的影
凹凸棒土纳米复合材料
1.1 引言 纳米复合材料的概念最早时由Rustin Roy于1984年提出的。它是指有两种或两种以上的固相尺寸至少在一维方向上小于100nm的复合材料，这些固相可以是无机物，也可以是有机物。纳米复合材料主要分为非聚合物纳米复合材料和聚合物纳米复合材料；其中聚合物纳米复合材料主要分为：聚合物/聚合物纳米复合材料和聚合物/无机纳米复合材料两种。 采用高分子的复合稳定作用将纳米粒子复合于聚合物中，聚合物具有长稳定性，纳米粒子与聚合物载体相结合，不仅可以控制晶粒的半径以及微粒的稳定性，而且与基体材料相比，性能大大提高，具有较好的综合性能（包括力学性能、耐溶剂性以及热稳定性等）[1]。聚合物材料和纳米材料复合后在光学、机械性能等方面显示出极大的优势，把纳米材料与聚合物材料进行有机的复合，利用纳米材料与基体的相互作用产生新的效应，可以实现两者的优势互补，进而开发出性能优异的新功能材料[2]。 凹凸棒土在我国资源较为丰富，并具有独特的物化结构，可以在微米填充和可望在纳米增强两个水平与聚合物进行复合，因此在考虑到加工成本以及凹凸棒土的独特结构，选择凹凸棒土作为本课题的研究对象，但是同别的纳米材料一样它也存在着易聚结、难分散等缺点，所以应该对其进行深加工与预处理。 1.2 凹凸棒土的结构和应用 1.2.1 凹凸棒土的概述 凹凸棒土又称坡缕石（palygorskite）或坡缕缟石，是一种具有链层状结构的含水富镁硅酸盐粘土矿物，其结构属2：1型粘土矿物，在每个2：1单位结构层中，四面体晶片角顶隔一定距离方向颠倒，形成层链状，在四面体条带间形成与链平行的通道，通道中充填沸石水和结晶水[1]，见凹凸棒土晶体结构图1-1。 凹凸棒土是指以凹凸棒石（凹凸棒土tapulgite）为主要组分的一种粘土矿物。凹凸棒土为一种晶质水合镁铝硅酸盐矿物，具有独特的层链状结构特征，在其结构中存在晶格置换，帮晶体中含有不定量的Na+、Ca2+、Fe3+、Al3+，晶体呈针状，纤维状或纤维集合状[1,2]。凹凸棒土具有独特的分散、耐高温、抗盐碱等良好的胶体性质和较高的吸附脱色能力，并具有一定的可塑性及粘结力，其理想的化学分子式为：Mg5Si8O20(OH)2(OH2)4·4H2O。具有介于链状结构和层状结构之间的中间结构。 凹凸棒土形态呈毛发状或纤维状，通常为毛毯状或土状集合体。莫氏硬度2~3，加热到700～800°C，硬度>5，比重为2.05～2.32。
凹凸棒石产业领域简介
凹凸棒石与产业领域简介 一、凹凸棒石 1、凹凸棒石 凹凸棒石是一种非金属矿物，矿物学名称为含水镁质层、链状硅酸盐，之所以称为凹凸棒石是因为由法国学者拉帕伦特（J〃DLapparent）在美国凹凸堡（Attapulgas）等地的沉积岩中发现，以发现地命名，中译名为凹凸棒石。它的另一名称为坡缕石（凹凸棒石ygorskite），也是以发现地俄罗斯乌拉尔坡缕缟斯克（凹凸棒石ygosk）命名，但发现时间早在19世纪60年代，于该地矿区的热液蚀变带中。1982年世界矿物学命名委员会认为，凹凸棒石和坡缕石晶体结构和化学成分相同，属于同一矿种，按照命名优先原则，统一命名为坡缕石。尽管如此，这两种名称在国内外，仍视为同义语，同时见及，通用流传。 凹凸棒石属世界稀缺重要非金属矿种。其稀缺性应理解为具工业意义的矿床并不多见，分布仅限于俄罗斯、美国、印度、西班牙、澳大利亚、法国、土耳其、塞内加尔、包括中国等少数几个国家；其重要性价值表现为：①天然一维纳米微粒物质；②纳米级微观构造；③生态环境矿物材料基质；④吸附性能、催化性能、胶体性能、流变性能和热稳定性等优势性能。 2、凹凸棒石是甘肃优势非金属资源，其资源量约占世界79%。
7%7% 79% 4%3%安徽 江苏 甘肃 川、滇、贵 国外 3、甘肃凹凸棒石的独特性 （1）甘肃凹凸棒石具有产于世界各地凹凸棒石的一般性能。 （2）甘肃凹凸棒石具有与产于世界各地凹凸棒石不同的性能，表现在以下几个方面： ●凹凸棒石的绿色生态基质 天然矿物禀赋性生态基质；未受到现代材料与环境污染；加工工艺为物理过程；系列产品及应用领域对环境无二次污染。 ●是世界首次发现的含碘凹凸棒石矿物。 ●含有动物体必需生命微量元素14种中的12种。 ●富含植物必需微量元素硼（B ）。 ●凹凸棒石除具结构材料和功能材料特征外，还因为富含生物体必需微量元素的特性与生物活性物质载体的功能，而集结构材料、功能材料与生物工程材料于一身。 4、技术保证条件 （1）技术现状 目前，能够代表我省凹凸棒石应用和进一步研发水平的技术，主要为拥有具国际先进水平的“微米、亚微米凹凸棒石材料超微粉体制备与提纯技术（纯度：90%—97%，粒度：2.69—3.00μm ）”，以及
凹凸棒粘土的化学用途
凹凸棒石：凹凸棒粘土是指以凹凸棒石（Attapulgite）为主要成份的一种粘土矿物。它是一种晶质含水镁铝硅酸盐矿物，具有独特的层链状结构特征，在其结构中存在晶格置换，故晶体中含有不定量的Na+、Ca2+、Fe3+、Al，晶体呈针状、纤维状或纤维状集合体。凹凸棒石具有独特的分散、耐高温、抗盐碱等良好的胶体性质和较高的吸附脱色能力和一定的可塑性及粘结力，且介于链状结构和层状结构之间的中间结构。化学分子式： Mg5Si8O20(OH)2(OH2)4·4H2O。凹凸棒石呈土状、致密块状，产于沉积岩和风化岩中，颜色呈白色、灰白色、青灰色、灰绿色或弱丝绢光泽。土质细腻，有油脂滑感，质轻、性脆，断口呈贝状或参差状，吸水性强。干燥后收缩小，不显裂纹，水浸泡崩散。悬浮液遇电介质不絮凝沉淀。 凹凸棒粘土主要氧化物含量：成份SiO2 55.6-60.5；Al2O3 9.0-10.1；Fe2O3 5.7-6.7；Na20 0.03-0.11；K2O 0.96-1.30；CaO 0.42-1.95 MgO 10.7-11.35；MnO 0.61；TiO2 0.32-0.6；灼减10.53-11.80 凹凸棒粘土的卫生指标(mg/kg) ：砷(以As计)≤0.5 铅(Pb计)≤1 汞(以Hg计)≤0.3 产品规格：粉状：80-1250目任意调节；颗粒10-60目任意调节 高粘剂凹土：高粘剂凹土是一种天然的水合镁铝硅酸盐，具有独特的三维空间链式结构，及特殊的针、棒纤维状晶体形态，其化学方程式为：Mg5Si8O20(OH)2(OH)4.4H2O，其中Mg常被Al和Fe代替，故可写为MgAlFeSi8O20(OH)2(OH2)4。4H2O。高粘剂凹土是利用稀有天然非金属矿——凹凸棒石粘土（Attapulgite Clay）经过浸泡、研磨、脱水、表面活化、粉碎包裹、调配等工艺经科学配方和特殊加工工艺制成的一种高粘度产品。主要用作分子筛的粘结剂，油漆、涂料的增稠剂、铸造、印染、污水处理、化肥结团、农药载体、矿棉板粘结剂、密封件填料、水产饲料粘结剂。 产品技术指标：粘度Mpa.S（厘帕）1200-3000（可任意调节）；水分≤14%；筛余物%（+200目）≤2；堆积密度0.28-0.95；PH值7.5-9.5 悬浮剂凹土：悬浮剂凹土是一种天然的水合镁铝硅酸盐矿物经精致加工而成，其具有独特的三维空间链式结构，及特殊的针、棒纤维晶体形态，因而有一同寻常的胶体和悬浮性。本品经过浸泡、分散、研磨、表面活化、调配等精制而成。具有优良的悬浮性，增稠性，润湿性，分散性。等特点，广泛应用于油漆、涂料、水煤浆、农药、建筑、铸造等行业。 特别是作为油漆助剂可用于水基、有机溶剂为基体的涂料体系中，如面漆、底漆、防锈漆、磁漆、酚醛类调和漆、氨基漆、硝基漆、乳胶漆、沥青漆、过氯乙烯漆、丙烯酸漆等。在极性、非极性油漆涂料类均可使用。
凹凸棒简介
凹凸棒简介 一、凹凸棒概念 凹凸棒又名坡缕石或坡缕缟石。凹凸棒石粘土（简称凹土）具有特殊的纤维结构、不同寻常的胶体和吸附性能，具有广泛的应用领域，有“千土之王”、“万用之土”等美誉。 外观及色泽：中细颗粒状，颗粒直径为 1.5~5mm，颜色呈棕褐色，部分为深褐色。 凹凸棒矿物质中含有多种养分的综合体，它除了含氮、磷、钾等大量营养元素外还富含钙、硫、锌、铁、硼等二十多种作物必需的“品质元素”，尤其富含硒、锌、碘等人体所需的有益元素，加之其特有的链层纤维状结构和一维纳米级孔穴通道的微观构造特性，具有很强的吸附性、缓释性、分散性、悬浮性和阳离子交换性，能有效的吸附、固化土壤中有害元素（重金属）的浓度，提高农作物的品质，增加农作物抗逆性，提高肥料的利用率，达到增产、增色、增质之目的，完全可以取代化学肥料，长期使用可有效改良土壤，降解土壤里的重金属，极利无公害、绿色食品的生产。 凹凸棒微生物营养肥是矿物晶体，成微细棒状，能使板结的土壤疏松多孔，能改善土壤的结构，抑制化肥污染，提升农产品质量产量，生产无公害绿色有机食品的“营养配餐肥”。 施用凹凸棒复合微生物有机肥可使番茄的茄红素、维生素C、钙增加30%以上，保鲜期延长3-5天，糖酸比的变化使得口感更好；枸
杞鲜果的维生素C增加 31.89%、可溶性糖增加8.68%、鲜果含水量降低0.46%～4.60%，改善枸杞品质。增加枸杞地土壤有机质 3.55%～11.15%，降低土壤容重3.62%～11.55%。，增大土壤孔隙度3.70%～13.74%。产投比达到了4.46。 二、凹凸棒复合微生物有机肥特点 （一）固氮、增菌、解磷、解钾：凹凸棒复合微生物有机肥配方独特，富含有机质、氮、磷、钾、中微量元素和复合微生物发酵菌。能够增加土壤中有益微生物菌群的繁殖，分解土壤中磷素和钾素，活化土壤，防止土壤板结及化肥残留导致土壤盐渍化。 （二）抗旱、保水、抗重茬：凹凸棒复合微生物有机肥中含有大量活化凹凸棒，有效地提高土壤的孔隙度和透气性，从而达到了抗旱、保水的功效，同时在有益微生物菌和有机质的作用下，解决大量化学肥料不合理施用造成的作物连年危害，达到了抗重茬的目的。 （三）抗寒、防病、提高植物抗逆性：有机质和有益微生物菌不仅直接供给植物营养、促进植物根系发达，还会分泌刺激植物生理活性物质，产生抑制病源体产生的物质，改变了植物适应环境的能力，提高了植物抗寒、防病和抗逆性。 （四）肥效久远，培肥地力，提高肥料利用率：凹凸棒的吸附性和缓释性的特点，可使肥料中的有机质有益微生物菌缓慢释放，有效地增强了土壤供肥能力。凹凸棒复合微生物有机肥不但能提高其它肥料的利用率，还可以提高自身的利用率，是化学肥料增效剂。
凹凸棒简介
凹凸棒简介 一、基本概念 金属:是一种具有光泽（即对可见光强烈反射）、富有延展性、容易导电、导热等性质的物质。 非金属:在通常条件下为气体或没有金属特性的脆性固体或液体。纳米:是长度单位，原称毫微米，就是10-9m（10亿分之一米。相当于4倍原子大小，比单个细菌的长度还要小。 目数:就是孔数，就是每平方英寸上的孔数目。目数越大，孔径越小。 100目—149μm 200目—74μm 400目—37μm …… 12500目—1μm 计算公式：筛子内径(μm)≈14832.4/筛子目数 二、凹凸棒石概述 1、概念 凹凸棒石（Attapulgite）又名坡缕石（Palygorskite）。他是一种非金属矿物，矿物学名称为含水镁质层、链状硅酸盐。（凹凸棒石理想结构式为Mg5SiO8O20 ( HO2)4·4H2O。理论化学成分为：SiO2 56.96 %；MgO 23.83 %；H2O 19.21%。）
2、命名 （1）1862年，俄国学者隆夫钦科夫，于俄罗斯乌拉尔坡缕缟斯克（palygosk）矿区的热液蚀变产物中发现了这一矿物并将其命名为坡缕石（Palygorskite)。 （2）1935年，法国学者拉巴朗特（https://www.360docs.net/doc/667783700.html,porent)，在美国佐治亚州凹凸堡（Attapulays) 发现了此种矿物，并命名为凹凸棒石（Attapulgite) （3）1982年，世界矿物学命名委员会认为，凹凸棒石和坡缕石晶体结构和化学成分相同，属于同一矿种，按照命名优先原则，统一命名为坡缕石。 凹凸棒矿石
三、凹凸棒土材料的成因和资源分布 大量资料证实，世界凹凸棒石粘土主要产于整个白垩纪和第三纪期间。中国凹凸棒石粘土主要产于第三系火山岩系、白垩系陆相地层、奥陶系、二迭系灰岩地层，以及寒武系、震旦系白云质灰岩等地层中。其中甘肃凹凸棒石的成因具有世界的唯一性（海相沉积）。 凹凸棒石属世界稀缺重要非金属矿种。其稀缺性应理解为具工业意义的矿床并不多见，分布仅限于俄罗斯、美国、印度、西班牙、澳大利亚、法国、土耳其、塞内加尔、包括中国等少数几个国家。实际上，在20世纪60年代之前，凹凸棒石矿物仅在几个国家