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。实验证明,用 4mol/ L 的硫酸、3mol/ L 的盐酸和

4mol/ L 的硝酸改性后的凹凸棒土吸附重金属离子的能力最好,水溶液中重金属离子去除率
接近

100 %。不同无机酸改性的凹凸棒土对不同重金属离子的吸附效果基本相同,均具有较好

的吸附能力。

 

　　

 有机改性是另一种方法。凹凸棒土的有机改性一般采用有机表面活性剂作为改性剂,用

长碳链有机阳离子取代凹凸棒土间无机阳离子

,使层间距扩大;同时凹凸棒土颗粒表面也能吸

附部分无机阳离子

,晶格内外部分结晶水、吸附水也可能被有机物取代,从而改善疏水性,增强

吸附有机物的能力。改性可以用搅拌法

 [6] 。 

　　

 超声波法是一种比传统搅拌法更先进的一种方法。它是将超声波发生器发出的高频振

荡信号转换成高频机械振荡而传播到介质

,并通过液体介质向四周传播。由于超音频纵波传

播的正压区和负压区的交替作用

,产生成千上万个超过 100MPa 的微小气泡并随时爆破,产生

“超声空化”。空化作用更容易实现反应物的均匀混合,消除局部含量不匀,提高反应速度,刺激
新相形成

[7 ] 。 

　　

 宋仁峰等[8 ] 采用超声分散的方法得到了凹凸棒土纳米尺度粒子,并对其表面用已烯基

三已氧基硅烷进行了改性

,将此种改性后的纳米凹凸棒土与聚合物复合,可使聚合物获得其它

优异的物理、化学及力学性能。还可以采用异丙醇溶解的钛酸酯偶联剂

NDZ 

―311 对凹凸棒

石粘土进行超声湿法表面改性。