凹凸棒土复合材料的研究进展

论文总字数：7965字

摘 要

凹凸棒土是一种多孔型链层状含水富镁铝硅酸盐类粘土矿物，具有价格低廉、来源丰富、无毒、比表面积大、生物相容性好等优点，因此常作为吸附剂和催化剂等多用于石油、化工、建材、食品、造纸和环保领域中。但是天然凹凸棒土表面覆盖有一层水膜，限制了凹凸棒土在某些领域的应用，因此凹凸棒土复合材料的研究很有意义，并已成为热点课题之一。本文综述了凹凸棒土复合材料的种类、应用和制备方法。

关键词：凹凸棒土，复合材料，应用，制备

Abstract: Attapulgite is a kind of porous hydrated magnesium silicate layered clay minerals, with the price cheap, abundant source, non-toxic, large specific surface area, good biocompatibility and other advantages, and therefore frequently used as adsorbent and catalyst for the field of oil, chemical, building materials, mining, food and environmental protection. But natural attapulgite surface covered with a layer of water film. In certain areas the attapulgite application is restricted . So the study of attapulgite composite materials is of great significance, and has become one of the hot topics. This paper reviews the types, attapulgite composite material application and preparation method.

Keywords: attapulgite；composite material；application；preparation

目 录

1 前言 4

2 凹土复合材料的种类 4

2.1 无机凹土复合材料 4

2.2 有机小分子凹土复合材料 4

2.3 有机大分子凹土复合材料 5

2.3.1 凹土/橡胶复合材料 5

2.3.2 凹土/树脂复合材料 5

3 凹土复合材料的应用 6

3.1 在农药方面的应用 6

3.2 在塑料方面的应用 6

3.3 在吸附方面的应用 6

4 凹土复合材料的制备方法 7

4.1 溶胶-凝胶法 7

4.2 浸渍法 7

4.3 离子交换法 7

4.4 共沉淀法 7

结 论 8

参考文献 9

致 谢 11

1 前言

凹凸棒土是一种多孔型链层状含水富镁铝硅酸盐类粘土矿物，其独特的晶体结构使之具有许多特殊的物理化学及工艺性能。其基本特性包括：①凹土的填充性能明显优于其它无机填料。目前作为填充剂应用于高分子材料成为凹土研究的热点^[1-2]；②凹凸棒土的棒晶具有纳米粒径和大长径比的特性中心，其本身可以作为催化剂使用，同时也可作为优良的催化剂载体^[3]。此外，拥有纳米尺寸的孔道，具有良好的可塑性和吸水性，可用于制备强吸水剂^[4]；③凹土的比表面积达 150～210 m²/g，处理后高达 423 m²/g^[5]。与其它黏土不同，凹土有特殊的选择性吸附作用，可吸附极性分子；在水处理中，凹土可吸附重金属离子、放射性金属离子、染料、酚类物质^[6-10]等；④凹土有特殊的电荷分布，有良好的水悬浮性质和胶体性质，可用于悬浮剂、循环钻井泥浆、涂料添加剂、合成印花糊料、触变剂等领域^[11-14]。

凹凸棒土具有无毒、比表面积大、生物相容性好等优点，因此作为吸附剂和催化剂等多用于石油、化工、建材、采矿、食品、造纸、印染及环保等领域中，素有“千面用土”、“千土之王”的美誉。凹土广泛存在于世界各国，在我国江苏、安徽、贵州等地更是储量丰富，但是凹凸棒土表面带负电荷以及含有大量的极性硅羟基，导致天然凹凸棒土表面覆盖有一层水膜，限制了凹凸棒土在某些领域的应用，因此凹土复合材料的研究很有意义，并已成为热点课题之一。本文综述了凹凸棒土复合材料的种类、应用和制备方法。

1. 凹土复合材料的种类

2.1 无机凹土复合材料

无机凹土的制备方法一般为加入无机化合物形成无机复合物，多为加各种无机酸或无机盐使之改性增强。如：与凹凸棒土负载二氧化钛^[15] (ATP／TiO₂) 具有良好的可见光催化性能。以凹土负载硫酸钛^[16]为催化剂，合成了丁酸正丁酯。该催化剂比以往催化剂活性组分用量少，催化活性高，易分离，不腐蚀设备，无废酸排放，是一种环境友好催化剂。

2.2 有机小分子凹土复合材料

有机凹土复合材料的制备方法可分为湿法和干法两种。通常以阳离子表面活性剂对对凹土进行有机改性，由季铵盐主要通过与凹凸棒石发生离子交换吸附作用，有机基取代原有的无机阳离子，生成凹土有机表面复合体，凹凸棒石颗粒表面活性中心吸附一部分有机物。同时晶格的部分结晶水和吸附水被有机物取代，从而改善了凹土疏水性，增强了除有机污染物的能力。如对烷基胍的有机改性增强其对治理有机废水的能力^[17]。

2.3 有机大分子凹土复合材料

2.3.1 凹土/橡胶复合材料

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