第42卷第3期武汉科技大学学报
V o l .42,N o .3
2019年6月
J o u r n a l o fW u h a nU n i v e r s i t y o f S c i e n c e a n dT e c h n o l o g y
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J u n .2019
收稿日期:2019-01-23
基金项目:国家自然科学基金资助项目(41230638);湖北省环保厅科研资助项目(2017H B 08). 作者简介:刘 红(1964-),女,武汉科技大学教授,博士生导师.E -m a i l :l i u h o n g
64@126.c o m D O I :10.3969/j
.i s s n .1674-3644.2019.03.005凹凸棒土负载硫化纳米零价铁对水中C u (I I
)的去除机理研究
刘 红1,2,李春侠1,范先媛1,2,孙泽伟1,2,张家源1
(1.武汉科技大学资源与环境工程学院,湖北武汉,430081;
2.武汉科技大学冶金矿产资源高效利用与造块湖北省重点实验室,湖北武汉,430081
)摘要:针对纳米零价铁易团聚及表面形成钝化层的缺点,本文以凹凸棒土为载体二以硫代硫酸钠为硫化试剂,制备了凹凸棒土负载硫化纳米零价铁(S -n Z V I @A T P )复合材料,并考察了复合材料对水中C u (I I )的去除效果三由S E M 可观察到,经过凹凸棒土负载及硫化改性后的纳米零价铁串珠状结构变短,且被分散为单个的球形颗粒;比表面积测定结果表明,S -n Z V I @A T P 复合材料的B E T 比表面积为46.04m 2
/g ,与纳米零价铁相比提高了约1.35倍;由T E M 观察到,经硫化的纳米零价铁颗粒界面处包裹了一层F e S ,粒径由57.6n m 增至
118.5n m 三S -n Z V I @A T P 复合材料去除水中C u (I I )的机理主要是硫化纳米铁界面处的F e 0将C u 2+
还原为C u 0
以及F e S 转化为溶度积更小的C u S ,该过程符合L a n g m u i r -
H i n s h e l w o o d 吸附/还原模型和L a n g m u i r 等温吸附模型三本实验条件下,复合材料对C u (I I )的最大吸附-还原量可达9.25mm o l /g (587.8m g /g )三关键词:纳米零价铁;凹凸棒土;硫化作用;C u (I I
);界面反应;去除机理中图分类号:X 703.1 文献标志码:A 文章编号:1674-3644(2019)03-0187-07
铜是一种常见的工业废水排放物,
印染二化工二有色冶炼二电镀及金属加工等行业均会产生大
量的含铜废水[1
]三然而,环境中的重金属铜难以
直接被生物降解,仅能发生迁移和形态转化,并且会参与到食物链的循环中,最终在生物体内富集,对动植物及人类健康造成了严重危害
[2]
三传统的
含铜废水处理方法包括化学沉淀法二吸附法及电化学法等,但这些方法仍存在易引起二次污染二效
率低及能耗高等不足[
3
]三近年来,零价铁(Z V I
)凭借其强还原性及良好的环境相容性,在重金属及氯代有机物处理等方面的研究上取得了一定的进展,其中纳米级零价铁(n Z V I
)的比表面积相较于毫米二微米级零价铁更大,因而具有更高的反应活性[4-6
],但其在实
际应用中,仍存在易团聚二表面易被氧化形成钝化
层及电子选择性差等不足[
7]
三而将纳米零价铁负载于多孔固体材料(如碳纳米管二膨润土二活性炭等)上,利用载体的分散效应,即负载后n Z V I 分散于载体表面及孔隙内,这在很大程度上改善了
其团聚问题[8-10
]三另一方面,有研究者采用对纳
米零价铁进行硫化改性的方式来解决其表面易钝
化的问题,研究发现,硫的掺杂使得纳米零价铁表面形成了硫铁化物,这样避免了零价铁与氧气的直接接触,减缓了材料表面钝化,从而降低了其活
性损失[
11-12]
三本文将上述多孔材料负载和硫化改性相结
合,以一种比表面积大且吸附能力强的天然纳米
材料 凹凸棒土(长0.5~5μm ,直径20~70n m )
为载体[13-14]
,并利用硫代硫酸钠对纳米零价铁进行硫化改性,制得凹凸棒土负载硫化纳米零价铁复合材料(S -n Z V I @A T P ),对比研究了负载及硫化改性前后材料的微观形貌二比表面积与孔结构差异,考察了S -n Z V I @A T P 对水中C u (I I )的去除能力,并且探讨了负载型硫化纳米零价铁去除C u (I I
)过程中的界面反应三1 材料与方法
1.1 原料与试剂
本实验所用试剂为N a B H 4二F e S O 4四7H 2O 二N a 2S 2O 3和C u (N O 3)2,均为分析纯三凹凸棒土(A t t a p u l g
i t e ,A T P )购自安徽省明光市明美矿物
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.doczj.com/doc/e69702091.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：
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
膨润土及改性产品在废水处理中的应用 来源：作者：发布时间：2009-04-01 前言 我国水资源总量居世界第6 位, 人均拥有水量居世界第84 位。水资源在时间分配上不均匀, 在空间分布上不平衡, 不少地区水资源紧张。随着经济的发展和人民物质生活水平的提高, 对水的需求还将增长。在经济迅速发展和城市化的发展过程中, 水污染在加剧。 水污染加剧制约了我国经济和社会的发展。寻找一种较为廉价的污水净化材料,降低污染水的处理成本, 提高净化效率, 已成为环境保护中亟待解决的问题。 膨润土是以硅铝酸盐为主的矿物。硅铝结构本身带负电荷使其具有很好的离子交换能力; 膨润土具有很大的表面积, 使其具有较大的吸附能力。良好的阳离子交换能力和吸附性能为它在污水处理中的应用奠定了基础。我国膨润土资源十分丰富, 应用天然膨润土开发污水处理新材料, 无疑是解决我国污水处理的一条可行之路[1]。 将膨润土应用于污水处理,已经引起人们的高度重视。在环境保护方面它作为水处理的净化剂、吸附剂，给环境保护带来了一条新途径。 1．改性膨润土处理有色污染物废水 改性膨润土的脱色作用主要用于处理印染废水。印染废水的种类很多,有机物质量分数高、色度大、具有抗氧化性、抗光性和高化学稳定性,是一种难以处理的工业废水,近年来用改性膨润土对印染废水的脱色处理研究取得了一定进展[2，3 ]。 交联蒙脱石的脱色性的实验的结果表明：蒙脱石经过改性，脱色性能比原土有明显提高；对于同种改性蒙脱石，土浆的脱色性能远大于固体粉末的脱色性能，且脱色时间短。用于实际生产中的染料废水处理可达到操作简便、高效、低成本处理的效果。 2．用于含磷、氟废水的治理 含磷废水排入水体,会引起湖泊和海洋的营养富集,严重时藻类疯长,水体发臭,鱼类死亡,严重影响水体环境,给人类带来直接经济失。 孙家寿等[4]对铝交联蒙脱石脱磷进行了研究，结果表明铝交联蒙脱石对溶液中的磷酸根有较好的吸附性能，其吸附容量可达5. 56 mg/ g。用其处理含磷酸废水时，在pH 为7. 3 、用量为9 g/ L 废H2O、搅拌时间为30 min、搅拌速度为450 r/ min的条件下, 对磷的去除率接近100 %[5]。 3．改性膨润土脱除废水中重金属离子 重金属离子废水主要来源于金属矿山、冶金、电解、电镀等行业，它可在水生生物中富集，通过食物链危害人体健康。改性膨润土可用来吸附废水中的重金属离子，且在再生过程中又释放出被吸附离子以供回收利用，可实现变害为宝这一目标[6]。 用改性膨润土制成两个或三个吸附池,使含铬废水缓慢通过过滤池与改性膨润土接触3～4 h，对高或中等质量浓度的含铬废水中铬的脱除率可达99 %以上，适合于电镀、皮革、印染及化学试剂等工业排放的含铬废水处理。赵晓明[7 ]等采用碳酸钠、氯化铝改性的膨润土处理了含Cr5+废水，结果得出，在pH为6.0，改性膨润土质量浓度为15.0g/L 时，对废水中Cr5+的去除率达到95%，出水水质符合国家标准。4．改性膨润土处理印染废水 国内近年来对改性膨润土在印染废水处理中的应用进行了研究。研究了改性膨润土对红色染料的脱色性能，结果表明，改性膨润土的脱色能力大于原土。 使用质量分数0.01%的膨润土加0.005%的聚合氯化铝，可使以阳离子为主的染料废水脱色率达94%—100%；用金属离子（铝盐—镁盐）对膨润土进行改性，对水中活性艳红染料进行了吸附色，发现改性膨润土还具有一定的光化学催化降解作用[8]。
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。 在电镜下的图片
膨润土吸附材料在有机污染物控制中的研究进展 李雪飞郑岳青* （宁波大学材料科学与化学工程学院浙江宁波315211） 摘要：由于特殊的天然纳米结构，膨润土改性吸附材料在有机污染物控制与修复中有广阔的应用前景。本文重点评述了膨润土吸附材料对有机污染物的吸附作用机制，构效关系。简要总结其在一些有机污染物的控制作用。并展望了今后的重点研究方向。 关键词：膨润土；吸附材料；有机污染物；污染控制 Adsorption of bentonite materials in organic pollutants control research progress LI Xue-Fei ZHENG Yue-Qing* (Faculty of Material Science and Chemical Engineering , Ningbo University, Ningbo 315211, Zhejiang) Abstract:Because of natural peculiar nanometer structure,the bentonite changes nature adsorption material controlling in organic pollutants and having a prospect to apply vastly in renovation. Priority reviews the main body of a book having stated bentonite adsorption material imitating relation to organic pollutants adsorbing mechanism , structure. Brief summary it's the control action in a few organic pollutants. And have looked into the future at priority the days to come studying direction. key word：Bentonite ；Adsorption material ；Organic pollutants ；Contamination control 引言
橡胶补强填充剂概览 0 前言 用炭黑作为补强材料，已经伴随着橡胶工业，特别是轮胎工业经历了一个多世纪。近年来，聚合物复合材料的蓬勃发展和橡胶原材料市场的剧烈竞争，以及人们对浅色橡胶制品花色品种不断提升的需求，促使填充剂的使用范围日益扩大，发展极其迅速。因此，增加填充剂的品种和来源，控制填充剂的质量，提高 填充剂的性能，具有非常重要的意义。 1 概述 1.1 炭黑 炭黑是一种用途广泛的化工产品，可用于橡胶、树脂、印刷油墨、涂料、电线电缆、电池、纸张、铅笔、颜料等产品。炭黑最主要的用途是用于制造轮胎及各种橡胶制品。全球炭黑约有70%用于轮胎，20%用于其他橡胶制品，其余不到10%用于塑料添加剂、染料、印刷油墨等工业。而在橡胶制品的分额中，一半用于制造汽车零部件，如V带和减震橡胶等。因此，大约有80%的炭黑是消耗在汽 车工业上的。 从总体上讲，世界炭黑工业已进入成熟期，其生产技术主要朝着单炉能力/规模、炭黑产品专用化、综合节能降耗和环保安全等几个方向发展。 (1)高性能和低滞后损失炭黑 为了适应轮胎产品的发展，特别是高性能轮胎和绿色轮胎的需求，国外各大炭黑公司开发了许多高性能和低滞后损失炭黑新品种。所谓高性能炭黑，其共同的特征是：粒径小、结构适宜、聚集体分布尺寸较窄、表面活性高。而低滞后损失炭黑共同的特征是：结构高、聚集体尺寸分布较宽、表面活性高。其中，有些开发较早的品种，如N134和N358已经纳入ASTMD1765标准，并已被轮胎厂广泛采用。近几年研究开发的新品种，既未纳入ASTM标准，也未公布其化学指标，只有部分产品在生产厂家的产品目录中，可以看到其应用性能方面的说明，这些 新品种目前正在推广应用。 (2)纳米结构炭黑 低滞后损失炭黑是开发的重点，这是由炭黑的下游产业——轮胎工业开发“绿色轮胎”的发展趋势所决定的。只要炭黑企业和轮胎企业紧密合作，低滞后 损失炭黑将进入规模化应用阶段。 纳米级炭黑用经过改进的炉法工艺制造。与传统的ASTM炭黑相比，纳米级炭黑具有更高的表面粗糙度和更大的表面活性。较大表面活性主要与高度无序交联的较小结晶粒子有关。这种结晶粒子具有大量的棱边，使其成为具有特别高表面能的活性场，活性场会使炭黑与聚合物之间产生很强的机械/物理化学作用。提高填充剂与聚合物的相互作用可降低动态变形下的滞后损失和生热。填充52份ASTMN356炭黑和相应的E-1670纳米级炭黑的载重汽车轮胎天然橡胶胎面胶可大幅度降低滞后损失和生热，从而降低滚动阻力。由于纳米级炭黑的DBP值较低， 所以，硫化胶的300%定伸应力稍低。 (3)导电炭黑
膨润土概述 摘要：膨润土是以蒙脱石为主要矿物成分的非金属矿产，蒙脱石结构是由两个硅氧四面体夹一层铝氧八面体,由于蒙脱石晶胞形成的层状结构存在某些阳离子，且这些阳离子与蒙脱石晶胞的作用很不牢固，易被其它阳离子交换，故具有较好的离子交换性。国内外已在工农业生产广泛应，其被称为万能土。本文主要从膨润土的性质、用途、选别提炼方法、在我国应有发展情况等进行阐述。 关键字：膨润土蒙脱石性质用途 一、膨润土的性质 膨润土是以蒙脱石为主的含水粘土矿。蒙脱石的化学成分为:（Al2,Mg3）[Si4O10][OH]2?nH2O,常含少量伊利石、高岭石、埃洛石、绿泥石、沸石、石英、长石、方解石等；一般为白色、淡黄色，因含铁量变化又呈浅灰、浅绿、粉红、褐红、砖红、灰黑色等；具蜡状、土状或油脂光泽；膨润土有的松散如土，也有的致密坚硬。主要化学成分是二氧化硅、三氧化二铝和水，还含有铁、镁、钙、钠、钾等元素，Na2O和CaO含量对膨润土的物理化学性质和工艺技术性能影响颇大。蒙脱石矿物属单斜晶系，通常呈土状块体，白色，有时带浅红、浅绿、淡黄等色。光泽暗淡。硬度1～2，密度2～3g/cm3。按蒙脱石可交换阳离子的种类、含量和层电荷大小，膨润土可分为钠基膨润土、钙基膨润土、天然漂白土，其中钙基膨润土又包括钙钠基和钙镁基等。膨润土具有强的吸湿性和膨胀性，可吸附8～15倍于自身体积的水量，体积膨胀可达数倍至30倍；在水介质中能分散成胶凝状和悬浮状，这种介质溶液具有一定的黏滞性、能变性和润滑性；有较强的阳离子交换能力；对各种气体、液体、有机物质有一定的吸附能力，最大吸附量可达5倍于自身的重量；它与水、泥或细沙的掺和物具有可塑性和黏结性；具有表面活性的酸性漂白土能吸附有色离子。 二、膨润土的用途 膨润土是以蒙脱石为主的含水粘土矿具有特殊的性质，有膨润性、粘结性、吸附性、催化性、触变性、悬浮性以及阳离子交换性。所以广泛用于各个工业领域。 1、铸造行业
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
膨润土是一种黏土岩、亦称蒙脱石黏土岩、常膨润土,含少量伊利石、高岭石、埃洛石、绿泥石、沸石、石英、长石、方解石等;一般为白色、淡黄色，因含铁量变化又呈浅灰、浅绿、粉红、褐红、砖红、灰黑色等;具蜡状、土状或油脂光泽;膨润土有的松散如土，也有的致密坚硬，常用于铸造行业、钻井泥浆以及铁矿球团中。而苏浙膨润土的广泛应用，生产厂家也逐渐多了起来，如何选择厂家成了大家关心的问题。 随着膨润土的广泛使用，市面上出现了很多以次充好的生产厂家，一不留神就可能买到劣质的膨润土，就拿纳基膨润土来说吧，一般也分为人工纳基膨润土和天然纳基膨润土，那么这两种如何区分呢？ 天然钠基膨润土和人工钠基膨润土很相似但是性能拥有很多的不同，在购买的时候要辨别清楚：
一、物理与化学稳定性的比较： 1、通过实验室试验，在两个同质、同体积的纸杯里，分别装入相同克重的天然钠基膨润土和人工钠化膨润土颗粒，然后添加同体积的蒸馏水，在经过24——48H后，结果发现：天然钠基膨润土遇水膨胀后形成较强的密实性，颗粒之间存在较强的粘结力；而且在经过2——3天的自然风干后，可以发现，天然钠基膨润土的表面层无碱状物质出现，形成了一体的硬胶体块层，下层呈硬态，可塑性好。而人工钠化膨润土的表面层出现一层碱状的白色物质，不能形成一体的硬胶体块，上下层呈软态，可塑性差。再用两个同质、同体积的纸杯里，分别装入经过烘干箱烘干的相同克重的天然钠基膨润土和人工钠化膨润土颗粒，然后添加同体积足量的蒸馏水，在经过24——48H完全水化后，用PH试纸各自蘸取纸杯的溶液，可以看出：天然钠基膨润土的PH值处于7——8之间，基本接近于中性，原因是天然矿物质；而人工钠化膨润土的PH值处于8——10之间，属于碱性。原因是人工碱化所致。 2、在实验室用两个同样的烧杯，分别称取经过烘干箱烘干的相同克重的、颗粒状的天然钠基膨润土和人工钠化的膨润土，然后分别往两个烧杯里倒入等量的浓度为1：1(或1：3)的盐酸溶液，倒入的盐酸溶液以高出烧杯内的颗粒1CM 为宜。 二、结果发现：
最常用的就是炭黑了,具有补强和填充做用,还有很多材料都在做补强的同时也可以降低成本做填充料,更多详细资料建议你到talktpe 橡塑弹性体论坛内有专业免费的资料和团队为你服务 1.1 炭黑 炭黑是一种用途广泛的化工产品，可用于橡胶、树脂、印刷油墨、涂料、电线电缆、电池、纸张、铅笔、颜料等产品。炭黑最主要的用途是用于制造轮胎及各种橡胶制品。全球炭黑约有70%用于轮胎，20%用于其他橡胶制品，其余不到10%用于塑料添加剂、染料、印刷油墨等工业。而在橡胶制品的分额中，一半用于制造汽车零部件，如V带和减震橡胶等。因此，大约有80%的炭黑是消耗在汽车工业上的。 从总体上讲，世界炭黑工业已进入成熟期，其生产技术主要朝着单炉能力/规模、炭黑产品专用化、综合节能降耗和环保安全等几个方向发展。 (1)高性能和低滞后损失炭黑 为了适应轮胎产品的发展，特别是高性能轮胎和绿色轮胎的需求，国外各大炭黑公司开发了许多高性能和低滞后损失炭黑新品种。所谓高性能炭黑，其共同的特征是：粒径小、结构适宜、聚集体分布尺寸较窄、表面活性高。而低滞后损失炭黑共同的特征是：结构高、聚集体尺寸分布较宽、表面活性高。其中，有些开发较早的品种，如N134和N358已经纳入ASTMD1765标准，并已被轮胎厂广泛采用。近几年研究开发的新品种，既未纳入ASTM标准，也未公布其化学指标，只有部分产品在生产厂家的产品目录中，可以看到其应用性能方面的说明，这些新品种目前正在推广应用。 (2)纳米结构炭黑 低滞后损失炭黑是开发的重点，这是由炭黑的下游产业——轮胎工业开发“绿色轮胎”的发展趋势所决定的。只要炭黑企业和轮胎企业紧密合作，低滞后损失炭黑将进入规模化应用阶段。 纳米级炭黑用经过改进的炉法工艺制造。与传统的ASTM炭黑相比，纳米级炭黑具有更高的表面粗糙度和更大的表面活性。较大表面活性主要与高度无序交联的较小结晶粒子有关。这种结晶粒子具有大量的棱边，使其成为具有特别高表面能的活性场，活性场会使炭黑与聚合物之间产生很强的机械/物理化学作用。提高填充剂与聚合物的相互作用可降低动态变形下的滞后损失和生热。填充52份ASTMN356炭黑和相应的E-1670纳米级炭黑的载重汽车轮胎天然橡胶胎面胶可大幅度降低滞后损失和生热，从而降低滚动阻力。由于纳米级炭黑的DBP 值较低，所以，硫化胶的300%定伸应力稍低。 (3)导电炭黑 由于导电/静电特性是众多橡胶制品所要求的基本性能，因此，导电炭黑的开发前景不容忽视。导电炭黑的开发主要沿橡胶用导电炭黑和塑料用导电炭黑两大系列方向发展。 (4)色素炭黑
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
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
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。
1.1 炭黑 炭黑是一种用途广泛的化工产品，可用于橡胶、树脂、印刷油墨、涂料、电线电缆、电池、纸张、铅笔、颜料等产品。炭黑最主要的用途是用于制造轮胎及各种橡胶制品。全球炭黑约有70%用于轮胎，20%用于其他橡胶制品，其余不到10%用于塑料添加剂、染料、印刷油墨等工业。而在橡胶制品的分额中，一半用于制造汽车零部件，如V带和减震橡胶等。因此，大约有80%的炭黑是消耗在汽车工业上的。 从总体上讲，世界炭黑工业已进入成熟期，其生产技术主要朝着单炉能力/规模、炭黑产品专用化、综合节能降耗和环保安全等几个方向发展。 (1)高性能和低滞后损失炭黑 为了适应轮胎产品的发展，特别是高性能轮胎和绿色轮胎的需求，国外各大炭黑公司开发了许多高性能和低滞后损失炭黑新品种。所谓高性能炭黑，其共同的特征是：粒径小、结构适宜、聚集体分布尺寸较窄、表面活性高。而低滞后损失炭黑共同的特征是：结构高、聚集体尺寸分布较宽、表面活性高。其中，有些开发较早的品种，如N134和N358已经纳入ASTMD1765标准，并已被轮胎厂广泛采用。近几年研究开发的新品种，既未纳入ASTM标准，也未公布其化学指标，只有部分产品在生产厂家的产品目录中，可以看到其应用性能方面的说明，这些新品种目前正在推广应用。 (2)纳米结构炭黑 低滞后损失炭黑是开发的重点，这是由炭黑的下游产业——轮胎工业开发“绿色轮胎”的发展趋势所决定的。只要炭黑企业和轮胎企业紧密合作，低滞后损失炭黑将进入规模化应用阶段。 纳米级炭黑用经过改进的炉法工艺制造。与传统的ASTM炭黑相比，纳米级炭黑具有更高的表面粗糙度和更大的表面活性。较大表面活性主要与高度无序交联的较小结晶粒子有关。这种结晶粒子具有大量的棱边，使其成为具有特别高表面能的活性场，活性场会使炭黑与聚合物之间产生很强的机械/物理化学作用。提高填充剂与聚合物的相互作用可降低动态变形下的滞后损失和生热。填充52份ASTMN356炭黑和相应的E-1670纳米级炭黑的载重汽车轮胎天然橡胶胎面胶可大幅度降低滞后损失和生热，从而降低滚动阻力。由于纳米级炭黑的DBP值较低，所以，硫化胶的300%定伸应力稍低。 (3)导电炭黑 由于导电/静电特性是众多橡胶制品所要求的基本性能，因此，导电炭黑的开发前景不容忽视。导电炭黑的开发主要沿橡胶用导电炭黑和塑料用导电炭黑两大系列方向发展。 (4)色素炭黑 色素炭黑开发相对稳定，塑料用炭黑开发较为活跃。 1.2 白炭黑
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 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
第29卷第6期 硅 酸 盐 通 报 Ｖｏｌ.29 Ｎｏ.6 2010年12月 ＢＵＬＬＥＴＩＮＯＦＴＨＥＣＨＩＮＥＳＥＣＥＲＡＭＩＣＳＯＣＩＥＴＹ Ｄｅｃｅｍｂｅｒ,2010 凹凸棒土改性及其在环境水处理中的应用研究 于志新,逯子扬,赵晓红,李春香,潘建明,闫永胜 (江苏大学化学化工学院,镇江 212013) 摘要:凹凸棒土独特层状、链式结构赋予它特殊的性能,使其广泛应用于各个行业。本文主要从凹凸棒土的改性研 究及其在环境中水处理的应用研究方面,综述了近年来国内外对凹凸棒土的改性方法及其在各类环境废水处理中 的研究现状,并指出了凹凸棒土产品的发展趋势。 关键词:凹凸棒土;改性;环境;水处理 中图分类号:ＴＵ528 文献标识码:Ａ 文章编号:1001-1625(2010)06-1367-06 ＡｔｔａｐｕｌｇｉｔｅＭｏｄｉｆｉｃａｔｉｏｎａｎｄＩｔｓＡｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｉｎ ＥｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌＷａｔｅｒＴｒｅａｔｍｅｎｔ ＹＵＺｈｉ-ｘｉｎ,ＬＵＺｉ-ｙａｎｇ,ＺＨＡＯＸｉａｏ-ｈｏｎｇ,ＬＩＣｈｕｎ-ｘｉａｎｇ,ＰＡＮＪｉａｎ-ｍｉｎｇ,ＹＡＮＹｏｎｇ-ｓｈｅｎｇ (ＳｃｈｏｏｌｏｆＣｈｅｍｉｓｔｒｙａｎｄＣｈｅｍｉｃａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ,ＪｉａｎｇｓｕＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ,Ｚｈｅｎｊｉａｎｇ212013,Ｃｈｉｎａ) Ａｂｓｔｒａｃｔ:Ｔｈｅｕｎｉｑｕｅｌａｙｅｒａｎｄｃｈａｉｎｏｆａｔｔａｐｕｌｇｉｔｅｉｓｅｎｄｏｗｅｄｓｐｅｃｉａｌｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ,ａｎｄｉｔｉｓｗｉｄｅｌｙｕｓｅｄｉｎｍａｎｙａｒｅａｓ.Ｔｈｅｐａｐｅｒｍａｉｎｌｙｉｎｔｒｏｄｕｃｅｓｔｗｏａｓｐｅｃｔｓｏｎｔｈｅｍｏｄｉｆｉｃａｔｉｏｎｏｆａｔｔａｐｕｌｇｉｔｅａｎｄｉｔｓａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｏｆｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌｗａｔｅｒｔｒｅａｔｍｅｎｔ,ａｎｄｒｅｖｉｅｗｓｔｈｅｃｕｒｒｅｎｔｓｔａｔｕｓｏｆａｔｔａｐｕｌｇｉｔｅ.Ｍｏｒｅｏｖｅｒ,ｔｈｅｒｅｓｅａｒｃｈｐｅｒｓｐｅｃｔｉｖｅｏｆａｔｔａｐｕｌｇｉｔｅｉｓａｌｓｏｄｉｓｃｕｓｓｅｄ. Ｋｅｙｗｏｒｄｓ:ａｔｔａｐｕｌｇｉｔｅ;ｍｏｄｉｆｉｃａｔｉｏｎ;ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ;ｗａｔｅｒｔｒｅａｔｍｅｎｔ 作者简介:于志新(1971-),男,博士研究生.主要从事清洁能源与环境保护方面的研究. 通讯作者:闫永胜.Ｅ-ｍａｉｌ:ｙａｎｙｏｎｇｓｈｅｎｇ215@126.ｃｏｍ. 1 引 言 凹凸棒土又名坡缕石,是一种天然非金属粘土矿物,在矿物学上隶属于海泡石族[1] 。它首次被发现于1862年俄罗斯学者Ｔｓａｖｔｃｈｅｎｋｏ在乌拉尔坡缕缟斯克矿区;1935年法国学者Ｌａｐｐａｒｅｎｔ在美国的Ｇｅｏｒｇｉａ、Ｆｌｏｒｉｄ等地区也发现了相同的粘土,后被证实属于同一种矿物质。1976年中国学者许冀泉等在中国江苏省六合县竹镇小盘山发现凹凸棒土矿,随后相继在江苏盱眙、安徽明光等地发现该矿[2]。凹凸棒土产于特殊的地质环境条件下,具有许多特殊优异的性能,以吸附剂、粘结剂、助剂、添加剂、催化剂载体等形式被广泛应用于脱色及水处理、建材、轻工、纺织、地质勘探等行业。本文主要探讨了近年来关于凹凸棒土不同改性处理及用于环境处理方面的研究,特别是废水处理方面的研究进展。2 凹凸棒土特性 凹凸棒土呈土状、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。凹凸棒土形态呈毛发状或纤维状,通常为毛毯
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