第2章硅藻4共66页文档

第一章硅藻和硅藻土第一节硅藻硅藻是一种单细胞藻类，它的形体极为微小，一般只有十几微米到几十微米。

据有关资料记载，世界上最小的硅藻只有一微米，最大的硅藻有三、四千微米。

由于硅藻壳体十分微小，所以直到显微镜问世以后，人们对它才逐渐有所了解。

因为硅藻的微小，用眼睛是看不见的，至于对它的形态、微细结构的研究，就得用电子显微镜放大后才能对其作更深一步的研究。

硅藻在地球上的分布极为广泛，几乎有水的地方都有它的存在。

由于硅藻能进行光合作用，自制有机物，加上其繁殖速度快，数量大，所以它也是水中的动物的氧气的提供者之一。

水产品如渔业的兴衰与它的存在有着间接关系。

在不同的水体（如淡水、咸水）中，硅藻的组成不同，并且它生存时代的周围环境发生变化时，生活在这些水体的硅藻也随之发生相应的变化。

在某些特定的环境下，例如淡水、阳光充足、水中有大量的火山爆发后产生的二氧化硅可溶性硅质来源和富含二氧化硅的岩石经风化分解为可溶性硅质来源时，生活在水体中的硅藻能以惊人的速度生长繁殖，它们的遗骸沉积到水底被埋藏起来，当其堆积到一定厚度就成为我们今天所见到的硅藻土。

适宜硅藻生长、繁殖的有利条件是：①利于光合作用和沉积作用发生和进行的浅水盆地；②有丰富的可溶性二氧化硅的来源；③有丰富的营养物供应。

硅藻是组成硅藻土的主要部分，而硅藻堆积时共生和伴生有各种各样的杂质与其一起堆积，一张办公桌几天不清扫一下，也会落上一层灰尘，何况漫长的堆积过程中，不可避免地杂质也将与硅藻堆积在一起，成为硅藻土，为此，可以说硅藻土除了含有硅藻外，不可能不含有其他杂质。

而我们优选硅藻精土，就是把原土中的硅藻富集起来，把其共生的杂质出去。

第二节硅藻的形态和结构每一个活的硅藻细胞都有上下两个壳，它的上壳比下壳稍大，互相扣合在一起构成一个硅藻细胞（如图 1 所示）。

图 1 硅藻细胞纵切面A 、表面，B 、下壳，C、环壳面， D 、上下壳连接带每个壳都由壳面，环壳面，上下壳连接带三部分组成。

1.4.1.2温度温度是影响藻类细胞生理变化的主要因素，其变化能够迅速导致藻细胞新陈代谢和生长繁殖的变化。

硅藻多在温度较低的春秋季生长繁殖，适温范围在10~25 Cohn等[[35]在研究4种底栖硅藻时发现，藻细胞的运动速度在35℃以下随温度的升高而加快。

研究发现，相对于营养盐配方、光照和盐度而言，温度变化对底栖硅藻的影响最为明显。

培养的底栖硅藻应选用当地海区常见种类，其对本地区水温变化的适应能力较强。

高温和低温都会对底栖硅藻的生长造成危害，多数学者的研究认为高温对生物体的破坏是化学性的和不可逆的;低温对生物体的破坏是机械性的。

底栖硅藻理化成分的合成也存在一个适宜的温度，且因种而异，在极端高温或低温条件下，合成受限可能是相关的酶发生不可逆损伤所致。

[35] Cohn S A ,Farrell J F,Munro J D et al. The effect of temperature and mixed species composition on diatom motility and adhesion.Diatom Research ,2003 ,18 (2) :225一243.1.5研究的目的及意义底栖硅藻具有较强的附着性，不像浮游微藻那样能立体地利用水体，高效率利用营养物质，生产性大规模培养十分困难。

目前国内收获底栖硅藻饵料的方法主要靠自然海区挂板附着或刮砂淘洗等，受自然条件的影响很大，质量不能保证。

关于单一底栖硅藻饵料的研究报道甚少，使得此领域具有广阔的研究空间。

国内对底栖硅藻类的研究起步较晚，在20世纪90年代才开始陆续有对底栖硅藻详细研究的报道。

目前仅有几家单位对底栖硅藻的研究较深入，而大部分的研究工作都放在了优化培养条件等基础工作上，对底栖硅藻体内理化成分和其它应用价值的研究等，还少见报道。

国外对底栖硅藻的研究处于发展阶段，有些己经应用在水产业和工业化生产中。

国内目前有关海洋底栖硅藻营养成分(如不饱和脂肪酸、金属离子、胞外多糖等)的研究近年来才有发展[f621，而对小分子有机酸的研究少见报道。

- 65 -硅藻页岩的调湿性能的比较研究和结构分析姜广明1，马海旭1，肖凯巍1，韩方超2，崔奕帆3，胡　水4（1.中国建筑科学研究院有限公司，北京 100013；2.山东省泥博士新型材料有限公司，山东 淮坊 262400；3.北京元晟万利通贸易有限公司，北京 100013；4.北京化工大学，北京 100029） 【摘要】 首先描述 5 种不同的硅藻页岩原矿和硅藻页岩粉体的外观和微观形貌，然后利用红外分析、X 射线衍射分析、热失重分析等手段，分析硅藻页岩的化学成分、晶体形态和组成等。

比较 5 种硅藻页岩的调湿性能，提出热失重分析方法也可以用于分辨和筛选高调湿性能的硅藻页岩。

【关键词】 硅藻页岩；硅藻土；X 射线衍射分析；热失重分析；调湿性能；调湿材料 【中图分类号】 TQ630.7+2 【文献标志码】 A 【文章编号】 1671－3702（2021）04－0065－050　引言硅藻土作为一种无机的调湿材料，现在已广泛地应用于室内装饰中［1］；但是与硅藻土来源相近的硅藻页岩，目前还不为广大消费者所熟知。

硅藻页岩是由硅藻土在地球内部地核热能的作用下演化而成的矿物。

与硅藻土相比，硅藻页岩的比表面积更大，调湿能力更强［2］，是更高端的无机调湿材料。

本文分析不同产地的硅藻页岩的外观、层理和微观形貌；并利用红外光谱分析、X 射线衍射分析；热失重分析等手段表征了硅藻页岩的成分、结构；对比了多种不同产地和不同处理方法的硅藻页岩的调湿性能。

1　原材料收集了产自日本北海道地区和肯尼亚的 2 种硅藻页岩原矿石，粉碎成硅藻页岩粉体（以下简称硅藻页岩），同时还收集了产自中国东北的 3 种硅藻页岩，给样品编号，其产地、颜色、处理方式和白度等信息，如表 1 所示。

作者简介：姜广明，男，高级工程师，研究方向为建筑材料检测与应用。

Comparative Study and Selection of Diatom Shalewith High Humidity Control PerformanceJIANG Guangming 1，MA Haixu 1，XIAO Kaiwei 1，HAN Fangchao 2，CUI Yifan 3，HU Shui 4（1.China Academy of Building Research ，Beijing 100013，China ；2.Shandong Ni Boss New Material Co.，Ltd.，Weifang Shandong 262400，China ；3.Beijing Yuansheng Wanlitong Trading Co.，Ltd.，Beijing 100013，China ；4.Beijing Universityof Chemical Technology ，Beijing 100029，China ） Abstract ：Firstly，this article described the appearance and microscopic morphology of five different diatom shale ore and diatom shale powder，and analyzed chemical composition，crystal form and composition，etc. of diatom shale by means of infrared analysis，X-ray diffraction analysis，thermal gravity analysis. The humidity control performance of 5 kinds of diatom shale was compared，and the thermal gravity analysis method could also be used to distinguish and screen diatom shale with high humidity control performance. Keywords ：diatom shale；diatomite；X-ray diffraction analysis；thermal gravity analysis；humidity control performance；humidity control material- 66 -2　实验设备SEM 使用热场发射扫描电子显微镜，样品经喷金处理。

硅藻【摘要】硅藻是真核藻类的主要类群之一，是常见浮游植物。

硅藻是具有色素体的单细胞藻类，属金藻门，硅藻纲，个体微小，约1-2000μm。

硅藻大多都是自养，繁殖能力强，体内储存的养分为脂肪和金藻淀粉，油类常多于淀粉，所以死后容易使水体腥臭。

当大量繁殖时可使海水变红形成“赤潮”——藻华。

地质时期硅藻残骸沉积水底，构成硅藻土。

本文主要从硅藻的形态结构与特征、生殖方式、硅藻的分类、硅藻的生态分布以及其应用和作用方面对硅藻做一个总体的了解，文章会对硅藻的作用做一个比较详尽的阐述。

1 硅藻的形态结构与特征1.1硅藻的细胞壁结构硅藻的细胞壁薄而透明，由内外两层构成，外层为硅质，内层为果胶质，壁上具有排列规则的花纹。

硅藻形态多样，但其结构基本一致。

每个细胞的壁由大小两个壳片互相套合而成，类似于肥皂盒或培养皿的形态。

上面较大的壳片为上壳，套在里面较小的壳片为下壳。

两个壳片又可以分为盖面和侧面。

上下壳的盖面分别为顶、底面，上下壳之间的侧面称为壳环或壳环带，壳面周边向侧面弯曲的部分为壳套，上下壳互相套合的壳环部分为相连带（图1-1细胞壁结构）。

图中从左到右分别为中心目硅藻与羽纹目硅藻的细胞壁结构构造模式图。

图1-1 硅藻细胞壁结构 1.2 硅藻的细胞壁构造硅藻的细胞壁构造（图1-2）主要指的是硅藻所具有的壳面纹饰、纵沟、间插带。

壳面纹饰有点纹、线纹、肋纹、孔纹。

点纹包括真孔和拟孔，都可分泌胶质。

细的点纹紧密排列成为线纹，粗的点纹排列成为肋纹，孔纹为蜂窝状。

多数硅藻两壳面皆具有纵沟。

间插带是在壳面与相连带之间发育的一种环状片。

1.3 硅藻的体形及定向硅藻多数表现为单细胞，也有许多种类借由细胞分泌的胶质形成丝状体、群体，形状有纺锤体、弓形、舟形、线性、圆柱形、提琴形、新月形、圆形和椭圆形。

为了正确地观察和描述硅藻，确定了3个基本轴向，分别是长轴（纵轴）、切顶轴（短轴）、贯穿轴。

分别相当于几何坐标系中的Y 、X 、Z 轴。