膨润土的表面化学性质和表面重构

一、矿物性质1)物理性质：膨润土一般为白色，淡黄，因含铁量变化又呈浅灰、淡绿粉红、褐红、黑杂等色。

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。

2)化学组成：膨润土的主要化学组分是二氧化硅，三氧化二铝和水。

氧化铁和氧化镁含量有时也较高。

此外，钙、钠、钾等常以不同含量存在于膨润土中。

膨润土的Na2O 和CaO 含量对膨润土的物理化学性能和工艺技术性能影响颇大。

3)理化性能：膨润土具有吸湿性，能吸附8-15 倍于本体积的水量。

吸水后膨胀，能膨胀数倍，可达30 余倍。

在水介质中能分散呈胶体悬浮液，具有一定的粘滞性、触变性和润滑性。

它和水、泥或砂等细碎屑物质的掺合物有可塑性和粘结性。

有较强的阳离子交换能力，最大吸附量可达5 倍于它的重量，具有表面活性的酸性漂白土能吸附有色物质。

膨润土的理化性能主要取决于它所含的蒙脱石种类和含量。

一般钠基膨润土较之钙基或镁基膨润土的物理化学性质和工艺技术性能优越。

主要表现在：吸水速度慢，但吸水率和膨胀倍数大；阳离子交换量高；在水介质中分散性好，胶质价高；它的胶体悬浮液触变性、粘度、润滑性好，PH 值高；热稳定性好；有较高的可塑性和较强的粘结性；热湿拉强度和干压强度高。

所以钠基膨润土的使用价值和经济价值较高。

二、主要用途由于膨润土具有吸水性、膨胀性、阳离子交换性、触变性、粘结性、吸附性、增稠性、润滑性、稳定性、脱色性等性能，被广泛应用于各个工业部门。

其主要用途是铁精矿球团、钻井泥浆、铸造型砂粘结剂、动植物油脱色净化。

三、产品质量标准钻井泥浆用膨润土标准，国内现有两个标准可供参照执行，一个是地矿部部颁标准( 草案，1983 年修订 ) ；另一个是石油部泥浆用钙基膨润土建议指标。

这两个标准均参照美国A.P.I 和 O.C.M.A 标准制订。

四、膨润土的加工改型由于各种膨润土的矿物组成不同，它们的物化性能有很大差异，因而工业利用的和度也不一样。

为了改善膨润土的物化性能，提高其工业利用程度，膨润土的加工改型已成为当前膨润土生产的一个值得重视的课题。

膨润土膨润土(Bentonite)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,由于它具有特殊的性质。

如膨润性、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。

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组成的2：1型晶体结构[1],由于蒙脱石晶胞形成的层状结构存在某些阳离子，如Cu、Mg、Na、K等,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。

国外已在工农业生产24领域100多个部门中应用,有300多个产品,因而人们称之为“万能土”。

膨润土也叫斑脱岩，皂土或膨土岩。

我国开发使用膨润土的历史悠久，原来只是做为一种洗涤剂。

(四川仁寿地区数百年前就有露天矿，当地人称膨润土为土粉)。

真正被广泛使用却只有百来年历史。

美国最早发现是在怀俄明州的古地层中，呈黄绿色的粘土，加水后能膨胀成糊状，后来人们就把凡是有这种性质的粘土，统称为膨润土。

其实膨润土的主要矿物成分是蒙脱石，含量在85-90%，膨润土的一些性质也都是由蒙脱石所决定的。

蒙脱石可呈各种颜色如黄绿、黄白、灰、白色等等。

可以成致密块状，也可为松散的土状，用手指搓磨时有滑感，小块体加水后体积胀大数倍至20-30倍，在水中呈悬浮状，水少时呈糊状。

蒙脱石的性质和它的化学成分和内部结构有关。

[编辑本段]【性质及应用】蒙脱石的性质和层间的交换性阳离子种类有很大关系。

根据层间主要交换性阳离子的种类，通常蒙脱石分为钙蒙脱石和钠蒙脱石。

蒙脱石有吸附性和阳离子交换性能，可用于除去食油的毒素、汽油和煤油的净化、废水处理；由于有很好的吸水膨胀性能以及分散和悬浮及造浆性，因此用于钻井泥浆、阻燃（悬浮灭火）；还可在造纸工业中做填料，可优化涂料的性能如附着力、遮盖力、耐水性、耐洗刷性等；由于有很好的粘结力，可代替淀粉用于纺织工业中的纱线上浆既节粮，又不起毛，桨后还不发出异味，真是一举双得。

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、铸造行业铸造行业是膨润土最大的用户，每年用量为110万吨。

学院化学化工专业化学教育年级2011级姓名刘新河论文题目膨润土的性能及用途指导教师李玉玲职称副教授成绩良好2013 年 12月10日目录摘要 (1)关键词 (1)Abstract (1)Keywords (1)引言 (1)1．膨润土概述 (1)2．膨润土的性能 (2)3. 膨润土的用途 (2)3.1 作为过滤剂在果汁澄清中的作用 (2)3.2 在催化剂及其载体方面的应用 (2)3.3 在食品包装材料方面的应用 (3)3.4 作为饲料添加剂的应用 (3)3.5 在葡萄酒酿制过程中的应用 (3)4. 结语 (3)参考文献： (4)膨润土的性能及用途姓名：刘新河学号：20115051111院系：化学与化工学院专业：化学教育指导老师：李玉玲职称：副教授摘要：膨润土由于有良好的物理化学性能，素有“万能”粘土之称，可做粘结剂、悬浮剂、稳定剂、脱色剂等，广泛用于食品、化工、石油等行业。

本文根据膨润土的性能对其用途展开阐述。

关键词：膨润土;性能;用途Abstract:Bentonite with good physical and chemical properties, known as the " universal " clay said, as a binder, suspending agent, stabilizer, decolorizing agent, widely used in food, chemical, oil and other industries. According to the properties of bentonite its application to launch the elaboration.Key words:bentonite;performance ;uses引言膨润土是以蒙脱石为主要矿物成分的非金属矿产，由于蒙脱石晶胞形成的层状结构存在某些阳离子，如Cu、Mg、Na、K等，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。

膨润土的作用与功效膨润土是一种重要的土壤改良材料，在农业、土木工程和环境保护等方面广泛应用。

它具有很好的吸附性能、保水性能和抗裂性能，能够改善土壤的物理性质、化学性质和生物性质，提高土壤的质量和农作物的产量。

本文将从膨润土的定义、产生机制、物理性质、化学性质和应用领域等方面详细介绍膨润土的作用与功效。

一、膨润土的定义和产生机制膨润土是一种具有高度易吸附水分和高度可变性的黏土矿物。

它主要由一种特殊的矿物质——膨润土矿物组成，其中最常见的是蒙脱石和伊利石。

膨润土矿物的结构中包含一些水分子，这些水分子可以通过外界的物理和化学因素来吸附和释放。

当膨润土与水接触时，水分子会进入其结构中，使其体积膨胀。

膨润土还具有一定的阳离子交换能力，能够在结构中吸附或释放阳离子，并与其相互作用。

这种特殊的结构和性质使膨润土具有很多独特的作用和功效。

二、膨润土的物理性质和作用1. 吸附性能膨润土具有很强的吸附能力，可以吸附和固定土壤中的大量水分和养分。

膨润土的结构中存在大量的微小孔隙和表面活性位点，能够吸附水分子和溶解态养分，并在适当的条件下释放给植物利用。

这种吸附性能有助于保持土壤湿润，提高土壤的保水性能，为农作物的生长提供充足的水分和养分。

2. 保水性能膨润土能够吸附和固定大量的水分，具有很好的保水性能。

膨润土的吸附水分主要在结构中的孔隙中存在，能够阻止水分的流失和蒸发，保持土壤的湿度。

特别是在干旱和半干旱地区，膨润土能够提供持久的水分供应，减少土壤水分的蒸发损失，增加土壤的水分利用效率。

3. 抗裂性能膨润土的颗粒之间存在很强的吸附力和黏着力，能够形成一种紧密的胶结结构。

这种结构能够有效抑制土壤的干湿过程中的体积变化，减少土壤表面的开裂和破坏。

尤其是在黏土含量较高的土壤中，膨润土能够增加土壤的抗裂性能，防止土壤的风化和侵蚀。

4. 降解性能膨润土具有良好的降解性能，可以在适当的条件下迅速分解和降解。

膨润土的降解产物中含有丰富的营养物质和有益微生物，能够对土壤进行有效改良和修复。

膨润土的用途及化学成份精制锂基膨润土结构和机理］锂基膨润土是根据天然锂蒙脱石的结构性质改性合成的产品，其为层状含锂铝硅酸盐的白色固体粉状，遇水或乙醇、丙酮等极性溶剂中，形成胶体或充分溶胀使涂料的粘度增强，并在耐火基料的表面形成溶剂化薄膜，或者形成立体网状结构，以支撑和阻止耐火基料的下沉，从而提高涂料的悬浮稳定性能。

同时该结构可因遇到外界较高剪切力而受到破坏，失去或较小剪切力则恢复，使涂料具有极好的触变性。

精制锂基膨润土特点］①使用范围广，可适用水基、醇基以及其它极性溶剂制作的涂料中。

②该产品制作的涂料发气量低，触变性及涂挂性能好，涂料粘度稳定，不易沉淀，储存期长。

③该产品为无毒无味的白色固体粉状，使用方便。

④加入量少（根据涂料比重，一般用量1—2%）价格便宜。

精制锂基膨润土［主要技术参数］PH值8—10粒度：220目99%通过白度≥75膨胀值（3g±/100ml溶剂）≥96胶质价（1g±/100ml溶剂）≥99精制锂基膨润土［用途］主要用于各种铸造涂料及多种陶瓷彩釉涂料中，用作基料的悬浮剂、触变剂。

用于乳胶漆等日用化工中，用作悬乳体和膏体的触变剂、乳胶稳定剂、增稠剂，还可用作织物上浆料。

［使用方法］使用时，取配方量的悬乳剂（锂基膨润土）加入悬浮剂重量0.6--1.5倍的水研压到悬浮剂完全水化，再加入溶剂混压或浸泡，然生依次加入其它基料，其中水为必需的活化剂，则中和剂在基料之后加入。

在乳胶产品中乳胶可在最后加入，本产品可完全替代高聚物、纤维素类增稠剂，也可搭配使用。

精制钠基膨润土［用途］①在机械铸造业中，可作铸造型砂、粘结剂，可以克服铸件的“夹砂”“起皮”现象，降低铸造件废品率，保证铸件的精度和光洁度。

②在造纸工业中，用作纸张的填充剂，增强纸张的光亮度。

③利用本产品的强粘结性能，用于白乳胶、地板胶、浆糊等的制作。

④因其有稳定的悬浮性、增稠性，能有效地托浮分散粉体，可作水性涂料的增稠防沉淀助剂。

蒙脱石（膨润土）是典型的2:1型含结晶水的层状硅酸盐矿物，由二层共顶联接的硅氧四面体片夹一层共棱联接的铝（镁）氧（氢氧）八面体片，这一特殊的微细晶体结构决定蒙脱石（膨润土）具有高分散性、悬浮性、膨润性、粘结性、吸附性、阳离子交换性等许多优良特性，被誉为"千种用途矿物"。

但蒙脱石（膨润土）颜色一般因含铁量变化呈浅灰、浅绿、粉红、褐红、砖红、灰黑色等，浅色或白色的蒙脱石（膨润土）很少。

因此，白膨润土的用途更加广泛。

高白蒙脱石（膨润土）在涂料中的应用高白蒙脱石（膨润土）用于涂料的产品一般是无机凝胶、锂基膨润土、白膨润土。

1 蒙脱石无机凝胶在涂料中的应用蒙脱石无机凝胶是天然硅铝镁酸盐增稠流变剂，是最有商业用途的无机高分子类增稠剂，白色，无毒，无刺激性，在水体系中具极大的成胶性能，稠度一般随着浓度的增加而迅速增大随后趋于平缓，流变形态为触变性。

除具增稠性能外，在体系中还有稳定乳液、悬浮作用。

其优点有：胶体性能好，分散于水体系中能水化膨胀形成"半透明-透明"的触变性凝胶(不受温度限制)；与酸、碱，盐的相容性好：水化后的凝胶中添加少量酸、碱、盐不会变稀或絮凝，胶体稳定性好，可在PH5-12范围内添加复配；高悬浮性：能使密度较高的矿物质、盐和有机物悬浮在水中；具有阳离子交换性能和吸附性能，能与脂肪胺和季胺盐等反应达到有机化，使胶体体系具备各所需要的各种物理性能，能吸附香精、色素、颜料或酶制剂；对水包油及油包水体系有较好的稳定性能，同时具有优良的展布性和成膜性；与有机阴离子胶体有较好的相容和复配性，能起很大增稠作用；与醇类及高极性溶剂（甘油、山梨醇等）的相容性好；触变性好，高剪切低黏度，低剪切黏度高。

蒙脱石无机凝胶在涂料中应用具有明显的增稠、悬浮防沉作用和改善涂料的流平性。

蒙脱石无机凝胶可以预制凝胶，也可干粉直接加入；可以单独使用，也可和CMC、PVA、HEC等配合使用。

一般蒙脱石无机凝胶在乳胶漆、沙浆漆、真石漆、复色花纹、颜料浆、水性油墨等涂料配方中的加量为0.2%~1.5%。

膨润土的用途及化学成份精制锂基膨润土结构和机理］锂基膨润土是根据天然锂蒙脱石的结构性质改性合成的产品，其为层状含锂铝硅酸盐的白色固体粉状，遇水或乙醇、丙酮等极性溶剂中，形成胶体或充分溶胀使涂料的粘度增强，并在耐火基料的表面形成溶剂化薄膜，或者形成立体网状结构，以支撑和阻止耐火基料的下沉，从而提高涂料的悬浮稳定性能。

同时该结构可因遇到外界较高剪切力而受到破坏，失去或较小剪切力则恢复，使涂料具有极好的触变性。

精制锂基膨润土特点］①使用范围广，可适用水基、醇基以及其它极性溶剂制作的涂料中。

②该产品制作的涂料发气量低，触变性及涂挂性能好，涂料粘度稳定，不易沉淀，储存期长。

③该产品为无毒无味的白色固体粉状，使用方便。

④加入量少（根据涂料比重，一般用量1—2%）价格便宜。

精制锂基膨润土［主要技术参数］PH值8—10粒度：220目99%通过白度≥75膨胀值（3g±/100ml溶剂）≥96胶质价（1g±/100ml溶剂）≥99精制锂基膨润土［用途］主要用于各种铸造涂料及多种陶瓷彩釉涂料中，用作基料的悬浮剂、触变剂。

用于乳胶漆等日用化工中，用作悬乳体和膏体的触变剂、乳胶稳定剂、增稠剂，还可用作织物上浆料。

［使用方法］使用时，取配方量的悬乳剂（锂基膨润土）加入悬浮剂重量0.6--1.5倍的水研压到悬浮剂完全水化，再加入溶剂混压或浸泡，然生依次加入其它基料，其中水为必需的活化剂，则中和剂在基料之后加入。

在乳胶产品中乳胶可在最后加入，本产品可完全替代高聚物、纤维素类增稠剂，也可搭配使用。

精制钠基膨润土［用途］①在机械铸造业中，可作铸造型砂、粘结剂，可以克服铸件的“夹砂”“起皮”现象，降低铸造件废品率，保证铸件的精度和光洁度。

②在造纸工业中，用作纸张的填充剂，增强纸张的光亮度。

③利用本产品的强粘结性能，用于白乳胶、地板胶、浆糊等的制作。

④因其有稳定的悬浮性、增稠性，能有效地托浮分散粉体，可作水性涂料的增稠防沉淀助剂。

膨润土的性质、特点以及膨润土的分类膨润土的定义是：含蒙脱石大于百分之八十五的一种纯净的优质粘土。

它的确切名称为“蒙脱石粘土”，商业上称为膨润土。

膨润土的性质、特点：肉眼鉴定中，优质膨润土外观性质多为呈纯白色，一般也有灰色或没黄白色的，常因吸水或含有杂质而呈淡绿、淡青、玫瑰红等颜色。

风干后仍为纯白色、灰色或浅黄白色。

用手掰开后断面不平整，而呈冻胶状。

原矿表面具有油脂光泽，手触有滑感。

能吸水膨胀，好的可成为胶体状。

若经长期风干水分散失后，又可变成松散状。

膨润土因有强烈的离子交换力，所以能吸附或吸收各种颜色。

把它与油脂混合，可使油脂更加滑润。

它的微细粉末加水的悬浮液，分散(散度)很好，不容易沉淀。

天然膨润土类型，主要是按蒙脱石的阳离子的种类相对含量分为钙、钠、氢、锂蒙脱石等，其中以钙蒙脱石为主的粘土称为钙基膨润土。

膨润土的分类：膨润土常分为钙基膨润土、钠基膨润土两大类别，其中钙基膨润土指的是未处理改造的膨润土粉，而钠基膨润土属于将阳离子纯碱置换成钠离子后获得的产品。

我国目前尚无统一的鉴定膨润土的国家标准。

多数矿山执行一机部关于“铸造用膨润土、粘土的部颁标准”(1997)和企业标准。

主要测定吸兰量、水分、胶质介、通过率、湿压强度、膨胀系数、PH值等，测定方法和标准这里就从略了。

膨润土怎么进行改性：为了提高膨润土的实用价值，扩大天然膨润土的适用范围，需要将天然的无机膨润土通过改性使其成为有机膨润土。

在膨润土的改性过程中需要通过加入改性剂使膨润土具有吸附有机化合物的能力，达到有机膨润土的标准。

常用的改性剂有无机改性剂、有机改性剂、无机有机复合改性剂三种。

在改性过程中有化学改性和物理吸附改性两种方法.物理吸附改性是根据有机极性化合物具有置换蒙脱石层间吸附水而发生非离子反应的能力，使有机极性化合物通过范德华力被吸附在单位晶层底面上，这种方法生成的有机膨润土比较稳定，目前使用范围较广。

化学改性是利用表面活性剂与蒙脱石中可交换阳离子进行离子交换而实现化学改性，常用的活性剂是“有机铵盐”。

纳米膨润土纳米膨润土的制备及应用一、理化性质1.1、结构特点膨润土是一种以天然蒙脱石为主要成分的粘土，属于一种含水铝硅酸盐土状矿物，内有少量碱和碱土金属。

由于它不是一种纯物质，也就没有固定的化学组成和化学式。

膨润土的主成分为二氧化硅和三氧化二铝，并含有少量镁、钙、钾、钠、铁等。

因成分不同颜色各异，比重为2：6。

1.2、膨胀性蒙脱石属单斜晶系2：2型网架状结构，单元层间能吸附和排出水分子，吸水后因蒙脱石层间的距离加大，表现出自身膨胀性。

膨润土的吸水性很高，吸水后的膨胀倍数可达80倍以上。

1.3、阳离子交换性蒙脱石的结构单元层是由两个硅氧四面体层夹一个铝氧八面体组成，靠共用的氧原子连接，其层间的阳离子可以交换，可交换的阳离子包括钾、钠、钙、镁、铝、锂等，并很容易地使颗粒分裂成带电粒子，晶层间被吸附的阳离子具有可交换性，常可将其改善性能扩展应用。

当用离子交换法引入大的有机或无机离子进入层间结构制成大孔洞的材料时，把用大分子有机物引入层间的膨润土称之为有机膨润土，它具有吸附某些阳离子和极性有机分子的能力。

由于膨润土的特殊结构，因此其具有许多优良的性能。

胶质价表示其胶体性能，在胶质价大于100时呈胶状，其理化性能以钠基为好，在水介质中不沉淀。

由于蒙脱石为TOT型层状结构，其表面积大，约为759㎡/kg，可吸收气体、水及某些色素，对有机化合物具有很大的吸附性，蒙脱石中的晶胞内含有高价硅离子和铝离子，因而能部分或全部被其它低阳离子置换成为一个大的负离子，这个大的负离子具有吸附某些阳离子的极性有机分子的作用。

1.4、悬浮性膨润土具有悬浮性。

由于蒙脱石粒径小于0.2nm，基内部晶胞中的负电荷数相同，其同性相斥，在稀溶液中难于吸附聚合成大分子的颗粒，从而保持良好的悬浮性。

1.5、分散性和亲水性蒙脱石的粒径小，晶胞内存在着很多的金属阳离子和羟基亲水基团，使其同时具有强烈的亲水性能和分散性。

1.6、粘结性膨润土亲水粒径小，与水混合时表现出很大的粘结性。