（中國(guó)粉體技術(shù)網(wǎng)/三水）膨潤(rùn)土是以蒙脫石為主要礦物成分的非金屬礦產(chǎn),由含水的層狀硅酸鹽構(gòu)成,其主要化學(xué)成分為Ex(H2O)4(Al2-x,Mgx)2[(Si,Al)4O10](OH)2,E代表可交換陽(yáng)離子,如Ca2+、Mg2+、Na+、K+等。蒙脫石是由兩片頂角朝里的硅氧四面體(Si-0)片中間夾一片鋁氧八面體(A1-04(0H)2)片組成的2:1型晶體結(jié)構(gòu)。四面體與八面體靠其間共用的氧原子連接,各晶胞之間靠氧層連接,結(jié)構(gòu)單元層之間的空間稱(chēng)為層間域,晶層間距離為0.96-2.14nm。蒙脫石的晶體結(jié)構(gòu)如下圖所示。由于硅氧四面體和鋁氧八面體中的部分硅離子、鋁離子常被其他低價(jià)的陽(yáng)離子置換,從而使蒙脫石晶體結(jié)構(gòu)帶永久性負(fù)電荷。為了電價(jià)平衡,蒙脫石晶胞就會(huì)吸附交換性陽(yáng)離子。由于蒙脫石晶胞形成的層狀存在Ca2+、Mg2+、K+、Na+等陽(yáng)離子,這些陽(yáng)離子與晶胞之間的作用很不牢固,容易被其他陽(yáng)離子交換,因此具有很好的陽(yáng)離子交換性。
蒙脫石礦物的“三明治”結(jié)構(gòu)（a）及其晶體結(jié)構(gòu)（b）
膨潤(rùn)土常見(jiàn)的形式有如下幾種：鈉基膨潤(rùn)土、鈣基膨潤(rùn)土、高白膨潤(rùn)土、活性白土、鋰基膨潤(rùn)土、有機(jī)膨潤(rùn)土、交聯(lián)膨潤(rùn)土等。
根據(jù)層間主要交換性陽(yáng)離子的種類(lèi),膨潤(rùn)土通常分為鈉基膨潤(rùn)土和鈣基膨潤(rùn)土。天然膨潤(rùn)土多為鈣基膨潤(rùn)土,其物化性質(zhì)不甚理想,一般地講,鈉基膨潤(rùn)土比鈣基膨潤(rùn)土的性能優(yōu)越,主要表現(xiàn)在:鈉基膨潤(rùn)土吸水速度慢,但吸水率和膨脹倍數(shù)大,最大吸水量為其體積的8-15倍,膨脹倍數(shù)從幾倍到30余倍,陽(yáng)離子交換量高,在水中分散性好,膠質(zhì)價(jià)高,并且懸浮性、觸變性、熱穩(wěn)定性、粘接性、可塑性較好,吸水強(qiáng)度、干壓強(qiáng)度、熱濕拉強(qiáng)度也較高。所以,鈉基膨潤(rùn)土比鈣基膨潤(rùn)上經(jīng)濟(jì)價(jià)值高,工業(yè)上常將鈣土鈉化制備鈉土。鈉基膨潤(rùn)土在鑄造行業(yè)、鉆井泥漿、鐵礦球團(tuán)、干燥劑、污水處理、建筑工程防水材料、涂料等7種行業(yè)需求用量較大。
高白膨潤(rùn)土是白度最少在80以上的高純度鈉（鈣）基膨潤(rùn)土，高白膨潤(rùn)土受益于其高亮度和白度以及較高水平的化學(xué)純度，在日化用品、陶瓷、造紙、涂料、制酒、食品等許多方面深受歡迎。
活性白土是用膨潤(rùn)土為原料，經(jīng)活化處理，再經(jīng)水漂洗、干燥制成的吸附劑，外觀為乳白色粉末，無(wú)臭、無(wú)味、無(wú)毒，吸附性能很強(qiáng)，能吸附有色物質(zhì)及有機(jī)物。在空氣中易吸潮,放置過(guò)久會(huì)降低吸附性能。但是,加熱至300℃以上便開(kāi)始失去結(jié)晶水,結(jié)構(gòu)發(fā)生變化,影響褪色效果?；钚园淄敛蝗苡谒⒂袡C(jī)溶劑和各種油類(lèi)中,幾乎完全溶于熱燒堿和鹽酸中,相對(duì)密度2.3-2.5,在水及油中膨潤(rùn)極小。廣泛用于礦物油、動(dòng)植物油脂、制蠟及有機(jī)液體的脫色精制。還可用作水分干燥劑，內(nèi)服藥物堿解毒劑,維生素A、B吸附劑,潤(rùn)滑油重合接觸劑,汽油氣相精制劑等,還可用作中溫聚合催化劑、高溫聚合劑和制造顆粒白土的原料。
通過(guò)對(duì)貯量豐富、生產(chǎn)量大的鈣膨潤(rùn)土進(jìn)行簡(jiǎn)單的改性處理,可得到鋰膨潤(rùn)土。在鈣膨潤(rùn)土體系中加入鋰鹽(如碳酸鋰),使鋰離子取代鈣離子并達(dá)到飽和,即可使鈣膨潤(rùn)土變?yōu)殇嚺驖?rùn)土,達(dá)到改性的目的。目前,能在有機(jī)溶劑中溶脹和形成膠體的材料較少,而鋰基膨潤(rùn)土能夠在有機(jī)溶劑中溶脹成膠。鋰基膨潤(rùn)土既具有鈉基膨潤(rùn)土浸水水化膨脹性能,又具有有機(jī)膨潤(rùn)土特性,在水和極性有機(jī)溶劑如乙醇中均能溶解成膠體或充分溶脹使涂料的粘度增強(qiáng),適用于水基涂料、耐火基料涂料作增稠劑、懸浮穩(wěn)定劑。
有機(jī)膨潤(rùn)土是有機(jī)液體的有效膠凝劑。在液態(tài)有機(jī)系統(tǒng)中加入相當(dāng)少量的有機(jī)膨潤(rùn)土,將大大影響其流變性,粘度增大,流動(dòng)性改變,使系統(tǒng)成為觸變的。有機(jī)膨潤(rùn)土主要用于油漆、印刷油墨、潤(rùn)滑油、化妝品及其他許多工業(yè)部門(mén),以控制粘度和流動(dòng)性,使生產(chǎn)更容易、儲(chǔ)存穩(wěn)定性及使用性能更好。
交聯(lián)膨潤(rùn)土就是用人工加工的辦法,用帶正電荷的交聯(lián)劑代替蒙脫石層間可交換的陽(yáng)離子,將其2：1單元層橋聯(lián)撐開(kāi),形成一種二維通道(2：1單元層為“板”,交聯(lián)劑為“柱”)的層柱狀結(jié)構(gòu)的礦物,其層間距、柱間距可根據(jù)需要調(diào)節(jié)。常用的交聯(lián)劑為Al、Fe、Ni、Cr、Ti等金屬的聚羥基陽(yáng)離子。交聯(lián)膨潤(rùn)土具有很好的熱穩(wěn)定性,孔隙度高,比表面積大,最早作為催化劑用于石油化工行業(yè)。20世紀(jì)80年代后期,人們開(kāi)始注意到交聯(lián)膨潤(rùn)土在工業(yè)廢水處理方面的應(yīng)用研究。
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