蒙脫石是膨潤土的主要礦物組成，具有納微米級粒徑、大比表面積、特殊的納米層間域、層間離子可交換性等物化性質(zhì)，且分布廣泛、儲(chǔ)量豐富、價(jià)格低廉；由于類質(zhì)同像置換作用，蒙脫石片層往往帶負(fù)電荷，使得其層間具有大量可交換的補(bǔ)償性陽離子，且蒙脫石的端面往往含有大量羥基（如硅醇基、鋁/鎂/鐵羥基），這些結(jié)構(gòu)特征決定其具有很強(qiáng)的表/界面反應(yīng)活性，并且結(jié)構(gòu)和性能易于調(diào)控，因此，蒙脫石（膨潤土）作為廉價(jià)易得、環(huán)境友好的非金屬礦物材料，廣泛應(yīng)用于制備多功能環(huán)境材料。
1、蒙脫石礦物特點(diǎn)
蒙脫石是一種2:1型（TOT型）黏土礦物，屬于含水的層狀鋁硅酸鹽礦物，其結(jié)構(gòu)單元層是由兩片頂角朝里的Si-O四面體片（T層）中夾一Al-O4(OH)2八面體片（O層）組成。蒙脫石片層八面體中的Al3+常被Mg2+、Fe2+等替代，四面體中Si4+常被Al3+替代，使得蒙脫石每個(gè)單位晶胞有0.2~0.6的永久負(fù)電荷。為了平衡四面體和八面體電荷，層間存在一價(jià)或二價(jià)陽離子，如Ca2+、Na+、K+、Li+等。在pH值為7時(shí)層間可以被交換的陽離子的總量稱為陽離子交換容量（CEC）。
由于蒙脫石片層帶負(fù)電荷，層間存在平衡電價(jià)的可交換水合陽離子，如Na＋、Ca2+、Mg2+等，它們多以水合離子形式存在，層間陽離子的水合作用導(dǎo)致蒙脫石具有膨脹性。根據(jù)固體酸理論，蒙脫石表面和邊緣具有布朗斯特酸（B酸）和路易斯酸（L酸）。這些結(jié)構(gòu)特性為蒙脫石礦物的結(jié)構(gòu)調(diào)整和表面性質(zhì)的改造提供了可能。
蒙脫石晶體顆粒較?。?lt;2μm），顆粒通常由成百上千的結(jié)構(gòu)單元層堆垛而成，單元片層之間構(gòu)成的層間域就成為一個(gè)比表面積理論值達(dá)800m2/g的巨大內(nèi)表面空間，且蒙脫石層間具有層間交換、層間吸附、層間聚合、層間催化以及可改造性等特性，是很多物理、化學(xué)反應(yīng)的重要場所?；谶@些特殊性質(zhì)，蒙脫石作為來源豐富、價(jià)格低廉和環(huán)境友好的黏土礦物，常作為吸附劑用于環(huán)境污染治理，通過離子交換和絡(luò)合作用（與端面羥基作用）吸附多種污染物（如重金屬陽離子）。實(shí)際應(yīng)用中通常對蒙脫石結(jié)構(gòu)和表面性質(zhì)進(jìn)行加工改造，以達(dá)到最理想的吸附效果。
2、蒙脫石環(huán)境材料構(gòu)建方法
由于結(jié)構(gòu)片層表面和端面存在較強(qiáng)的極性基團(tuán)，蒙脫石總體表現(xiàn)出強(qiáng)的親水疏油性，這使得其對弱極性和非極性有機(jī)物的吸附性能較差。
選取適當(dāng)?shù)谋砻婊钚詣?、硅烷偶?lián)劑，通過插層、嫁接及柱撐等表面改性處理，可將其親水性表面改造成疏水親油性表面，改變表面張力與接觸角，大大提高了其對有機(jī)污染物的吸附性能，因此，蒙脫石可作為污染物的吸附劑、催化劑、混凝劑等廣泛應(yīng)用于環(huán)境污染治理與修復(fù)領(lǐng)域。
按照改性劑屬性，蒙脫石環(huán)境材料的構(gòu)建方法大致可以分為有機(jī)改性、無機(jī)改性、無機(jī)-有機(jī)復(fù)合改性等。
?。?）有機(jī)改性蒙脫石是指利用有機(jī)分子、離子、聚合物等，通過離子鍵、共價(jià)鍵、氫鍵及范德華力與蒙脫石黏土礦物片層結(jié)合而形成的有機(jī)黏土。有機(jī)改性劑主要有陽離子表面活性劑、非離子表面活性劑、兩性表面活性劑、陽離子聚合物、有機(jī)硅烷等。
?。?）無機(jī)改性蒙脫石是指利用蒙脫石的熱性能、耐酸性、陽離子可交換性，通過加熱、酸化、無機(jī)陽離子柱撐等無機(jī)改性方法制備的無機(jī)黏土礦物。在此過程中，蒙脫石的物理化學(xué)性能發(fā)生改變，從而適應(yīng)使用需求。無機(jī)改性蒙脫石主要包括熱處理、酸活化、無機(jī)柱撐和負(fù)載型蒙脫石。
?。?）無機(jī)-有機(jī)復(fù)合改性主要以表面活性劑或者有機(jī)硅烷作為有機(jī)改性劑，以聚合羥基鋁離子作為無機(jī)柱撐劑，同時(shí)改性蒙脫石，所得的有機(jī)-無機(jī)復(fù)合改性蒙脫石（IOMts）同時(shí)含有有機(jī)和無機(jī)兩種類型的活性基團(tuán)，因此表現(xiàn)出良好的多功能吸附特性，可以同時(shí)吸附水中無機(jī)和有機(jī)污染物，有望成為一種高效、廣譜的污水處理和環(huán)境修復(fù)新材料。
根據(jù)不同的構(gòu)建方法，改性蒙脫石可分為熱處理蒙脫石、酸化蒙脫石、有機(jī)蒙脫石、無機(jī)柱撐蒙脫石、無機(jī)-有機(jī)復(fù)合蒙脫石等。不同的構(gòu)建方法會(huì)影響改性蒙脫石的表面性質(zhì)和結(jié)構(gòu)特征，進(jìn)而影響其吸附性能，例如：
酸處理蒙脫石有較大的比表面積和陽離子交換性能，常用于吸附陽離子型污染物；
有機(jī)蒙脫石表面大多呈疏水性，可以通過表面吸附和分配作用有效去除水體中的有機(jī)污染物；
柱撐蒙脫石層間域含有不同的無機(jī)功能試劑，可吸附無機(jī)污染物，也可通過催化/氧化-還原反應(yīng)降解有機(jī)污染物；
復(fù)合蒙脫石同時(shí)負(fù)載了有機(jī)和無機(jī)改性劑，因而擁有更豐富的污染控制功能。
來源：卿艷紅,蘇小麗,王鉞博,等.蒙脫石黏土礦物環(huán)境材料構(gòu)建的研究進(jìn)展[J].材料導(dǎo)報(bào):1-20.
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