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海泡石的应用领域也十分广泛,而经过提纯、海泡石磨粉机超细加工、改性等一系列处理的海泡石,可作为吸附剂、净化剂、除臭剂、补强剂、悬浮剂、触变剂、填充剂等应用于水处理、催化、橡胶、涂料、化肥、饲料等工业方面。除此之外,海泡石较好的抗盐性能和耐高温性能使其作为钻井优质泥浆原料应用于石油钻井、地热钻井等方面。
海泡石是一种纤维状镁硅酸盐粘土矿物,在其结构单元中,硅氧四面体与镁氧八面体相互交替,具有层状和链状的过渡特征。海泡石具有独特的理化性能,它的比表面积高(可达800-900m2/g)、孔隙率大,拥有很强的吸附与催化能力。
1. 吸附剂
目前,研究最多的是海泡石的吸附应用,可分为化学吸附与物理吸附。如活化处理的海泡石吸附重金属离子的主要形式为离子交换吸附和表面络合吸附,属化学吸附。活化处理海泡石使得其网状孔径变大的同时,其表面更多的酸性羟基暴露。这些羟基和水分子可与重金属离子络合,这种吸附属于表面络合吸附。这些重金属离子同时可与海泡石中的金属离子发生离子交换反应,这种吸附属于离子交换吸附。
2. 催化剂
海泡石巨大的比表面能及自身存在的大量的酸性、碱性中心,使其本身拥有一定的催化作用,还可与催化剂一起产生协同催化作用。海泡石化学组成与传统载体相似,并且具有很强的机械和热稳定性,具备做催化剂载体的良好条件。因此,海泡石在催化剂载体方面有着广阔的应用前景。
海泡石可用作活性组分Zn、Cu、Mo、W、Fe、Ca及Ni的载体,用于脱金属、脱沥青、加氢脱硫及加氢裂化等过程。目前,海泡石负载催化剂的制备方法主要包括水热-还原法、微乳液-海泡石浸润法和浸渍还原法。科学家以海泡石为载体、Ni为活性组分、稀土为助剂,以不同的浸渍方式制备了催化剂。结果表明,不同方式制得的Ni-RE/海泡石复合催化剂的活性均高于传统催化剂Ni/Al2O3,引入稀土元素更能降低反应的活化能、提高催化活性、抗硫性(苯加氢反应)。除此之外,复合催化剂的活性与焙烧温度、浸渍方式、稀土的种类及含量有关。
3. 增稠剂、悬浮剂和触变剂
海泡石良好的流变性使其成为有价值的增稠剂、悬浮剂和触变剂,广泛应用于化妆品、肥皂、油漆、涂料等行业。以海泡石为填料的苯-丙涂料,具有高粘度、高触变性、较高拉伸强度、不透水性等特点,同时由于其高的孔隙率,单位质量涂料所获得体积更大,遮盖力也增大,是制备厚保温涂料的良好填料。不仅如此,用海泡石、合成树脂、颜料生产的合成涂料已得到普遍应用。这种涂料能在墙壁上形成色泽调和、耐擦洗、可吸附部分有害气体的薄膜,可长期保持室内空气清洁,改善室内环境。
随着化妆品市场的繁荣,海泡石也得到了有效的利用。把海泡石加入到化妆品中作增稠剂和触变剂,可使乳膏状化妆品具有适中的粘度及良好的保水性能,且不需对其进行预胶凝化处理。悬浮体的粘度随液相温度的升高而增大,这在化妆品工业中很有应用价值。
4. 造浆剂
海泡石粘土在盐水中具有良好的造浆性能,用NaOH将其悬浮液的pH值调到9-10,可大幅提高其粘度。在南海油田进行的钻井实验中,成功地用该粘土代替不适宜海水造浆的膨润土,配制出优质稠泥浆和阳离子泥浆,钻进可达2730m。
5. 纤维增强剂
长期以来,石棉纤维以其优良的耐热性、摩擦性能、独特的表面性能和低廉的价格广泛用作摩擦材料的增强纤维。近年来,石棉纤维粉尘被确认为对人体有致癌作用,石棉摩擦材料的使用受到限制,因而迫切需要一种新的替代品。目前,按干法生产工艺制备出了海泡石摩擦材料,对其摩擦磨损性能进行测试,其摩擦系数稳定、磨损率低、高温磨损性能好、未出现热衰退现象,达到国标GBn257-68的要求。这充分表明,海泡石可作为一种新型摩擦材料满足工业要求。
6. 硫化剂
在橡胶工业中,由于海泡石具有较高的表面物理化学性质和较强的吸附性能,并通过表面处理改善其表面性能使其易被胶料分散和润湿,可达到中等补强性能及延长硫化时间、改善硫化过程的作用。目前海泡石在橡胶等高分子材料中的应用刚刚起步,应在此方面加大科研力度。
我国海泡石资源丰富,应用前景广泛。但由于技术等方面的限制,该材料的开发利用仍处于起步阶段。海泡石的吸附性仅次于活性炭,而且价格低廉,今后应加强其在环保及催化方面的研究。制备亚微米级甚至纳米级海泡石的研究,国内尚属空白。此外,将海泡石填充于高分子材料的研究也较少。总之,应加强对海泡石晶体化学的研究,进一步开发深加工技术,使之应用于更多的工业领域。
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