[科普中國(guó)]-蒙脫石？這可不是簡(jiǎn)單的石頭

蒙脫石具有典型的層狀結(jié)構(gòu)、離子交換性能強(qiáng)、比表面積大等優(yōu)點(diǎn)，是研究和應(yīng)用最為廣泛的粘土礦物材料之一，也是一類具有2∶1型層狀結(jié)構(gòu)的粘土礦物。

不過(guò)，天然膨潤(rùn)土中蒙脫石的純度并不高，蒙脫石含量一般只在50%至80%之間，甚至更低，在蒙脫石的柱撐和深加工時(shí)，可通過(guò)簡(jiǎn)單金屬離子、有機(jī)季胺鹽、羥基金屬等柱撐，使其層間距、比表面積、吸附性能、表面酸性和耐熱性能等性質(zhì)得到改善。

柱撐蒙脫石有以下基本特征：

1、孔徑分布：柱撐蒙脫石可滿足擇形吸附和分離的需要，因其具有比表面積大、孔徑可調(diào)控和分布均勻等特性。

2、熱穩(wěn)定性：是指柱撐蒙脫石的孔結(jié)構(gòu)在高溫水汽環(huán)境中的穩(wěn)定性。一般來(lái)說(shuō)，有粘土礦物本身的結(jié)構(gòu)、層面與柱體的相互作用以及層間域內(nèi)柱體的支撐密度和均勻性都可以是影響柱撐粘土熱穩(wěn)定性的因素。

3、化學(xué)活性：在石化工業(yè)中，其與一些重要的裂解、異構(gòu)化、烷基化、聚合、水合、水解等反應(yīng)與催化劑的酸堿性質(zhì)有密切的關(guān)系。

柱撐蒙脫石在很多應(yīng)用領(lǐng)域都具有潛力，近幾年的應(yīng)用方向主要圍繞在催化劑和吸附劑等方面。

1、催化劑及催化劑載體

柱撐蒙脫石具有大的比表面積、大而穩(wěn)定的開放型孔洞以及高活性和高酸性的表面，所以才具有催化性能。它能在裂化反應(yīng)中提高轉(zhuǎn)化率和選擇性，且在重油裂化中具有更好的熱穩(wěn)定性。

2、有害化學(xué)物質(zhì)吸附劑

柱撐蒙脫石對(duì)一些化學(xué)物質(zhì)有較好的選擇吸附性。如Al-柱撐蒙脫石對(duì)重金屬如Ni2+、Cu2+、Zn2+、Cd2+等具有很好的吸附作用，可作為這些重金屬污染離子的固化劑。柱撐蒙脫石在有機(jī)廢物處理方面也有應(yīng)用潛力，Al-柱撐蒙脫石對(duì)某些有機(jī)化合物也有選擇吸附作用。

另外，柱撐蒙脫石還可以用于處理核廢料。Al-柱撐蒙脫石經(jīng)冷凍干燥，于500℃下焙燒，可制成孔徑以中孔（2至20nm）為主（占75%）的多孔材料。經(jīng)NH3及Na+處理后，其陽(yáng)離子交換容量（CEC）可恢復(fù)到原來(lái)的70%。這樣制成的柱撐蒙脫石對(duì)Sr2+和Cs+放射性離子具有快速吸附的性質(zhì)，也表明其在放射性核廢料處理方面具有很大的潛力。

本文由河北師大講師地理學(xué)博士韓倩進(jìn)行科學(xué)性把關(guān)。

新華網(wǎng)科普事業(yè)部

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