König der Tone: Attapulgit entschlüsseln

Attapulgit pAttapulgit weist eine einzigartige eindimensionale Stäbchenkristallmorphologie auf. Seine Kristalle bestehen aus Silizium-Sauerstoff-Tetraederschichten und Magnesium-(Aluminium)-Sauerstoff-Oktaederschichten. Im Inneren der Stäbchenkristalle befinden sich regelmäßige Porenkanäle. Diese besondere Mikrostruktur verleiht Attapulgit viele hervorragende Eigenschaften. Die Stäbchenkristalle verflechten sich und bilden ein faseriges Aggregat. Auf makroskopischer Ebene zeigt es eine gute Flexibilität und Plastizität.

Physikalische und chemische Eigenschaften

Adsorption:
Attapulgit hat eine große spezifische Oberfläche. Es weist ein starkes Adsorptionsvermögen auf. Es kann organische Moleküle, Schwermetallionen und Gasmoleküle effektiv adsorbieren. Unter gleichen Bedingungen kann es 30–50 % mehr Schadstoffe adsorbieren als herkömmliche Adsorbentien.

Kolloidale Eigenschaften:
In Wasser bildet es stabile kolloidale Dispersionen. Es verfügt über eine gute Thixotropie und Suspension. Diese Eigenschaft ist entscheidend für Beschichtungen und Bohrschlamm. Es verbessert die rheologischen Eigenschaften deutlich.

Ionenaustausch:
Die Kationen in der Kristallstruktur können sich mit Lösungskationen austauschen. Diese Eigenschaft ist nützlich bei der Bodenverbesserung und Abwasserbehandlung. Sie hilft, den pH-Wert des Bodens zu regulieren und schädliche Ionen zu entfernen.

Chemisch Stabilität:
Attapulgit weist eine gute chemische Stabilität auf. Es reagiert nicht leicht in normalen Säure-Base-Umgebungen. Es hält einigen hohen Temperaturen stand. Dadurch eignet es sich für komplexe Industrieumgebungen.

Modifikation von Attapulgit

Die einzigartige Struktur und die einzigartigen Eigenschaften verleihen Attapulgit einen hohen Anwendungswert. Die Kristallstruktur begrenzt jedoch seine Adsorptionsleistung. Daher ist nach der Reinigung eine Oberflächenmodifizierung notwendig. Dieser Prozess vergrößert Oberfläche, Oberflächenladung und Porengröße. Dadurch verbessern sich die Adsorptions- und Trägereigenschaften.

Anwendungsfelder

Umweltschutz

• Wasseraufbereitung:
  Durch die starke Adsorption werden Schwermetalle, organische Schadstoffe und Gerüche entfernt. Es können über 95% Bleiionen aus dem Abwasser entfernt werden.
• Luftreinigung:
  Es können luftreinigende Materialien hergestellt werden. Diese absorbieren schädliche Gase (Formaldehyd, Benzol, SO₂) und Partikel. In Kombination mit Aktivkohle verbessert sich die Formaldehydentfernung um etwa 20%.
• Bodensanierung:
  Es reguliert den pH-Wert, verbessert den Boden und adsorbiert Schadstoffe. Die Zugabe von Attapulgit reduziert die Aufnahme von Schwermetallen durch die Pflanzen um 30%–40%. Dies gewährleistet die Lebensmittelsicherheit.

Chemische Industrie

• Katalysatorträger:
  Die große Oberfläche und Stabilität machen es zu einem idealen Katalysatorträger. Es unterstützt viele aktive Komponenten. Bei Methanol-zu-Olefin-Reaktionen verbessert sich die Olefinselektivität um mehr als 10%.
• Adsorbent:
  Es verfeinert und reinigt chemische Produkte. Beispielsweise dominieren Attapulgit-Ton-Entfärber die Speiseölraffination. Sie zeigen eine bessere Leistung als herkömmliche Mittel.
• Gummi- und Kunststoffadditiv:
  Es verbessert die mechanische Festigkeit, Hitzebeständigkeit und Alterungsbeständigkeit. Es senkt außerdem die Produktionskosten. Die Zugabe von 5%–10% Attapulgit erhöht die Zugfestigkeit des Gummis um 15%–20%.

Landwirtschaft

• Futterzusatz: Reich an Spurenelementen (wie Jod, Zink und Selen) ergänzt es die für das Tierwachstum benötigten Nährstoffe. Seine Adsorptionseigenschaften tragen zudem dazu bei, das Gleichgewicht des gastrointestinalen Mikrobioms des Tieres zu regulieren, die Immunität und Futterverwertung des Tieres zu verbessern und den Antibiotikaeinsatz zu reduzieren. Die Zugabe einer angemessenen Menge Attapulgit zum Vieh- und Geflügelfutter kann das Auftreten von Tierkrankheiten um 20%–30% reduzieren und die Gewichtszunahme um 10%–15% steigern.
• Düngemittelverstärker: Es absorbiert Nährstoffe aus Düngemitteln, reduziert so den Nährstoffverlust, ermöglicht eine langsame Nährstofffreisetzung und verbessert die Düngemittelausnutzung. In Kombination mit herkömmlichen chemischen Düngemitteln kann es die Düngemittelausnutzung um 15%–20% steigern, die Düngemittelauftragsmengen reduzieren und die landwirtschaftliche diffuse Verschmutzung verringern.
• Bodenverbesserer: Es verbessert die Bodenaggregatstruktur, erhöht die Wasser- und Düngemittelspeicherung im Boden und fördert das Wurzelwachstum der Nutzpflanzen. Der Einsatz von Attapulgit-Bodenverbesserern in sandigen Böden kann die Wasserspeicherung im Boden um 30–40 % erhöhen und so die Ernteerträge deutlich steigern.

Andere Anwendungen

• Baustoffe: Attapulgit kann bei der Herstellung von Dämmstoffen, feuerfesten Materialien, Baubeschichtungen und anderen Produkten eingesetzt werden und deren Leistung verbessern. Beispielsweise kann die Zugabe von Attapulgit zu Dämmstoffen deren Wärmeleitfähigkeit um 10–15 % reduzieren und so die Wärmedämmung verbessern. Die Zugabe zu Baubeschichtungen kann die Scheuer- und Schimmelbeständigkeit verbessern.
• Tägliche Chemikalien: Es kann in Kosmetika (wie Lippenstiften, Grundierungen und Lotionen) und Reinigungsmitteln verwendet werden, um deren Textur, Stabilität und Funktionalität zu verbessern. Die Zugabe von Attapulgit zu Lippenstiften kann diese zarter und haltbarer machen. Die Zugabe zu Reinigungsmitteln kann deren Reinigungskraft und Anti-Repositionseigenschaften verbessern.
• Papierherstellung: Als Füllstoff und Beschichtung Bei Papier kann es die Papierfestigkeit, den Weißgrad und die Bedruckbarkeit verbessern und gleichzeitig die Produktionskosten senken. Durch Zugabe einer angemessenen Menge Attapulgit zum Papier kann die Zugfestigkeit um 10%-15% und der Weißgrad um 5-8 Prozentpunkte erhöht werden.

Abschluss

Forscher erforschen die Stäbchen-Kristall- und Poren-Kanal-Struktur von Attapulgit. Sie entwickeln fortschrittliche Nanomaterialien mit präzisen, zielgerichteten Funktionen. Diese neuen Materialien werden in der Adsorption, Katalyse und in Verbundwerkstoffen eingesetzt. Zukünftige Forschung wird die hochwertigen Anwendungen von Attapulgit vorantreiben. Die Industrie wird sich auf höherwertige Materialien konzentrieren. Dies steigert den Produktwert, verbessert die Industriekette und unterstützt eine nachhaltige Entwicklung.