Atapulgita pPresenta una morfología única de cristales en forma de varilla unidimensional. Sus cristales consisten en láminas tetraédricas de silicio-oxígeno y láminas octaédricas de magnesio (aluminio)-oxígeno. Dentro de los cristales en forma de varilla, existen canales porosos regulares. Esta microestructura especial le confiere a la atapulgita numerosas propiedades excelentes. Los cristales en forma de varilla se entrelazan y forman un agregado fibroso. A nivel macroscópico, presenta buena flexibilidad y plasticidad.
Propiedades físicas y químicas
Adsorción:
La atapulgita posee una gran superficie específica y una gran capacidad de adsorción. Puede adsorber eficazmente moléculas orgánicas, iones de metales pesados y moléculas de gas. En las mismas condiciones, puede adsorber entre 30% y 50% más contaminantes que los adsorbentes tradicionales.
Propiedades coloidales:
En agua, forma dispersiones coloidales estables. Presenta buena tixotropía y capacidad de suspensión. Esta propiedad es crucial en recubrimientos y lodos de perforación. Mejora significativamente el rendimiento reológico.
Intercambio iónico:
Los cationes en la estructura cristalina pueden intercambiarse con los cationes de la solución. Esta característica es útil para la mejora del suelo y el tratamiento de aguas residuales. Ayuda a regular el pH del suelo y a eliminar iones nocivos.
Químico estabilidad:
La atapulgita posee buena estabilidad química. No reacciona fácilmente en ambientes ácido-base normales. Soporta altas temperaturas, lo que la hace adecuada para entornos industriales complejos.
Modificación de la atapulgita
Su estructura y propiedades únicas confieren a la atapulgita un alto valor aplicativo. Sin embargo, la estructura cristalina limita su capacidad de adsorción. Por lo tanto, tras la purificación, es necesaria la modificación de la superficie. Este proceso aumenta el área superficial, la carga superficial y el tamaño de poro. Como resultado, mejoran las propiedades de adsorción y de transporte.
Campos de aplicación
Protección ambiental
- Purificación del agua:
La potente adsorción elimina metales pesados, contaminantes orgánicos y olores. Puede eliminar más de 951 TP3T de iones de plomo de las aguas residuales. - Purificación de aire:
Puede fabricar materiales purificadores de aire. Estos absorben gases nocivos (formaldehído, benceno, SO₂) y partículas. Al combinarse con carbón activado, la eliminación de formaldehído mejora en aproximadamente 201TP₃T. - Remediación de suelos:
Regula el pH, mejora el suelo y adsorbe contaminantes. La adición de atapulgita reduce la absorción de metales pesados por los cultivos en 30%–40%. Esto garantiza la seguridad alimentaria.
Industria química
- Portador de catalizador:
Su alta área superficial y estabilidad lo convierten en un soporte ideal para catalizadores. Admite numerosos componentes activos. En las reacciones de metanol a olefina, la selectividad para olefinas mejora en más de 10%. - Adsorbente:
Refina y purifica productos químicos. Por ejemplo, los decolorantes de arcilla de atapulgita predominan en la refinación de aceites comestibles. Presentan un mejor rendimiento que los agentes tradicionales. - Aditivo para caucho y plástico:
Mejora la resistencia mecánica, la resistencia térmica y la resistencia al envejecimiento. También reduce el costo de producción. La adición de atapulgita 5%–10% aumenta la resistencia a la tracción del caucho en 15%–20%.
Agricultura
- Aditivo para piensos: Rico en oligoelementos (como yodo, zinc y selenio), complementa los nutrientes necesarios para el crecimiento animal. Sus propiedades de adsorción también ayudan a regular el equilibrio del microbioma gastrointestinal, mejoran la inmunidad y la utilización del alimento, y reducen el uso de antibióticos. Añadir una cantidad adecuada de atapulgita al alimento para ganado y aves de corral puede reducir la incidencia de enfermedades animales entre un 20% y un 30%, y aumentar la ganancia de peso entre un 10% y un 15%.
- Mejorador de fertilizantes: Absorbe los nutrientes de los fertilizantes, reduciendo su pérdida, permitiendo una liberación lenta de nutrientes y mejorando su utilización. Al combinarse con fertilizantes químicos convencionales, puede aumentar la utilización de fertilizantes entre 15% y 20%, reduciendo así las tasas de aplicación y la contaminación agrícola difusa.
- Acondicionador de suelo: Mejora la estructura de los agregados del suelo, aumenta la retención de agua y fertilizantes, y promueve el crecimiento radicular. El uso de acondicionadores de suelo a base de atapulgita en suelos arenosos puede aumentar la retención de agua en 30%-40%, lo que mejora significativamente el rendimiento de los cultivos.
Otras aplicaciones
- Materiales de construcción: La atapulgita se puede utilizar en la producción de materiales aislantes, materiales ignífugos, revestimientos arquitectónicos y otros productos, mejorando su rendimiento. Por ejemplo, añadir atapulgita a materiales aislantes puede reducir su conductividad térmica entre 10% y 15%, mejorando así el aislamiento térmico. Añadirla a revestimientos arquitectónicos puede mejorar la resistencia al frote y al moho.
- Sustancias químicas diarias: Se puede utilizar en cosméticos (como labiales, bases de maquillaje y lociones) y detergentes para mejorar la textura, la estabilidad y la funcionalidad del producto. Añadir atapulgita al lápiz labial puede hacerlo más delicado y duradero. Añadirla a los detergentes puede mejorar su detergencia y sus propiedades antirredeposición.
- Fabricación de papel: Como relleno y revestimiento En el caso del papel, puede mejorar su resistencia, blancura e imprimibilidad, a la vez que reduce los costos de producción. Añadir una cantidad adecuada de atapulgita al papel puede aumentar su resistencia a la tracción entre 10 y 15 puntos porcentuales y su blancura entre 5 y 8 puntos porcentuales.
Conclusión
Los investigadores están explorando las estructuras de varilla-cristal y poro-canal de la atapulgita. Están construyendo nanomateriales avanzados con funciones precisas y específicas. Estos nuevos materiales se utilizarán en adsorción, catálisis y compuestos. La investigación futura impulsará aplicaciones de alto valor para la atapulgita. La industria se orientará hacia materiales de alta gama. Esto aumentará el valor del producto, modernizará la cadena industrial y promoverá el desarrollo sostenible.