Attapulgite pL'attapulgite présente une morphologie cristalline unidimensionnelle unique en bâtonnets. Ses cristaux sont constitués de feuillets tétraédriques silicium-oxygène et de feuillets octaédriques magnésium (aluminium)-oxygène. À l'intérieur des bâtonnets se trouvent des canaux poreux réguliers. Cette microstructure particulière confère à l'attapulgite d'excellentes propriétés. Les bâtonnets s'entrelacent pour former un agrégat fibreux. À l'échelle macroscopique, elle présente une bonne flexibilité et une bonne plasticité.
Propriétés physiques et chimiques
Adsorption:
L'attapulgite possède une grande surface spécifique et une forte capacité d'adsorption. Elle peut adsorber efficacement les molécules organiques, les ions de métaux lourds et les molécules de gaz. Dans les mêmes conditions, elle peut adsorber 30%–50% de polluants supplémentaires que les adsorbants traditionnels.
Propriétés colloïdales:
Dans l'eau, il forme des dispersions colloïdales stables. Il présente une bonne thixotropie et une bonne capacité de suspension. Cette propriété est essentielle dans les revêtements et les boues de forage. Il améliore considérablement les performances rhéologiques.
Échange d'ions:
Les cations de la structure cristalline peuvent s'échanger avec les cations de la solution. Cette propriété est utile pour l'amélioration des sols et le traitement des eaux usées. Elle contribue à réguler le pH du sol et à éliminer les ions nocifs.
Chimique stabilité:
L'attapulgite présente une bonne stabilité chimique. Elle réagit difficilement dans les environnements acido-basiques habituels. Elle peut supporter des températures élevées, ce qui la rend adaptée aux environnements industriels complexes.
Modification de l'attapulgite
Sa structure et ses propriétés uniques confèrent à l'attapulgite un potentiel d'application important. Cependant, sa structure cristalline limite ses performances d'adsorption. Par conséquent, après purification, une modification de surface est nécessaire. Ce processus augmente la surface spécifique, la charge superficielle et la taille des pores. Il en résulte une amélioration des propriétés d'adsorption et de transport.
Domaines d'application
Protection de l'environnement
- Purification de l'eau:
Sa forte adsorption élimine les métaux lourds, les polluants organiques et les odeurs. Il peut éliminer plus de 951 TP3T d'ions plomb des eaux usées. - Purification de l'air:
Il permet de fabriquer des matériaux purificateurs d'air. Ceux-ci absorbent les gaz nocifs (formaldéhyde, benzène, SO₂) et les particules. Associé au charbon actif, l'élimination du formaldéhyde est améliorée d'environ 20%. - Assainissement des sols:
Il régule le pH, améliore le sol et adsorbe les contaminants. L'ajout d'attapulgite réduit l'absorption des métaux lourds par les cultures de 30% à 40%, garantissant ainsi la sécurité alimentaire.
Industrie chimique
- Support de catalyseur:
Sa grande surface spécifique et sa stabilité en font un support de catalyseur idéal. Il supporte de nombreux composants actifs. Dans les réactions méthanol-oléfine, la sélectivité en oléfines est améliorée de plus de 10%. - Adsorbant:
Il raffine et purifie les produits chimiques. Par exemple, les décolorants à base d'argile attapulgite dominent le raffinage des huiles alimentaires. Leurs performances sont supérieures à celles des agents traditionnels. - Additif pour caoutchouc et plastique:
Il améliore la résistance mécanique, la résistance à la chaleur et la résistance au vieillissement. Il réduit également les coûts de production. L'ajout d'attapulgite 5%–10% augmente la résistance à la traction du caoutchouc de 15%–20%.
Agriculture
- Additif alimentaire : Riche en oligo-éléments (tels que l'iode, le zinc et le sélénium), elle complète les nutriments nécessaires à la croissance animale. Ses propriétés d'adsorption contribuent également à réguler l'équilibre du microbiome gastro-intestinal, à améliorer l'immunité animale et l'assimilation des aliments, et à réduire le recours aux antibiotiques. L'ajout d'une quantité appropriée d'attapulgite à l'alimentation du bétail et des volailles peut réduire l'incidence des maladies animales de 20% à 30% et augmenter la prise de poids de 10% à 15%.
- Améliorateur d'engrais : Il absorbe les nutriments des engrais, réduisant ainsi les pertes, permettant une libération lente des nutriments et améliorant leur utilisation. Utilisé en association avec des engrais chimiques conventionnels, il peut augmenter l'utilisation des engrais de 15% à 20%, réduisant ainsi les taux d'application et la pollution agricole diffuse.
- Conditionneur de sol : Il améliore la structure des agrégats du sol, augmente la rétention d'eau et d'engrais, et favorise la croissance racinaire des cultures. L'utilisation d'amendements à base d'attapulgite dans les sols sableux peut augmenter la rétention d'eau de 30% à 40%, augmentant ainsi considérablement les rendements.
Autres applications
- Matériaux de construction: L'attapulgite peut être utilisée dans la production de matériaux isolants, de matériaux ignifuges, de revêtements architecturaux et d'autres produits, améliorant ainsi leurs performances. Par exemple, l'ajout d'attapulgite aux matériaux isolants peut réduire leur conductivité thermique de 10% à 15%, améliorant ainsi l'isolation thermique. Son ajout aux revêtements architecturaux peut améliorer la résistance à l'abrasion et à la moisissure.
- Produits chimiques quotidiens : On peut l'utiliser dans les cosmétiques (rouges à lèvres, fonds de teint et lotions) et les détergents pour améliorer la texture, la stabilité et la fonctionnalité des produits. L'ajout d'attapulgite au rouge à lèvres peut le rendre plus délicat et prolonger sa tenue. Son ajout aux détergents peut renforcer ses propriétés détergentes et anti-redéposition.
- Fabrication du papier : En tant que remplissage et revêtement Pour le papier, elle peut améliorer la résistance, la blancheur et l'imprimabilité du papier, tout en réduisant les coûts de production. L'ajout d'une quantité appropriée d'attapulgite au papier peut augmenter sa résistance à la traction de 10% à 15% et sa blancheur de 5 à 8 points de pourcentage.
Conclusion
Les chercheurs explorent les structures cristallines en bâtonnets et les structures poro-canaux de l'attapulgite. Ils construisent des nanomatériaux avancés aux fonctions précises et ciblées. Ces nouveaux matériaux serviront à l'adsorption, à la catalyse et aux composites. Les recherches futures permettront de développer des applications à forte valeur ajoutée de l'attapulgite. L'industrie évoluera vers des matériaux haut de gamme. Cela permettra d'accroître la valeur des produits, de moderniser la chaîne industrielle et de soutenir le développement durable.