Atapulgit pmemiliki morfologi batang-kristal satu dimensi yang unik. Kristalnya terdiri dari lembaran tetrahedral silikon-oksigen dan lembaran oktahedral magnesium (aluminium)-oksigen. Di dalam kristal batang, terdapat saluran pori yang teratur. Struktur mikro khusus ini memberikan atapulgit banyak sifat yang sangat baik. Kristal batang saling terjalin dan membentuk agregat berserat. Pada tingkat makroskopis, atapulgit menunjukkan fleksibilitas dan plastisitas yang baik.
Sifat Fisika dan Kimia
Adsorpsi:
Attapulgit memiliki luas permukaan spesifik yang besar. Attapulgit menunjukkan kemampuan adsorpsi yang kuat. Attapulgit dapat secara efektif mengadsorpsi molekul organik, ion logam berat, dan molekul gas. Dalam kondisi yang sama, attapulgit dapat mengadsorpsi polutan 30%–50% lebih banyak daripada adsorben tradisional.
Sifat koloid:
Dalam air, ia membentuk dispersi koloid yang stabil. Ia memiliki tiksotropi dan suspensi yang baik. Sifat ini sangat penting dalam pelapisan dan lumpur pengeboran. Ia meningkatkan kinerja reologi secara signifikan.
Pertukaran ion:
Kation dalam struktur kristal dapat bertukar dengan kation dalam larutan. Fitur ini berguna dalam perbaikan tanah dan pengolahan air limbah. Kation ini membantu mengatur pH tanah dan menghilangkan ion-ion berbahaya.
Bahan kimia stabilitas:
Attapulgit memiliki stabilitas kimia yang baik. Attapulgit tidak mudah bereaksi dalam lingkungan asam-basa normal. Attapulgit juga dapat menahan suhu tinggi. Hal ini membuatnya cocok untuk lingkungan industri yang kompleks.
Modifikasi Attapulgite
Struktur dan sifatnya yang unik menjadikan atapulgit bernilai tinggi untuk aplikasinya. Namun, struktur kristalnya membatasi kinerja adsorpsinya. Oleh karena itu, setelah pemurnian, modifikasi permukaan diperlukan. Proses ini meningkatkan luas permukaan, muatan permukaan, dan ukuran pori. Hasilnya, sifat adsorpsi dan pembawanya meningkat.
Bidang Aplikasi
Perlindungan Lingkungan
- Pemurnian air:
Adsorpsi yang kuat menghilangkan logam berat, polutan organik, dan bau. Dapat menghilangkan lebih dari 95% ion timbal dari air limbah. - Pemurnian udara:
Dapat menghasilkan bahan pemurni udara. Bahan-bahan ini menyerap gas berbahaya (formaldehida, benzena, SO₂) dan partikulat. Ketika dikombinasikan dengan karbon aktif, penyerapan formaldehida meningkat sekitar 20%. - Remediasi tanah:
Attapulgit mengatur pH, memperbaiki kondisi tanah, dan menyerap kontaminan. Penambahan atapulgit mengurangi penyerapan logam berat oleh tanaman sebesar 30%–40%. Hal ini menjamin keamanan pangan.
Industri kimia
- Pembawa katalis:
Luas permukaan dan stabilitas yang tinggi menjadikannya pembawa katalis yang ideal. Ia mendukung banyak komponen aktif. Dalam reaksi metanol-menjadi olefin, selektivitas olefin meningkat lebih dari 10%. - Adsorben:
Ini memurnikan dan memurnikan produk kimia. Misalnya, penghilang warna lempung attapulgit mendominasi proses pemurnian minyak nabati. Mereka menunjukkan kinerja yang lebih baik daripada agen tradisional. - Aditif karet dan plastik:
Ini meningkatkan kekuatan mekanis, ketahanan panas, dan ketahanan penuaan. Ini juga mengurangi biaya produksi. Penambahan atapulgit 5%–10% meningkatkan kekuatan tarik karet sebesar 15%–20%.
Pertanian
- Aditif Pakan: Kaya akan unsur mikro (seperti yodium, seng, dan selenium), atapulgit melengkapi nutrisi yang dibutuhkan untuk pertumbuhan hewan. Sifat adsorpsinya juga membantu mengatur keseimbangan mikrobioma gastrointestinal hewan, meningkatkan kekebalan dan pemanfaatan pakan hewan, serta mengurangi penggunaan antibiotik. Penambahan atapulgit dalam jumlah yang tepat pada pakan ternak dan unggas dapat mengurangi insiden penyakit hewan sebesar 20%-30% dan meningkatkan pertambahan berat badan sebesar 10%-15%.
- Penambah Pupuk: Menyerap nutrisi dari pupuk, mengurangi kehilangan nutrisi, memungkinkan pelepasan nutrisi secara perlahan, dan meningkatkan pemanfaatan pupuk. Ketika digunakan bersama pupuk kimia konvensional, dapat meningkatkan pemanfaatan pupuk sebesar 15%-20%, mengurangi tingkat aplikasi pupuk dan mengurangi polusi sumber tak langsung pertanian.
- Pengkondisi Tanah: Memperbaiki struktur agregat tanah, meningkatkan retensi air dan pupuk, serta mendorong pertumbuhan akar tanaman. Penggunaan pengkondisi tanah atapulgit pada tanah berpasir dapat meningkatkan retensi air tanah sebesar 30%-40%, sehingga meningkatkan hasil panen secara signifikan.
Aplikasi Lainnya
- Bahan bangunan: Attapulgit dapat digunakan dalam produksi material insulasi, material tahan api, pelapis arsitektur, dan produk lainnya, sehingga meningkatkan kinerjanya. Sebagai contoh, penambahan attapulgit ke material insulasi dapat mengurangi konduktivitas termalnya sebesar 10%-15%, sehingga meningkatkan insulasi termal. Penambahan attapulgit ke pelapis arsitektur dapat meningkatkan ketahanan gosok dan ketahanan terhadap jamur.
- Bahan Kimia Harian: Attapulgit dapat digunakan dalam kosmetik (seperti lipstik, alas bedak, dan losion) serta deterjen untuk meningkatkan tekstur, stabilitas, dan fungsi produk. Penambahan attapulgit pada lipstik dapat membuatnya lebih halus dan tahan lebih lama. Penambahan attapulgit pada deterjen dapat meningkatkan sifat deterjensi dan anti-redeposisinya.
- Pembuatan kertas: Sebagai pengisi dan lapisan Untuk kertas, attapulgit dapat meningkatkan kekuatan kertas, tingkat keputihan, dan kemampuan cetak, sekaligus mengurangi biaya produksi. Penambahan attapulgit dalam jumlah yang tepat ke kertas dapat meningkatkan kekuatan tariknya sebesar 10%-15% dan tingkat keputihannya sebesar 5-8 poin persentase.
Kesimpulan
Para peneliti sedang mengeksplorasi struktur batang-kristal dan saluran pori attapulgit. Mereka sedang membangun nanomaterial canggih dengan fungsi yang presisi dan terarah. Material baru ini akan digunakan dalam adsorpsi, katalisis, dan komposit. Penelitian di masa mendatang akan memajukan aplikasi attapulgit yang bernilai tinggi. Industri akan beralih ke material yang lebih canggih. Hal ini akan meningkatkan nilai produk, meningkatkan rantai industri, dan mendukung pembangunan berkelanjutan.