Attapulgite pPresenta una morfologia cristallina a bastoncino unidimensionale unica. I suoi cristalli sono costituiti da lamine tetraedriche di silicio-ossigeno e lamine ottaedriche di magnesio (alluminio)-ossigeno. All'interno dei cristalli a bastoncino sono presenti canali porosi regolari. Questa speciale microstruttura conferisce all'attapulgite numerose proprietà eccellenti. I cristalli a bastoncino si intrecciano e formano un aggregato fibroso. A livello macroscopico, mostra buona flessibilità e plasticità.
Proprietà fisiche e chimiche
Adsorbimento:
L'attapulgite ha un'ampia superficie specifica e mostra una forte capacità di adsorbimento. Può adsorbire efficacemente molecole organiche, ioni di metalli pesanti e molecole di gas. Nelle stesse condizioni, può adsorbire 30%–50% in più di inquinanti rispetto agli adsorbenti tradizionali.
Proprietà colloidali:
In acqua, forma dispersioni colloidali stabili. Presenta una buona tissotropia e buona sospensione. Questa proprietà è fondamentale nei rivestimenti e nei fanghi di perforazione. Migliora significativamente le prestazioni reologiche.
scambio ionico:
I cationi nella struttura cristallina possono scambiarsi con i cationi in soluzione. Questa caratteristica è utile nel miglioramento del suolo e nel trattamento delle acque reflue. Aiuta a regolare il pH del terreno e a rimuovere gli ioni nocivi.
Chimico stabilità:
L'attapulgite ha una buona stabilità chimica. Non reagisce facilmente nei normali ambienti acido-base. Può resistere ad alte temperature. Questo la rende adatta ad ambienti industriali complessi.
Modifica dell'Attapulgite
La struttura e le proprietà uniche conferiscono all'attapulgite un elevato valore applicativo. Tuttavia, la struttura cristallina ne limita le prestazioni di adsorbimento. Pertanto, dopo la purificazione, è necessaria una modifica superficiale. Questo processo aumenta l'area superficiale, la carica superficiale e la dimensione dei pori. Di conseguenza, migliorano le proprietà di adsorbimento e di trasporto.
Campi di applicazione
Protezione ambientale
- Purificazione dell'acqua:
L'elevata capacità di adsorbimento rimuove metalli pesanti, inquinanti organici e odori. Può rimuovere oltre 951 TP3T di ioni di piombo dalle acque reflue. - Purificazione dell'aria:
Può produrre materiali purificatori dell'aria. Questi assorbono gas nocivi (formaldeide, benzene, SO₂) e particolato. In combinazione con carbone attivo, la rimozione della formaldeide migliora di circa 20%. - Bonifica del suolo:
Regola il pH, migliora il terreno e assorbe i contaminanti. L'aggiunta di attapulgite riduce l'assorbimento di metalli pesanti da parte delle colture di 30%–40%, garantendo così la sicurezza alimentare.
Industria chimica
- Supporto del catalizzatore:
L'elevata area superficiale e la stabilità lo rendono un veicolo ideale per catalizzatori. Supporta molti componenti attivi. Nelle reazioni da metanolo a olefina, la selettività per l'olefina migliora di oltre 10%. - Adsorbente:
Raffina e purifica i prodotti chimici. Ad esempio, i decoloranti a base di argilla attapulgite dominano la raffinazione degli oli commestibili. Hanno prestazioni migliori rispetto agli agenti tradizionali. - Additivo per gomma e plastica:
Migliora la resistenza meccanica, la resistenza al calore e la resistenza all'invecchiamento. Riduce inoltre i costi di produzione. L'aggiunta di attapulgite 5%–10% aumenta la resistenza alla trazione della gomma di 15%–20%.
Agricoltura
- Additivo per mangimi: Ricco di oligoelementi (come iodio, zinco e selenio), integra i nutrienti necessari per la crescita degli animali. Le sue proprietà di adsorbimento contribuiscono inoltre a regolare l'equilibrio del microbioma gastrointestinale degli animali, a migliorare l'immunità e l'utilizzo degli alimenti e a ridurre l'uso di antibiotici. L'aggiunta di una quantità adeguata di attapulgite ai mangimi per bestiame e pollame può ridurre l'incidenza delle malattie animali di 20%-30% e aumentare l'aumento di peso di 10%-15%.
- Potenziatore di fertilizzanti: Assorbe i nutrienti dai fertilizzanti, riducendone la perdita, consentendone un rilascio lento e migliorandone l'utilizzo. Se utilizzato in combinazione con fertilizzanti chimici convenzionali, può aumentare l'utilizzo di fertilizzanti di 15%-20%, riducendo i tassi di applicazione e l'inquinamento agricolo da fonti diffuse.
- Ammendante del terreno: Migliora la struttura degli aggregati del terreno, aumenta la ritenzione idrica e fertilizzante e promuove la crescita delle radici delle colture. L'utilizzo di ammendanti a base di attapulgite nei terreni sabbiosi può aumentare la ritenzione idrica del terreno di 30%-40%, incrementando significativamente le rese delle colture.
Altre applicazioni
- Materiali da costruzione: L'attapulgite può essere utilizzata nella produzione di materiali isolanti, materiali ignifughi, rivestimenti architettonici e altri prodotti, migliorandone le prestazioni. Ad esempio, l'aggiunta di attapulgite ai materiali isolanti può ridurne la conduttività termica di 10%-15%, migliorando l'isolamento termico. L'aggiunta di attapulgite ai rivestimenti architettonici può migliorare la resistenza all'abrasione e alla muffa.
- Prodotti chimici quotidiani: Può essere utilizzato in cosmetici (come rossetti, fondotinta e lozioni) e detergenti per migliorare la consistenza, la stabilità e la funzionalità del prodotto. L'aggiunta di attapulgite al rossetto può renderlo più delicato e duraturo. L'aggiunta ai detergenti può migliorarne le proprietà detergenti e anti-rideposizione.
- Fabbricazione della carta: Come riempitivo e rivestimento Per la carta, può migliorarne la resistenza, il punto di bianco e la stampabilità, riducendo al contempo i costi di produzione. L'aggiunta di una quantità adeguata di attapulgite alla carta può aumentarne la resistenza alla trazione di 10%-15% e il punto di bianco di 5-8 punti percentuali.
Conclusione
I ricercatori stanno esplorando le strutture cristalline e porose dell'attapulgite. Stanno costruendo nanomateriali avanzati con funzioni precise e mirate. Questi nuovi materiali saranno impiegati nell'adsorbimento, nella catalisi e nei compositi. La ricerca futura favorirà applicazioni di alto valore dell'attapulgite. L'industria si orienterà verso materiali di fascia alta. Ciò aumenterà il valore del prodotto, migliorerà la filiera e sosterrà lo sviluppo sostenibile.