Attapulgiet pHeeft een unieke eendimensionale staafkristalmorfologie. De kristallen bestaan uit silicium-zuurstof tetraëdrische lagen en magnesium (aluminium)-zuurstof octaëdrische lagen. Binnenin de staafkristallen bevinden zich regelmatige poriënkanalen. Deze speciale microstructuur geeft attapulgiet vele uitstekende eigenschappen. De staafkristallen verweven zich en vormen een vezelachtig aggregaat. Op macroscopisch niveau vertoont het een goede flexibiliteit en plasticiteit.
Fysische en chemische eigenschappen
Adsorptie:
Attapulgiet heeft een groot specifiek oppervlak. Het vertoont een sterk adsorptievermogen. Het kan effectief organische moleculen, zware metaalionen en gasmoleculen adsorberen. Onder dezelfde omstandigheden kan het 30%–50% meer verontreinigende stoffen adsorberen dan traditionele adsorbentia.
Colloïdale eigenschappen:
In water vormt het stabiele colloïdale dispersies. Het heeft een goede thixotropie en suspensie. Deze eigenschap is cruciaal in coatings en boorspoeling. Het verbetert de reologische eigenschappen aanzienlijk.
Ionenuitwisseling:
De kationen in de kristalstructuur kunnen uitwisselen met kationen in de oplossing. Deze eigenschap is nuttig bij bodemverbetering en afvalwaterzuivering. Het helpt de pH van de bodem te reguleren en schadelijke ionen te verwijderen.
Chemisch stabiliteit:
Attapulgiet heeft een goede chemische stabiliteit. Het reageert niet gemakkelijk in normale zuur-base-omgevingen. Het is bestand tegen hoge temperaturen. Dit maakt het geschikt voor complexe industriële omgevingen.
Modificatie van Attapulgiet
De unieke structuur en eigenschappen geven attapulgiet een hoge toepassingswaarde. De kristalstructuur beperkt echter de adsorptieprestaties. Daarom is na zuivering oppervlaktemodificatie noodzakelijk. Dit proces vergroot het oppervlak, de oppervlaktelading en de poriegrootte. Hierdoor verbeteren de adsorptie- en dragereigenschappen.
Toepassingsgebieden
Milieubescherming
- Waterzuivering:
Sterke adsorptie verwijdert zware metalen, organische verontreinigingen en geuren. Het kan meer dan 95% loodionen uit afvalwater verwijderen. - Luchtzuivering:
Het kan luchtzuiverende stoffen produceren. Deze absorberen schadelijke gassen (formaldehyde, benzeen, SO₂) en fijnstof. In combinatie met actieve kool verbetert de formaldehydeverwijdering met ongeveer 20%. - Bodemsanering:
Het reguleert de pH-waarde, verbetert de bodem en adsorbeert verontreinigingen. Toevoeging van attapulgiet vermindert de opname van zware metalen door gewassen met 30%–40%. Dit garandeert de voedselveiligheid.
Chemische industrie
- Katalysatordrager:
Het grote oppervlak en de stabiliteit maken het een ideale katalysatordrager. Het ondersteunt vele actieve componenten. Bij methanol-naar-olefine-reacties verbetert de olefineselectiviteit met meer dan 10%. - Adsorbens:
Het raffineert en zuivert chemische producten. Zo domineren ontkleuringsmiddelen van attapulgietklei de raffinage van eetbare olie. Ze presteren beter dan traditionele middelen. - Rubber- en kunststofadditief:
Het verbetert de mechanische sterkte, hittebestendigheid en verouderingsbestendigheid. Het verlaagt ook de productiekosten. Toevoeging van 5%–10% attapulgiet verhoogt de treksterkte van het rubber met 15%–20%.
Landbouw
- Diervoederadditief: Rijk aan sporenelementen (zoals jodium, zink en selenium) vult het de voedingsstoffen aan die nodig zijn voor de groei van dieren. De adsorptie-eigenschappen helpen ook de balans van het maag-darmmicrobioom van het dier te reguleren, de immuniteit en voerbenutting van het dier te verbeteren en het antibioticagebruik te verminderen. Het toevoegen van een geschikte hoeveelheid attapulgiet aan vee- en pluimveevoer kan de incidentie van dierziekten met 20%-30% verminderen en de gewichtstoename met 10%-15% verhogen.
- Meststofverbeteraar: Het absorbeert voedingsstoffen uit meststoffen, vermindert het verlies van voedingsstoffen, zorgt voor een langzame afgifte van voedingsstoffen en verbetert de benutting van meststoffen. In combinatie met conventionele chemische meststoffen kan het de benutting van meststoffen met 15%-20% verhogen, waardoor de dosering van meststoffen wordt verlaagd en de vervuiling door niet-puntbronnen in de landbouw wordt verminderd.
- Bodemverbeteraar: Het verbetert de structuur van de bodemaggregaten, verhoogt de retentie van water en meststoffen in de bodem en bevordert de wortelgroei van gewassen. Het gebruik van attapulgietbodemverbeteraars in zandgronden kan de waterretentie met 30%-40% verhogen, wat de gewasopbrengst aanzienlijk verhoogt.
Andere toepassingen
- Bouwmaterialen: Attapulgiet kan worden gebruikt bij de productie van isolatiematerialen, brandwerende materialen, architecturale coatings en andere producten, waardoor hun prestaties verbeteren. Door bijvoorbeeld attapulgiet toe te voegen aan isolatiematerialen kan de thermische geleidbaarheid met 10%-15% worden verlaagd, wat de thermische isolatie verbetert. Toevoeging aan architecturale coatings kan de schrobvastheid en schimmelbestendigheid verbeteren.
- Dagelijkse chemicaliën: Het kan worden gebruikt in cosmetica (zoals lippenstift, foundation en lotions) en wasmiddelen om de textuur, stabiliteit en functionaliteit van producten te verbeteren. Door attapulgiet aan lippenstift toe te voegen, wordt deze delicater en houdt hij langer. Door het toe te voegen aan wasmiddelen kan de reinigende werking en de anti-repositie-eigenschappen worden versterkt.
- Papier maken: Als vulmiddel en bekleding Voor papier kan het de sterkte, witheid en bedrukbaarheid van het papier verbeteren, terwijl de productiekosten worden verlaagd. Door een geschikte hoeveelheid attapulgiet aan papier toe te voegen, kan de treksterkte met 10%-15% en de witheid met 5-8 procentpunten toenemen.
Conclusie
Onderzoekers onderzoeken de staafkristal- en poriekanaalstructuren van attapulgiet. Ze construeren geavanceerde nanomaterialen met precieze, doelgerichte functies. Deze nieuwe materialen zullen worden gebruikt voor adsorptie, katalyse en composieten. Toekomstig onderzoek zal hoogwaardige toepassingen van attapulgiet bevorderen. De industrie zal zich richten op hoogwaardigere materialen. Dit zal de productwaarde verhogen, de industriële keten moderniseren en duurzame ontwikkeling ondersteunen.