Аттапульгит пАттапульгит имеет уникальную одномерную стержневидную кристаллическую морфологию. Его кристаллы состоят из кремний-кислородных тетраэдрических листов и магний-кислородных октаэдрических листов. Внутри стержневых кристаллов имеются регулярные поровые каналы. Эта особая микроструктура наделяет аттапульгит многими превосходными свойствами. Стержневидные кристаллы переплетаются, образуя волокнистый агрегат. На макроскопическом уровне он демонстрирует хорошую гибкость и пластичность.
Физические и химические свойства
Адсорбция:
Аттапульгит обладает большой удельной поверхностью. Он обладает высокой адсорбционной способностью. Он способен эффективно адсорбировать органические молекулы, ионы тяжёлых металлов и молекулы газов. При тех же условиях он способен адсорбировать на 301–501 TP3T больше загрязняющих веществ, чем традиционные адсорбенты.
Коллоидные свойства:
В воде образует стабильные коллоидные дисперсии. Обладает хорошей тиксотропностью и суспендирующей способностью. Это свойство критически важно для покрытий и буровых растворов. Значительно улучшает реологические характеристики.
Ионный обмен:
Катионы в кристаллической структуре способны обмениваться с катионами раствора. Эта особенность полезна для улучшения почвы и очистки сточных вод. Она способствует регулированию pH почвы и удалению вредных ионов.
Химическая стабильность:
Аттапульгит обладает хорошей химической стабильностью. Он не склонен к реакциям в обычных кислотно-щелочных средах. Он способен выдерживать высокие температуры. Это делает его пригодным для использования в сложных промышленных условиях.
Модификация аттапульгита
Уникальная структура и свойства аттапульгита обеспечивают его высокую практическую ценность. Однако кристаллическая структура ограничивает его адсорбционные свойства. Поэтому после очистки необходима модификация поверхности. Этот процесс увеличивает площадь поверхности, поверхностный заряд и размер пор. В результате улучшаются адсорбционные и транспортные свойства.
Области применения
Охрана окружающей среды
- Очистка воды:
Мощная адсорбция удаляет тяжёлые металлы, органические загрязнители и запахи. Способна удалять из сточных вод более 951 TP3T ионов свинца. - Очистка воздуха:
Из него можно производить воздухоочистительные материалы. Они поглощают вредные газы (формальдегид, бензол, SO₂) и твердые частицы. В сочетании с активированным углем удаление формальдегида улучшается примерно на 20%. - Рекультивация почвы:
Он регулирует pH, улучшает почву и адсорбирует загрязняющие вещества. Добавление аттапульгита снижает поглощение тяжёлых металлов растениями на 30%–40%. Это обеспечивает безопасность пищевых продуктов.
Химическая индустрия
- Носитель катализатора:
Высокая площадь поверхности и стабильность делают его идеальным носителем катализатора. Он служит основой для многих активных компонентов. В реакциях превращения метанола в олефины селективность по олефинам повышается более чем на 10%. - Адсорбент:
Он очищает и рафинирует химические продукты. Например, обесцвечиватели на основе аттапульгитовой глины доминируют в процессах рафинации пищевых масел. Они демонстрируют более высокую эффективность, чем традиционные реагенты. - Добавка для резины и пластика:
Он повышает механическую прочность, термостойкость и устойчивость к старению. Кроме того, он снижает себестоимость производства. Добавление аттапульгита 5%–10% увеличивает прочность резины на разрыв на 15%–20%.
Сельское хозяйство
- Кормовая добавка: Богатый микроэлементами (такими как йод, цинк и селен), он дополняет питательные вещества, необходимые для роста животных. Его адсорбционные свойства также помогают регулировать баланс желудочно-кишечного микробиома животных, повышать иммунитет животных и усвояемость корма, а также сокращать использование антибиотиков. Добавление аттапульгита в корма для скота и птицы в необходимом количестве может снизить заболеваемость животных на 20%-30% и увеличить привес на 10%-15%.
- Улучшитель удобрений: Он поглощает питательные вещества из удобрений, уменьшая их потери, обеспечивая медленное высвобождение питательных веществ и улучшая их усвоение. В сочетании с традиционными химическими удобрениями он может увеличить усвоение удобрений на 151–201 тонны, снижая нормы внесения удобрений и уменьшая диффузное загрязнение окружающей среды.
- Почвенный кондиционер: Он улучшает структуру почвенного агрегата, увеличивает водоудержание и удержание удобрений, а также способствует росту корней сельскохозяйственных культур. Использование аттапульгитовых почвенных кондиционеров на песчаных почвах может увеличить водоудержание почвы на 301–401 т/га, что значительно повышает урожайность.
Другие приложения
- Строительные материалы: Аттапульгит может использоваться в производстве изоляционных материалов, огнезащитных материалов, архитектурных покрытий и других изделий, улучшая их эксплуатационные характеристики. Например, добавление аттапульгита в изоляционные материалы может снизить их теплопроводность на 101–151 ТП3Т, что повышает теплоизоляцию. Добавление аттапульгита в архитектурные покрытия может повысить стойкость к истиранию и плесени.
- Ежедневные химикаты: Его можно использовать в косметике (например, в губной помаде, тональном креме и лосьонах) и моющих средствах для улучшения текстуры, стабильности и функциональности продукта. Добавление аттапульгита в помаду может сделать её более нежной и стойкой. Добавление аттапульгита в моющие средства может усилить её моющие свойства и предотвратить повторное загрязнение.
- Производство бумаги: В качестве наполнителя и покрытие В случае с бумагой он может улучшить её прочность, белизну и печатные свойства, одновременно снижая производственные затраты. Добавление аттапульгита в бумагу в определённом количестве может повысить её прочность на разрыв на 101–151 процентных пунктов (TP3T) и белизну на 5–8 процентных пунктов.
Заключение
Исследователи изучают стержне-кристаллическую и пористо-канальную структуры аттапульгита. Они создают передовые наноматериалы с точными, целенаправленными функциями. Эти новые материалы будут использоваться в адсорбции, катализе и композитах. Будущие исследования откроют новые ценные сферы применения аттапульгита. Промышленность будет переходить на более качественные материалы. Это повысит ценность продукции, модернизирует цепочку производства и будет способствовать устойчивому развитию.