中國粉體網(wǎng)訊 凹凸棒石是一種鏈層狀結(jié)構(gòu)的礦物，具有納米棒狀晶體形貌以及規(guī)整的一維納米孔道，由于其特殊的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)而被廣泛應(yīng)用。我國的凹凸棒石資源儲量約占全球儲量的60%，約為6000多萬t，屬優(yōu)勢非金屬礦產(chǎn)，是非常重要的戰(zhàn)略資源，主要分布在蘇皖地區(qū)、西北及中部的一些地區(qū)。
政府積極發(fā)揮當(dāng)?shù)貎?yōu)勢，讓“黃金資源”發(fā)揮“黃金效益”
近年來，省委省政府將盱眙縣凹凸棒石產(chǎn)業(yè)列為省級戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)和蘇北星火帶支柱產(chǎn)業(yè)進行培育，市委市政府連續(xù)多年把凹凸棒石產(chǎn)業(yè)列入“一縣一題”和“三新一特”專項扶持工作。
作為全國唯一的“中國凹土之都”，盱眙縣堅持以產(chǎn)業(yè)為龍頭，通過產(chǎn)品升級、成果轉(zhuǎn)化以及人才聚集、政策扶持等方式，依靠科技力量，發(fā)揮自身優(yōu)勢，推動產(chǎn)品不斷更新，形成了獨具特色的凹土產(chǎn)業(yè)發(fā)展“盱眙模式”。2019年，盱眙縣凹土產(chǎn)業(yè)全年生產(chǎn)總量達30萬噸，實現(xiàn)銷售收入20億元、比上年增長37%，稅收6000萬元、比上年增長38%。
江蘇神力特生物科技股份有限公司發(fā)布凹凸棒石基抗菌促生長新材料，利用凹凸棒石納米特性，通過多種工藝制備而成，具有高效定向抑制動物體內(nèi)多種有害病原菌的作用，是促進動物生長的新型抗生素替代品。
江蘇清陶能源科技有限公司開發(fā)出的凹凸棒石基復(fù)合電解質(zhì)膜項目也已獲批“2018江蘇重大科技成果轉(zhuǎn)化項目”。另外，玖川科技、納歐新材料、中材凹土等公司也已經(jīng)加入盱眙凹土科技產(chǎn)業(yè)園內(nèi)。
除了盱眙當(dāng)?shù)丶娂娬习纪临Y源，實現(xiàn)產(chǎn)品轉(zhuǎn)化外，凹凸應(yīng)用研究還有哪些進展？
凹凸棒石的應(yīng)用研究進展
1、基于凹凸棒石的高效吸附材料研究
凹凸棒石具有類似沸石的納米孔道，富含沸石水、結(jié)構(gòu)水、配位水、表面富含Si-OH羥基，比表面積大，因此凹凸棒石具有優(yōu)異的吸附性能，可用于制備吸附材料。
目前研究主要集中于凹凸棒石對重金屬離子、霉菌毒素及其它污染物的吸附。
（1）重金屬吸附材料
目前凹凸棒石已廣泛應(yīng)用于土壤、多金屬礦產(chǎn)廢水、工業(yè)污水、多金屬礦山尾礦滲濾液中重金屬的吸附。
（2）霉菌毒素吸附材料
王愛勤課題組進行了采用凹凸棒石基復(fù)合材料去除霉菌毒素的研究，通過酸改性、去除雜質(zhì)礦物、與酸活化活性炭復(fù)合、有機酸鹽活化、表面活性劑調(diào)控等提高抗菌性能。
梁曉維等研究了凹凸棒石對黃曲霉毒素的吸附性能，其吸附率可達90%，但對玉米赤霉烯酮吸附率低于10%，具有明顯的選擇吸附現(xiàn)象，且存在解吸現(xiàn)象。
（3）其它污染物吸附材料
陳天虎等研究了酸改性凹凸棒石對于低濃度磷的吸附行為。廖立兵課題組研究了凹凸棒石對氨氮和腐殖酸的吸附，并通過電化學(xué)法對吸附飽和的礦物進行再生。
2、凹凸棒石載體材料研究
凹凸棒石是一種良好的載體材料，在催化、儲能、生物抗菌、藥物緩釋以及土壤修復(fù)等方面發(fā)揮著重要的作用。
（1）催化載體材料
①催化固氮
Zhang等采用溶膠-凝膠法，制備了Er摻雜的鈷酸鑭/凹凸棒石復(fù)合材料(LaCoO3：Er3+/ATP)，探究不同Er摻雜比例和不同LaCoO3：Er3+負(fù)載量對可見光照射下氨氣生成速率的影響。
Li等采用微波法合成了負(fù)載Pr3+：CeF3的一維凹凸棒石納米復(fù)合材料，能有效促進N2的吸附，表現(xiàn)出較好的催化固氮性能。
②催化降解水中污染物
Luo等制備了Ag3PO4/凹凸棒石復(fù)合催化劑，發(fā)現(xiàn)凹凸棒石可調(diào)控Ag3PO4的顆粒大小，在凹凸棒石質(zhì)量分?jǐn)?shù)為20%的條件下，可得到平均粒徑為10nm的Ag3PO4粒子。
Oliveira等制備了ZrO2/凹凸棒石復(fù)合材料，Zr的負(fù)載量為127.4mg/g時對雷馬素藍的降解率可達93.5%。
③催化脫除大氣環(huán)境污染物
張斌等對凹凸棒石負(fù)載不同晶型MnO2作為SCR反應(yīng)催化劑進行了研究。
左海清等在負(fù)載不同晶型錳基氧化物的基礎(chǔ)上，摻雜了Ce、Fe等元素提高催化劑的抗硫性。
Li等采用微波輔助組裝法合成了新型凹凸棒石-CeO2/MoS2三元納米復(fù)合材料。
④催化析氧反應(yīng)
張盛等通過原位沉積、冷凍干燥等工藝在凹凸棒石表面負(fù)載不同質(zhì)量分?jǐn)?shù)的類石墨相氮化碳（g-C3N4）薄層材料，用于電催化析氧反應(yīng)。
（2）儲能載體材料
凹凸棒石本身不具有導(dǎo)電性，不能直接用作電化學(xué)儲能材料，但是利用現(xiàn)有的技術(shù)，使其在電化學(xué)儲能領(lǐng)域得到應(yīng)用。
Sun等以凹凸棒石為原料，采用鎂熱法還原制得硅納米晶，在其表面包覆聚吡咯，作為鋰電池電極材料，經(jīng)過200次循環(huán)后，比容量仍然達954mAh/g。
劉信東等通過在凹凸棒石表面原位合成聚合苯胺，經(jīng)高溫?zé)崽幚淼玫降獡诫s碳包覆凹凸棒石（ANG），表現(xiàn)出優(yōu)良的儲能性能。
3、凹凸棒石膠體材料的研究
（1）增稠劑
孫新友等發(fā)現(xiàn)在建筑涂料中用凹凸棒石凝膠作為增稠劑時，能夠明顯改善涂料黏度、耐水度、耐堿度及附著力度等性能。
田恒等用過硫酸銨、丙烯酸改性凹凸棒石，增稠效果優(yōu)異。
杜衛(wèi)剛等制備了凹凸棒石/聚丙烯酰胺復(fù)合增稠劑，當(dāng)凹凸棒石添加量為30%時，增稠性能達到最佳。
（2）鉆井泥漿
Abdo研究了凹凸棒石尺寸和組成對鉆柱軸力傳遞的影響，納米凹凸棒石可以顯著降低鉆柱與井筒之間的摩擦系數(shù)，進而改善軸向力的傳遞。
Asghari等對超臨界溶液快速膨脹過程中沉淀凹凸棒石顆粒的形態(tài)和尺寸進行了評價，凹凸棒石的粒徑分布影響屈服點，而不影響塑性黏度，表明凹凸棒石提高了鉆井液的承載能力。
（3）涂層涂料
張俊平等采用凹凸棒石等天然黏土礦物構(gòu)建了微納米結(jié)構(gòu)并制備出了超疏水涂層。
李振華等采用動力學(xué)控制包覆制備了一種新型的一維凹凸棒石納米粒子，與常規(guī)顆粒狀氧化鈦ER流體相比，凹凸棒石@氧化鈦納米棒ER流體具有更好的懸浮穩(wěn)定性。
姚超等以聚苯胺/凹凸棒石與磷鈦粉為防腐蝕填料，環(huán)氧樹脂為成膜物質(zhì)，制備了聚苯胺/凹凸棒石與磷鈦粉協(xié)同型防腐蝕涂料。
4、凹凸棒石填充材料
（1）聚合物補強材料
楊慧等通過機械共混法合成了凹凸棒石/硅橡膠復(fù)合材料，結(jié)果表明凹凸棒石能促進復(fù)合材料的硫化，提升了材料力學(xué)性能。
Muttalib等通過膠浮復(fù)合法制備了天然橡膠/凹凸棒石復(fù)合材料，此復(fù)合材料具有較高的拉伸性能、斷裂伸長率、撕裂強度與填料分散性。
（2）造紙充填材料
芮源隆、吳劍等研究了水化預(yù)處理對凹凸棒石填充紙品的性能影響，結(jié)果表明水化預(yù)處理可大幅度提高抗張強度。
郁駿等研究了硅烷偶聯(lián)劑KH550改性凹凸棒石對紙張性能的影響，改性后的凹凸棒石在水中的分散性更好，更容易與植物纖維結(jié)合，另外，其紙張的留著率、不透明度更好，其白度影響小，撕裂度也得到一定增強。
5、凹凸棒石生物材料研究
凹凸棒石具有豐富的孔道結(jié)構(gòu)和表面硅羥基，可以調(diào)控鋅基化合物的粒徑和形貌，從而提高抗菌性能。
張明明等以鋅作為抗菌劑，改善了鋅基抗菌材料的抗菌活性和生物相容性。
王臨艷等進行了凹凸棒石的酸化、熱改性及鈉化改性處理，使用原位還原的方法，在室溫下將納米銀均勻負(fù)載到改性凹凸棒石表面，復(fù)合材料對金黃色葡萄球菌和大腸桿菌具有良好的抗菌效果，具有潛在的應(yīng)用前景。
6、凹凸棒石在農(nóng)業(yè)方面的應(yīng)用
趙延偉等人探究了凹凸棒石對Cd污染土壤的影響。結(jié)果表明，添加適量凹凸棒石，可顯著降低作物籽粒中Cd含量，但添加過量時土壤的肥力水平會降低。
楊德榮等在傳統(tǒng)有機肥中加入凹凸棒石，使傳統(tǒng)有機肥具有更豐富的硅、鈣、鎂等微量元素，有效改良了土壤的理化性質(zhì)。
參考資料：
￭呂國誠，等.凹凸棒石的資源及應(yīng)用研究進展
￭中國江蘇網(wǎng).讓“黃金資源”產(chǎn)生““黃金效益” 探秘凹土產(chǎn)業(yè)發(fā)展“盱眙模式”
￭朱永峰，等.凹凸棒石基新型水處理吸附材料研究進展
