1332-58-7 / 高嶺土的十大戰(zhàn)略性應(yīng)用

高嶺土是一種天然的黏土礦物，具有典型的1:1層狀硅酸鹽晶體結(jié)構(gòu)。由于其儲量豐富、價格低廉、環(huán)境友好，已被廣泛應(yīng)用于陶瓷工業(yè)、造紙工業(yè)、耐火材料及水泥工業(yè)、石油化工和醫(yī)藥紡織等數(shù)百種工業(yè)。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和國家社會的進步，對高嶺土的研究更加深入。未來高嶺土將作為一種戰(zhàn)略性非金屬礦物，在更多的領(lǐng)域有更好的應(yīng)用前景。

應(yīng)用

重金屬污水處理

高嶺土的層狀結(jié)構(gòu)使其具備十分優(yōu)質(zhì)的吸附能力，天然高嶺土材料完成功能化改性后能夠轉(zhuǎn)變?yōu)槲絼槍χ亟饘佟⒂袡C污染物、水體內(nèi)部的懸浮物等問題進行針對性解決。因此，可以借助耦合劑、交聯(lián)劑使改性殼聚糖包裹在高嶺土材料的表面，進而形成 MAGIC-MRT Ⅱ重金屬類吸附劑。

來自昆明理工大學(xué)的祁先進等人利用FeCl3?6H2O和FeSO4?7H2O制備出含F(xiàn)e3O4的混合物A，利用含F(xiàn)e3O4的混合物A和高嶺土納米材料制備出Fe3O4/高嶺土納米復(fù)合材料；利用Fe3O4/高嶺土納米復(fù)合材料與污酸反應(yīng)去除污酸中的砷。

大氣污染處理

汞是全球類大氣污染物，主要污染方式是向大氣直接排放。通過借助紫外線對多種粘土礦物材料利用CVAFS技術(shù)進行吸附性分析發(fā)現(xiàn)，高嶺土十分適合降低大氣中汞污染物的含量。

有機污水處理

用氫氧化鈉、磷酸氫二鈉對高嶺土水熱改性處理，得到堿改性高嶺土（AMK）和磷酸鹽改性高嶺土（PMK）。在應(yīng)用后發(fā)現(xiàn)改性完畢的高嶺土材料可以有效吸附MB（亞甲基藍）等有機污染物，最佳吸附量為476.19mg/g、434.78mg/g。

電化學(xué)污水處理

近年來，人們發(fā)現(xiàn)天然高嶺石由于其良好的穩(wěn)定性可以用來解決非中性污水處理問題。傳統(tǒng)的電極材料在非中性條件下易腐蝕，而大多數(shù)工業(yè)污水均不是中性環(huán)境。故利用電解原理處理污水的過程中電極材料的腐蝕問題一定程度上限制了其處理效果。基于此，成功制備了高效的Fe－Cu/高嶺土顆粒電極，其性能優(yōu)于原始高嶺土顆粒電極和活性炭顆粒電極，在中性甚至堿性條件下都可以達到預(yù)期的羅丹明B去除效果。

太陽能儲能材料

以高嶺土和硬脂酸鈉為原料，制備出新型的高嶺土/硬脂酸鈉相變儲熱材料。與同類型相變儲熱材料相比，該相變儲熱材料熔融潛熱和冷凝潛熱分別高達109.25、109.01J/g。

建筑相變儲熱材料

插層改性后的煤系高嶺土層間插入二元有機低共熔物可用來調(diào)控室內(nèi)的溫度變化。基于此特性，二元有機/煤系高嶺土復(fù)合相變儲能材料可廣泛應(yīng)用于建筑行業(yè)，達到節(jié)能的目的。采用真空浸漬法制備的三種高嶺土基復(fù)合相變材料（Kb-CPCMs）具有良好的蓄熱、通風(fēng)和空調(diào)功能，適用于建筑圍護結(jié)構(gòu)的采暖、通風(fēng)和空調(diào)。

新材料領(lǐng)域

分子篩具有吸附分離、快速交換和催化等優(yōu)點，可廣泛應(yīng)用于冶金、石油、化工、醫(yī)藥和日用化工等領(lǐng)域。儲量豐富、價格低廉、鋁硅含量高，使得高嶺土可作為制備分子篩的良好原料。因此，可以借助高嶺土合成4A分子篩，進而形成新式材料。

止血材料

基于天然止血劑代赭石控制出血性能，成功合成一種新型的鐵氧化物/高嶺土納米黏土復(fù)合材料，其氧化物的形態(tài)對其止血效果具有顯著影響。

來自中南大學(xué)的張毅等人先將高嶺土進行預(yù)處理、柱撐和超聲破碎，再與高聚物乙醇溶液混合得到靜電紡絲液，最后進行靜電紡絲，得到高嶺土改性的止血材料。所得止血材料具有止血速度快，使用方便、有利于傷口愈合、生物相容性好、成本低廉等優(yōu)點。

藥物載體

高嶺土可作為一種載體實現(xiàn)藥物的裝載與釋放。以甲醇插層后的高嶺土為載體，與未改性的高嶺土做對比，負載小分子化療藥物5－氟尿嘧啶后發(fā)現(xiàn)，改性后的高嶺土裝載量高達55.4％，比改性前高嶺土高出147.3％。這是因為高嶺土層間嫁接甲氧基后擴大了高嶺土層間距，為藥物分子提供了新的活性位點，促進了藥物進入層間。

抗菌材料

與蒙脫石相比，高嶺石的離子交換能力較弱，故抗菌劑更容易釋放，有更好的殺菌效果。通過測定CPB吸附量，發(fā)現(xiàn)CPB－高嶺石，在［CPB］超過其CMC值時具有抗菌活性。當CPB在高嶺石上負載量較高時，整體電荷由正轉(zhuǎn)負，從而具有吸附細菌并最終殺死細菌的能力。因此，高嶺土可以很好地應(yīng)用于殺菌，而且在有機黏土作為抗菌劑的開發(fā)過程中，表面活性劑固定在黏土上的量必須超過CMC值。

綜上所述，在“十三五”國家戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃提出的七大戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)中，高嶺土在節(jié)能環(huán)保、生物產(chǎn)業(yè)、新材料等方面具有非常廣闊的應(yīng)用前景。

參考資料

孟宇航等.高嶺土的功能化改性及其戰(zhàn)略性應(yīng)用

顧雪.高嶺土的功能化改性及其戰(zhàn)略性應(yīng)用研究

國家知識產(chǎn)權(quán)局