海泡石的礦物學(xué)特征.海泡石是一種富含Mg的層-鏈狀結(jié)構(gòu)含水硅酸鹽礦物.粘土狀海泡石在1萬倍電鏡下為纖維狀或纖維狀集合體,放大到10萬倍,其纖維寬度僅為0.1μm,長為1～2μm.海泡石是一種理想的納米粘土礦物,它具有良好的吸附性能,流變性能以及催化性能,這些性能還可以經(jīng)過不同的處理方法而得以改善,特別是納米技術(shù)的引入,使其具有了更為廣闊美好的應(yīng)用前景.
中國利用海泡石粘土的歷史較悠久,上世紀(jì)四十年代,樂平白土作為一種中性耐火材料是景德鎮(zhèn)制造匣缽的主要原料.近些年來,發(fā)現(xiàn)了一些新的礦床和礦點,湖南省就發(fā)現(xiàn)了海泡石礦儲量300多萬噸.在對海泡石的性質(zhì)和用途進一步研究后,發(fā)現(xiàn)海泡石是一種天然的納米礦物材料.
1 礦物學(xué)特征
1.1 海泡石晶體結(jié)構(gòu)
屬斜方晶系,D62h-Pncn;晶胞參數(shù)為a0=1.34nm,b0=2.68nm,c0=0.528nm;Z=2.由硅氧四面體和鎂氧八面體組成.構(gòu)成硅氧四面體基礎(chǔ)的氧,組成了間隔約0.65nm的連續(xù)晶層,而頂角氧卻是交替地指向這種連續(xù)晶層的上下.指向同一方向的四面體相互連接成兩個輝石型鏈,這兩個輝石型鏈再連接成一個閃石型鏈,各四面體頂角所構(gòu)成的晶層可以靠羥基加以完善.這些晶層按八面體配位鎂離子相互連接起來.
1.2 物理性質(zhì)和光學(xué)特征
海泡石粘土為土狀,灰色或灰白色.比重輕,干樣粉末可漂浮于水面.以舌舔之具有強的吸著感.投入水中吸水甚速,并呈漿糊狀,粘性極強. 海泡石粘土在偏光顯微鏡下呈泥狀結(jié)構(gòu).經(jīng)提純的海泡石用油浸法測得平均折射率為1.508.正交偏光下為灰以及灰白干涉色. 從海泡石粘土原樣的掃描電子顯微鏡二次電子圖像照片可以看出海泡石呈纖維狀或纖維狀集合體,其纖維橫斷面僅0.1μm左右,纖維長度一般為1～2μm(圖1),說明海泡石是一種理想的納米粘土礦物.
1.3 紅外吸收光譜
用壓片法制樣,獲得4000～2000cm-1范圍內(nèi)的紅外吸收光譜.其特征與國外海泡石圖譜相當(dāng)吻合

2 海泡石的性質(zhì)和用途
不同于其他粘土礦物的層狀構(gòu)造,海泡石的特殊結(jié)構(gòu)決定了它擁有包括貫穿整個結(jié)構(gòu)的沸石水通道和孔洞以及大的表面積,它具有截面積為0.36nm×1.06nm的管狀貫穿通道及高達900m2/g的理論表面積.在通道和孔洞中可以吸附大量的水或極性物質(zhì),包括低極性物質(zhì).因此,海泡石具有很強的吸附能力.而且由于海泡石具有良好的機械和熱穩(wěn)定性,多孔性,強吸附性以及可處理改善的大比表面,使之具備作催化劑載體的良好條件.海泡石的一些表面性質(zhì)(如表面酸性弱,鎂離子易被其它離子取代等),使其本身也可用作某些反應(yīng)的催化劑.故海泡石是一種很好的吸附劑和催化劑或催化劑載體.
因它具有優(yōu)良的流變性能,抗鹽性和耐高溫性,而作為鉆井優(yōu)質(zhì)泥漿原料及懸浮劑,觸變劑,填充劑等,廣泛應(yīng)用于石油鉆井,地?zé)徙@井,以及油脂,涂料,化肥,電力等工業(yè)方面.同時,還因為海泡石的比表面高,孔隙度大,具有良好的吸附性能,而被作為吸附劑,脫色劑,凈化劑,除臭劑,載體,離子交換劑等.另外,還應(yīng)用于石油,醫(yī)藥,環(huán)保,日用化工,糧油,食品和飼料加工,土壤改良等工農(nóng)業(yè)方面.