累托石粉体材料的开发利用现状介绍


来源:中国粉体网

标签累托石
累托石具有热稳定性、耐高温性、高分散性、高塑性、吸附性、阳离子交换性、阻隔紫外线性以及层间孔径可变性等优点。累托石特殊的矿物结构和物理特征使其具有重要的应用价值。研究发现,累托石的应用领域主要集中在以下几个方面。

    1、环保材料

    由于累托石粘土矿物表面硅氧结构极强的亲水性及结构外部阳离子的水解,使其吸附处理有机物的性能较差,为了提高粘土处理污水的能力,一般先对其进行改性活化。

    经十二烷基二甲基苄基氯化胺(1227)有机改性的累托石对Zn(II)的去除率高达98%以上,低于国家规定(GB8978-1996) Zn(II)最高允许排放浓度的一级标准;室温下,改性累托石对氰离子的去除率可达98.9%;孙家寿等用CTMAB交联累托石吸附某药厂的苯胺废水,在一定条件下其尽管CODCr值不同,但CODCr的去除率达60%以上。但目前交联累托石的孔径阻碍了其内表面对有机物的吸附,因此提高累托石层空高度是改善其对有机物吸附效率的途径之一。用累托石制备的多孔陶瓷和蜂窝陶瓷,其热膨胀系数低,成形效果稳定,适于作汽车尾气处理三元催化器载体、臭氧抑制催化剂载体等。

    2、高温润滑脂

    有机改性的累托石除保留累托石矿物某些固有特性外,还具有较好的热稳定性和耐高温性能;又因有机物的引入,使其表面由亲水变为亲油,可充分分散在矿物油与合成油中,作为稠化剂制备高温润滑脂。

    黄炎球等用矿物油、有机累托石、极压减摩剂、防锈剂、油性剂、抗氧化剂、分散剂制备的润滑脂在陶瓷和冶金工业的应用实验表明,其理化指标达到或超过极压膨润土指标,且可在200℃高温和含水蒸汽等复杂介质环境中使用,具有较高的胶体稳定性、机械稳定性、极压抗磨性。通过累托石的钠化、有机覆盖及加入基础油、添加剂可制备高温润滑脂,应用于陶瓷、冶金行业的窑车润滑及其他高温设备润滑,均取得了很好的效果。

    3、石油催化剂

    钠化/交联改性制得的累托石,具有大孔径的层柱状结构,可在800℃高温条件保持结构及活性的高水热稳定性,比表面积大、酸中心活性高,与催化剂配伍优良,适应载体材料的功能要求,可用作石油催化剂载体。这种累托石既适应担体材料的功能要求,又具有分子筛的活性特征,同时能大大简化催化剂制备工艺。

    研究结果表明,此类催化剂内比表面积大,活性高,既是活性剂又是载体,定向性好,转化率高。热稳定性好,抗重金属(钒、镍)污染性强。

    4、涂料悬浮剂

    传统的涂料悬浮剂为膨润土,其加入量过多时,稳定性虽好,但烧结时易开裂;加入量过少时,涂料的悬浮性差。在累托石的开发研究过程中,发现钙基累托石作耐高温涂料较好,试验证明,涂层附着牢固,无起泡脱落现象,且放置过程中比较稳定不沉淀结块,涂层外观质量明显改善。以钙基累托石作填料制成的防腐涂料,涂刷在喷砂钢板上,分别放入5%H2SO4、5%NaOH或5%NaCl溶液中,室温浸泡7h,涂层均未见损失。

    累托石既有类似蒙脱石的阳离子交换、分散、膨胀、悬浮和胶体性能,又有类似云母的热稳定、耐高温性能。有机累托石作油基涂料防沉剂,与有机溶剂性质相似,能与其相容,并与有机溶剂连成一种网状结构,均匀分散于体系中,防沉和增稠效果较好,能改善涂料性能,价格低廉,是一种性能较好的新型防沉剂材料。

    5、钻井泥浆

    钠化改型最明显的应用优势表现在造浆工艺上,一方面解决了天然累托石必须经高压冲激才能造浆这一问题;另一方面,使一部分不能造浆或因烘样温度过高而降低或失去造浆能力的累托石粘土活化,恢复其造浆性能。

    经河南中原、四川、新疆克拉玛依等油田使用,钠化改型累托石比钠基膨润土效果好。其作钻井泥浆材料造浆率高, 一般为18~26m3/L,具有省材料、滤失量小、热稳定性好、不需水化、不加碱、不增加设备、随用随备、操作方便等优点。将钠化累托石再进行有机包覆后,可作石油泥浆材料,且性能优于有机膨润土。

    6、过滤材料

    利用累托石特殊的矿物结构和优异的流变性、可塑性、结合性,以及烧结收缩率小、不开裂、不变形等性能,可制备呈孔梯度连续变化的多孔陶瓷作为过滤材料。适用于温度高、具有腐蚀性等流体中含有不同粒度的微细粒子的过滤。过滤过程中阻力小、分离效率高、不易引起堵塞、反洗率高。

    7、纳米级累托石材料

    累托石易于分散成纳米微粒,经适当处理,其间层结构可分离成类云母和类蒙脱石纳米微粒。其特殊性的晶体结构和优异性的理化性能决定了其可在许多领域得到广泛应用,例如添加于塑料中,制成高强度和高耐热的新型材料产品。目前进行的研究主要有累托石/SBR纳米复合材料、累托石/热塑性聚氨酯弹性体纳米复合材料、在氟碳表面活性剂和复合季铵盐极性插层剂作用下用分散机高速搅拌,制得累托石插层改性的纳米材料等。

    8、医药保健材料

    累托石钠化改型后,增大了累托石的膨胀倍数,提高了累托石的分散性,具有很强的吸附能力和阳离子交换能力。利用该原理制备的抗菌累托石,在含Ag达5%以上时,对大肠杆菌和霉菌都有很好的抑制效果;以钠基累托石和布洛芬为原料,使用熔融插层的方法制备出布洛芬累托石复合物,将锌离子和季铵阳离子依次与蒙脱土进行离子交换反应,制备了新型改性蒙脱土复合抗菌剂。改性后的累托石可用于医药片剂及农药颗粒剂载体。

    9、其他应用

    除上述应用外,累托石在合成陶瓷、印染糊料、油漆防沉剂、美容保健泥面膜、泥疗康复用药物泥饼和泥浴保健用泥浆等方面有重要应用,另由于累托石具有阻挡紫外线的能力,开发其在日用化妆品方面的应用,会产生更高的社会价值及经济效益。
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