[科普中国]-蒙脱石？这可不是简单的石头

蒙脱石具有典型的层状结构、离子交换性能强、比表面积大等优点，是研究和应用最为广泛的粘土矿物材料之一，也是一类具有2∶1型层状结构的粘土矿物。

不过，天然膨润土中蒙脱石的纯度并不高，蒙脱石含量一般只在50%至80%之间，甚至更低，在蒙脱石的柱撑和深加工时，可通过简单金属离子、有机季胺盐、羟基金属等柱撑，使其层间距、比表面积、吸附性能、表面酸性和耐热性能等性质得到改善。

柱撑蒙脱石有以下基本特征：

1、孔径分布：柱撑蒙脱石可满足择形吸附和分离的需要，因其具有比表面积大、孔径可调控和分布均匀等特性。

2、热稳定性：是指柱撑蒙脱石的孔结构在高温水汽环境中的稳定性。一般来说，有粘土矿物本身的结构、层面与柱体的相互作用以及层间域内柱体的支撑密度和均匀性都可以是影响柱撑粘土热稳定性的因素。

3、化学活性：在石化工业中，其与一些重要的裂解、异构化、烷基化、聚合、水合、水解等反应与催化剂的酸碱性质有密切的关系。

柱撑蒙脱石在很多应用领域都具有潜力，近几年的应用方向主要围绕在催化剂和吸附剂等方面。

1、催化剂及催化剂载体

柱撑蒙脱石具有大的比表面积、大而稳定的开放型孔洞以及高活性和高酸性的表面，所以才具有催化性能。它能在裂化反应中提高转化率和选择性，且在重油裂化中具有更好的热稳定性。

2、有害化学物质吸附剂

柱撑蒙脱石对一些化学物质有较好的选择吸附性。如Al-柱撑蒙脱石对重金属如Ni2+、Cu2+、Zn2+、Cd2+等具有很好的吸附作用，可作为这些重金属污染离子的固化剂。柱撑蒙脱石在有机废物处理方面也有应用潜力，Al-柱撑蒙脱石对某些有机化合物也有选择吸附作用。

另外，柱撑蒙脱石还可以用于处理核废料。Al-柱撑蒙脱石经冷冻干燥，于500℃下焙烧，可制成孔径以中孔（2至20nm）为主（占75%）的多孔材料。经NH3及Na+处理后，其阳离子交换容量（CEC）可恢复到原来的70%。这样制成的柱撑蒙脱石对Sr2+和Cs+放射性离子具有快速吸附的性质，也表明其在放射性核废料处理方面具有很大的潜力。

本文由河北师大讲师地理学博士韩倩进行科学性把关。

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