中國(guó)粉體網(wǎng)訊 你了解海泡石嗎?
海泡石(Sepiolite)發(fā)現(xiàn)于1789年,原名“Meerschaum”,意為似海的泡沫,1847年正式命名為海泡石。
海泡石被稱為“石中白金”,由于質(zhì)地柔軟細(xì)膩,可以被雕琢成各種形態(tài),具有極高的藝術(shù)價(jià)值。海泡石煙斗就是為人熟知的一種。
海泡石的應(yīng)用遠(yuǎn)不止如此。
海泡石是一種含水富鎂硅酸鹽黏土礦物,具有獨(dú)特的微觀結(jié)構(gòu)和纖維形態(tài)、低密度、高比表面積、強(qiáng)吸附性和熱穩(wěn)定性、價(jià)格低廉和儲(chǔ)量豐富等特點(diǎn),用途多達(dá)130余種,是應(yīng)用最廣泛的礦物原料之一。
如今,海泡石在戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)中價(jià)值凸顯。
《非金屬礦工業(yè)“十三五”發(fā)展規(guī)劃》曾提到,節(jié)能環(huán)保、新能源、新材料等高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展將是非金屬礦新的增長(zhǎng)點(diǎn)。海泡石的開發(fā)應(yīng)用亦是如此。其開發(fā)利用已成為增強(qiáng)材料、吸附劑、藥物載體、催化劑載體等眾多研究領(lǐng)域的熱門課題,F(xiàn)階段,海泡石在戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)中,已得到了廣泛的應(yīng)用,表現(xiàn)亮眼。
海泡石在節(jié)能環(huán)保領(lǐng)域的應(yīng)用
節(jié)能材料
相變材料(PCM)因其可重復(fù)利用、熱源溫度恒定、熱回收率高、儲(chǔ)能密度大等優(yōu)點(diǎn)而被廣泛應(yīng)用于保溫服、建筑節(jié)能、空調(diào)系統(tǒng)、太陽能儲(chǔ)存、余熱回收等領(lǐng)域。海泡石與有機(jī)PCM具有良好的化學(xué)相容性,且具有無毒、多孔、耐火等優(yōu)良的物理性能,是一種極具潛力的儲(chǔ)熱相變?cè)牧稀?/p>
環(huán)境修復(fù)
海泡石無毒無害,具有特殊的孔道結(jié)構(gòu)和高比表面積,具有較強(qiáng)的吸附性能和離子交換能力,對(duì)重金屬具有特性吸附和穩(wěn)定化作用,是制作重金屬穩(wěn)定劑的優(yōu)質(zhì)材料。研究表明,海泡石在重金屬污染修復(fù)、有機(jī)廢水處理等領(lǐng)域展現(xiàn)了良好的應(yīng)用前景。
此外,揮發(fā)性有機(jī)化合物(VOCs)是空氣污染的主要來源,其排放量逐年遞增,嚴(yán)重影響人們的日常生活。海泡石因其優(yōu)良的表界面及孔結(jié)構(gòu)特性,在VOCs吸附與降解領(lǐng)域展現(xiàn)了廣闊的工業(yè)應(yīng)用前景。
目前工業(yè)產(chǎn)品有海泡石農(nóng)田土壤調(diào)理劑、重金屬穩(wěn)定化藥劑、海泡石農(nóng)藥載體、吸醛海泡石面粉、飼料脫霉劑、吸醛海泡石功能壁材、硅藻泥用海泡石等。
來源:海泡石科技
海泡石在新能源領(lǐng)域的應(yīng)用
海泡石因其特殊的結(jié)構(gòu)與性質(zhì),在生物質(zhì)轉(zhuǎn)化過程中作為載體制備復(fù)合催化劑有著廣泛的應(yīng)用。此外,氫氣由于綠色、能量密度高、利用率高、可再生等特點(diǎn),被認(rèn)為是未來能源的最終形式。海泡石作為模板或載體制備催化劑的研究目前主要在于乙醇重整制氫。
海泡石在生物領(lǐng)域的應(yīng)用
海泡石和坡縷石被證明具有抗炎抗菌的作用。硅酸鹽黏土礦物基抗菌材料是當(dāng)前新興的抗菌劑,基于其獨(dú)特的形貌結(jié)構(gòu)以及物化特性,能夠抑制細(xì)菌、病毒及真菌等微生物的增殖而被廣泛應(yīng)用;在各種黏土礦物中,海泡石具有較低的細(xì)胞毒性,是一種潛在的納米載體,可將質(zhì)粒DNA穩(wěn)定地轉(zhuǎn)移到細(xì)菌、哺乳動(dòng)物和人類細(xì)胞中。
此外,來自湘潭大學(xué)的丁燕懷教授“獨(dú)辟蹊徑”,探索出海泡石的止血功效,并致力于開發(fā)更高性價(jià)比的止血材料。
丁燕懷在實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn),纖維狀的海泡石能吸收大量的水分,且吸水過程中不會(huì)放熱。
海泡石在新材料領(lǐng)域的應(yīng)用
傳感器:海泡石除具有獨(dú)特的納米纖維形態(tài)外,還具備豐富的親水官能團(tuán)(-OH),展現(xiàn)了優(yōu)良的吸水性能,是一種極具潛力的濕敏傳感器原料。
摩擦材料:海泡石纖維與石棉纖維相似,其微觀結(jié)構(gòu)和性能表現(xiàn)出高吸附性、高纖維強(qiáng)度和良好的熱穩(wěn)定性,因此海泡石在摩擦領(lǐng)域具有替代石棉的潛力。
微波吸收材料:棒狀海泡石纖維形成的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)有利于入射電磁波的多次反射和散射,在微波吸收材料方面具有一定優(yōu)勢(shì)。
阻燃、防火涂料:海泡石是富含Mg、Si等非鹵阻燃元素的天然礦物,因?qū)嵯禂?shù)小及耐高溫(可達(dá)1500~1700℃),而作為阻燃劑或阻燃協(xié)效劑用于聚合物阻燃性能研究。
此外,海泡石在介電、壓電材料,成型材料等領(lǐng)域均有廣泛應(yīng)用。
海泡石在軍工領(lǐng)域的應(yīng)用
除此以外,海泡石未來可能在軍工領(lǐng)域大放異彩。高性能隱身材料需具有薄、輕、寬、強(qiáng)、環(huán)境耐候性好、多頻譜兼容等特點(diǎn)。而海泡石輕質(zhì)、納米孔道結(jié)構(gòu)、富含不飽和鍵、纖維狀形貌、耐高溫等特點(diǎn)恰好符合高性能隱身材料的要求。其在軍工領(lǐng)域可廣泛運(yùn)用于電子產(chǎn)品屏蔽罩、醫(yī)療設(shè)備防護(hù)、精密儀器屏蔽罩、航空航天設(shè)備、基站電磁防護(hù)、飛行器隱身等。
小結(jié)
海泡石是一種低碳、環(huán)保的資源。我國(guó)海泡石資源主要分布在湖南,其中湘潭地區(qū)海泡石資源已探明儲(chǔ)量超2000萬噸,約占中國(guó)海泡石儲(chǔ)量的80%,世界儲(chǔ)量的25%。湘潭市“十四五”戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃提出:在天易經(jīng)開區(qū),推進(jìn)湘潭海泡石新材料科技產(chǎn)業(yè)園建設(shè),推進(jìn)海泡石應(yīng)用進(jìn)一步向新型環(huán)保材料、航天航空材料、軍工材料等高附加值產(chǎn)品拓展,著力吸引海泡石產(chǎn)品高科技應(yīng)用企業(yè)入駐園區(qū)。
未來,隨著傳統(tǒng)產(chǎn)品的升級(jí)換代,對(duì)高性能海泡石產(chǎn)品的需求將持續(xù)增長(zhǎng),海泡石在戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)中具有極大的市場(chǎng)潛力。
參考資料:
紀(jì)慧超等.海泡石精細(xì)化加工及在戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)的應(yīng)用
孟雪芬等.海泡石的改性方法及其應(yīng)用研究進(jìn)展
湘潭在線.湘潭海泡石:悄然起跑的產(chǎn)業(yè)“黑馬”
新華網(wǎng)、澎湃新聞、前沿新聞資訊、紅網(wǎng)等
(中國(guó)粉體網(wǎng)編輯整理/黑金)
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