膨潤(rùn)土6大應(yīng)用領(lǐng)域及最新研究進(jìn)展！

膨潤(rùn)土是一種含水粘土巖，其主要組分為蒙脫石類(lèi)礦物，含量在85%～90%之間。只有當(dāng)蒙脫石含量達(dá)到可加工的含量時(shí)才被稱(chēng)為膨潤(rùn)土，因此膨潤(rùn)土的一些性質(zhì)都是由蒙脫石所決定的。

膨潤(rùn)土具有優(yōu)異的膨脹性、吸附性、陽(yáng)離子交換性、催化性、粘結(jié)性、懸浮性和可塑性，常作為粘結(jié)劑、懸浮劑、吸附劑、凈化劑及稠化劑等被廣泛應(yīng)用于鋼鐵、石油、化工、紡織、藥品等諸多領(lǐng)域。

1、環(huán)境領(lǐng)域

《產(chǎn)業(yè)關(guān)鍵共性技術(shù)發(fā)展指南(2017年)》中明確指出：要發(fā)展用于工業(yè)廢水處理的礦物功能材料深加工技術(shù)，主要技術(shù)內(nèi)容：

膨潤(rùn)土等礦物功能材料的改性、改型技術(shù);

增加礦物功能材料比表面積、調(diào)整表面電荷等技術(shù);

礦物功能材料在工業(yè)廢水處理中的應(yīng)用技術(shù)。

在環(huán)境領(lǐng)域，膨潤(rùn)土可作為吸附劑處理廢水中的重金屬離子、有機(jī)污染物和放射性物質(zhì)，也可以作為吸毒劑來(lái)吸收核輻射油污、處理城市生活垃圾、凈化工業(yè)廢氣等，其中用于廢水處置的最多，應(yīng)用前景也極為廣闊。

印染廢水是近年來(lái)環(huán)境保護(hù)的一個(gè)突出問(wèn)題。王靜利用改性膨潤(rùn)土作為吸附劑，在恒溫(294K)和pH初始值大于3的條件下，濃度為100mg/L的甲基橙(MO)和0.5g改性膨潤(rùn)土混合接觸30min后，MO的脫色率超過(guò)了90%，對(duì)甲基藍(lán)(MB)也達(dá)到了同樣顯著的效果，成功解決了MO染料廢水的處置問(wèn)題。

何華玲使用殼聚糖作為改性劑對(duì)鈉基膨潤(rùn)土進(jìn)行改性得到殼聚糖膨潤(rùn)土，并將其用于活性染色凈水工藝中，結(jié)果達(dá)到了凈水處理排放標(biāo)準(zhǔn)。潘嘉芬等采用鈉化改性的鈣基膨潤(rùn)土對(duì)印染廢水進(jìn)行物理吸附，經(jīng)處理后水的濁度明顯降低，COD的去除率也顯著提高。

隨著人們環(huán)保意識(shí)的提高，如何有效地改善室內(nèi)空氣質(zhì)量備受關(guān)注。陳樹(shù)沛采用鈣基膨潤(rùn)土、鈉化膨潤(rùn)土與酸化膨潤(rùn)土分別對(duì)甲醛氣體進(jìn)行吸附，發(fā)現(xiàn)酸化膨潤(rùn)土在到達(dá)飽和吸附容量前對(duì)甲醛氣體之所以吸附效果好，是因?yàn)槠浔砻嫠嵝院唾|(zhì)子以及層間水與甲醛發(fā)生了質(zhì)子化作用。因此采用適宜構(gòu)型的膨潤(rùn)土可以有效地凈化室內(nèi)空氣。

林梅嬌采用改性膨潤(rùn)土/TiO2與單獨(dú)試驗(yàn)TiO2分別對(duì)甲苯進(jìn)行光催化降解試驗(yàn)，研究發(fā)現(xiàn)，改性膨潤(rùn)土/TiO2用作吸附催化材料降解甲苯時(shí)甲苯的降解率為77.8%，比單獨(dú)使用TiO2的降解率高16%。

2、催化劑及載體

傳統(tǒng)催化劑產(chǎn)生的廢酸不僅污染環(huán)境，而且對(duì)設(shè)備也具有一定的腐蝕性。通過(guò)對(duì)膨潤(rùn)土進(jìn)行改性，將改性后的膨潤(rùn)土作為催化劑，不僅消除了傳統(tǒng)催化劑的缺點(diǎn)，而且催化效果也更好，更為符合21世紀(jì)綠色化工發(fā)展的要求，具有良好的應(yīng)用前景。

莫立煥等將鈣基膨潤(rùn)土改性為鐵改性膨潤(rùn)土光催化劑，采用光催化均相Fenton法處理造紙法煙草薄片廢水中的CODcr，去除率為66.6%;而采用光催化非均相Fenton法處理廢水中的CODcr，其去除率達(dá)到80.2%，因此采用非均相Fenton法處理此廢水效果更佳。

王敏將酸化的膨潤(rùn)土按固液比1：10的比例浸漬在ZnCl2無(wú)水甲醇溶液中，制得ZnCl2/膨潤(rùn)土，并將其作為催化劑催化合成碳酸丙烯酯。

3、鑄造、冶金和鉆井領(lǐng)域

因具有粘結(jié)性和可塑性，膨潤(rùn)土在鑄造業(yè)中可作為生產(chǎn)醇基涂料的懸浮劑和鑄模材料的粘合劑，在冶金工業(yè)中作為球團(tuán)礦的粘合劑，既節(jié)省了10%～15%的焦炭和熔劑用量，也使得高爐生產(chǎn)能力升高了40%～50%。

陳廷臻等運(yùn)用物理化學(xué)方法對(duì)鈣基膨潤(rùn)土進(jìn)行鈉化處理后得到鉆井泥漿用土，其在泥漿中發(fā)揮了增稠和穩(wěn)定的作用，而且使得泥漿便于攜帶，同時(shí)還可以潤(rùn)滑鉆井、防止腐蝕，其成本低廉，工業(yè)應(yīng)用前景廣泛，效益明顯。

4、建材領(lǐng)域

膨潤(rùn)土及其改性產(chǎn)物被普遍的運(yùn)用在建材工業(yè)中，如白水泥、防水材料、防火材料、陶瓷工業(yè)、膠凝材料、建筑涂料及新型功能材料等，可以起到很好的增稠和防水作用。

殷蘭蘭將丙烯酸乳膠漆與不同含量的鈉基土混勻成漿，隨之發(fā)現(xiàn)隨著鈉基土含量(2%、3%、4%和6%)的增加，黏度的變化為800、1720、2680和3440mPa·s，表明增稠作用發(fā)生了十分顯著的變化。還通過(guò)測(cè)定涂料的防沉降作用，將不加鈉基土和添加鈉基土的漆液進(jìn)行比較，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，不加鈉基土的漆液隨著時(shí)間的推移分層現(xiàn)象特別明顯且伴有沉淀產(chǎn)生，隨后沉淀變硬結(jié)塊最終導(dǎo)致無(wú)法攪拌，而添加鈉基土的漆液并不會(huì)出現(xiàn)塊狀沉淀現(xiàn)象，對(duì)涂料的性能也沒(méi)有其它不利影響。

5、農(nóng)業(yè)和畜牧業(yè)

膨潤(rùn)土在農(nóng)業(yè)上主要被用作土壤改良劑、肥料緩釋劑、肥料添加劑以及農(nóng)藥吸附劑等，如馮啟明等采用溶液聚合法制備出含有膨潤(rùn)土的保肥保水材料，發(fā)現(xiàn)將膨潤(rùn)土作為肥料添加劑時(shí)效果格外明顯，可以延長(zhǎng)肥效時(shí)間和減少農(nóng)肥流失，達(dá)到了改進(jìn)土壤質(zhì)量和提高農(nóng)作物產(chǎn)量的效果。

另一方面，膨潤(rùn)土還可作為農(nóng)藥的載體，使得農(nóng)藥不但在施用時(shí)安全方便，而且使農(nóng)藥殘留物分布少，從而有效地抑制由于降雨過(guò)程導(dǎo)致的土壤中有機(jī)氯農(nóng)藥的滲濾現(xiàn)象。

在畜牧業(yè)中，膨潤(rùn)土常常作為飼料添加劑。由于膨潤(rùn)土具有優(yōu)良的吸附能力，將其添加至飼料中后，可以有效降低動(dòng)物消化道內(nèi)有毒物質(zhì)的含量，從而在根本上提高了畜禽抗病和防病能力。

因此，通過(guò)在飼料中添加膨潤(rùn)土，不僅可以起到減少糧食投加量從而降低飼養(yǎng)成本的作用，還能顯著地減少畜禽疾病的發(fā)病率和促進(jìn)畜禽生長(zhǎng)發(fā)育。

6、橡膠領(lǐng)域

有機(jī)膨潤(rùn)土經(jīng)納米改性后變成納米級(jí)有機(jī)膨潤(rùn)土，其在橡膠材料中應(yīng)用普遍，可以改善橡膠的氣密性、定伸應(yīng)力、拉伸強(qiáng)度、耐熱耐磨性、防腐性、撕裂強(qiáng)度以及耐化學(xué)藥品等很多性能。

金山將通過(guò)插層法得到的納米膨潤(rùn)土加入橡膠中，可使橡膠的拉伸強(qiáng)度、抗?jié)駶?rùn)滑性、耐油性以及伸長(zhǎng)率等性能大幅度提高，有的性能甚至可提高數(shù)倍。

彭樹(shù)文等將有機(jī)改性膨潤(rùn)土與丁苯橡膠混合，通過(guò)研究發(fā)現(xiàn)，有機(jī)改性膨潤(rùn)土的平衡扭矩相對(duì)較小，混合丁苯橡膠和改性膨潤(rùn)土的能耗變小，而且隨著改性膨潤(rùn)土粒徑的減小，丁苯橡膠的加工性能和力學(xué)性質(zhì)都得到了明顯改善。