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| 电气石无机复合粉体材料的研究进展 |
| 来源：中国粉体技术网 更新时间：2014-08-25 11:04:38 浏览次数： |
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（中国粉体技术网/远志）电气石能产生永久电极、形成静电场、产生负离子、发射远红外线、具有表面活性和吸附等优良性能。同时鉴于其稳定性好、原料易得、价格低廉，电气石在环保、医疗保健、化工建等领域的应用已受到普遍重视。
但电气石是非金属矿物材料，属于绝缘材料，晶体两端形成的正负电荷无法形成有效导电回路，降低了电气石的表面电场效应，影响了电气石的电磁学性能; 而且实践证明电气石粉体越细、比表面积越大，其压电性、热电性发挥的效果较好，而电气石结构致密、硬度可高达7 ~ 7. 5 度，磨细加工难度大; 同时单一的电气石所具有的特性无法满足性能的综合要求和高指标要求，这些不足都限制了电气石的广泛应用。因此，为了更好地利用电气石的优异性能，电气石功能复合材料成为了一个研究的热点。
电气石/TiO2复合材料
电气石/TiO2复合材料利用电气石微粒的天然电场和辐射红外线等优良性能提高了TiO2的光催化活性，同时利用TiO2的掺入提高了电气石的白度，二者相辅相成，使其在环境、保健、建筑等领域有了更加广阔的应用前景。
目前，电气石/TiO2复合材料的制备主要通过溶胶-凝胶法，冯艳文等用此方法制备了含有电气石粉体的TiO2复合凝胶，并在紫铜表面制备了复合薄膜。结果发现在电气石微粒表面形成了TiO2微孔空心球簇，该结构增大了TiO2膜的比表面积，提供了更多的表面活性位，有利于反应物在TiO2表面的吸附，能显著提高光催化降解速率，经紫外灯照射后，与不含电气石的薄膜相比，含电气石0. 5%的TiO2复合薄膜对甲基橙的降解率可提高31.9%。
梁金生等则在紫铜网表面制备TiO2/电气石复合薄膜后，研究了电气石促进TiO2光催化活性的机理。发现薄膜表面形成了以电气石为核心的微粒簇，电气石表面厚度十几微米范围内具有很强的电场，能电离水分子形成H+和OH－，OH－与附着在电气石表面的纳米TiO2光催化产生的H+ 结合生成自由基，提高了光催化活性。
但以上的研究均是在紫外灯的照射下得出的结论，而在很多应用环境中很难达到这个条件，这无疑又限制了这些材料的应用。为此，人们也做了一定的研究，林朋等在自然光照射下研究了电气石掺杂TiO2对甲基橙的光催化降解能力，研究发现在自然光下电气石的加入仍有利于TiO2光催化剂的活性提高。
王晓燕则分别在自然光和紫外光的条件下以降解甲基橙的实验评价了电气石/TiO2复合材料的光催化性能。结果表明: 自然光下放置14d 后，TiO2 /电气石复合材料光催化降解率比纯TiO2的光催化降解率提高32.7%。紫外光照20 h 后复合材料光降解率较纯TiO2的提高31. 1%。显然在自然光下的实验周期较长，但经过一定的时间最终能将污染物降解，为实际应用中降低成本提供了可能性。
电气石/无机抗菌粒子复合材料
电气石/无机抗菌粒子复合材料通过电气石与抗菌粒子的协同作用实现了抗菌性能与产生负离子及辐射远红外线等环保、保健性能一体化。电气石在此种复合材料中主要起载体的作用，赵雪君等采用离子交换和固相合成法以电气石为载体制备出了既具有电气石的优良特性，又具有良好抗菌性能的天然电气石载银抗菌剂，研究发现烧结温度高于800 ℃时会破坏电气石结构进而导致抗菌剂的抗菌效果下降，为了保证抗菌剂优异的抗菌效果，烧结温度应为800 ℃，Ag+ 含量应为0.160%。
王静在研究了电气石的抗菌性能及以电气石为载体的无机抗菌材料( TiO2、Ag+、Cu2 + ) 的性能后对其可能的抗菌机理作了探讨，认为电气石能产生大量的负离子，而负离子可以抑制细菌生长; 同时电气石本身含有少量Ag+、Cu2 +，在与水接触时会溶出杀菌，这两个原因可能使得电气石能有效担载抗菌组份实现良好的抗菌功能。
但是目前对电气石/无机抗菌复合材料的研究仍处于初级阶段，还存在一些不足之处，主要表现在:
( 1)缺乏大量的实验依据来证明其抗菌机理;
( 2) 对无机抗菌粒子与电气石的复合方式研究的较少;
( 3) 对在实际应用环境中电气石/无机抗菌复合材料是否能实现其功能缺少考虑。这些研究的缺少使得其在从实验室走向市场的道路上举步维艰。为此，人们也做了一些研究来解决这些问题。
电气石是一种天然非金属矿产资源，也是一种极为重要的新型功能矿物材料，因其独特的物理及化学特性，在复合材料中有非常广泛的应用前景，对开发特殊性能与综合性能的功能材料有重要的实际意义。目前大量的文献表明，电气石/无机复合材料表现出优于单一组分的性能及功能材料的综合性能，如电气石/尖晶石复合材料优异的红外辐射性能、电气石/氧化锌较强的电磁屏蔽性能等。
但也发现电气石复合材料作为一种功能型的材料，对其的研究仍然存在一些不足之处，如制备技术还不完善，不适合大批量的工业生产，而且对机理、材料结构与性能的关系等方面还有待进一步探索，同时对电气石复合材料的研究仍处于初级阶段，研究的不够深入，没有充分的利用其价值。电气石复合材料在实际应用中的潜力是巨大的，相信随着对电气石研究的不断深入和电气石复合材料生产的进一步工业化，其应用领域将会越来越广泛。
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