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蒙脱石改性方法及应用研究进展
来源:中国粉体技术网    更新时间:2022-01-11 15:55:15    浏览次数:
 
  蒙脱石为层状硅铝酸盐矿物,单晶结构由两层硅氧四面体夹合一层铝氧八面体组成,不同立面的拼接构建出具有一定空间延展性的晶体骨架。由于其晶体层间作用力较弱,作用位点多,通过晶体内阳离子与外部高价离子发生置换或同晶置换,释放电荷,形成静电力,以此吸附某些带电菌体或基团。这些可交换阳离子还能与H2O通过氢键相连,使H2O能够进入并填充在层间域中,因此蒙脱石具有良好的吸水膨胀性。
  
  蒙脱石呈立体“镂空”构架,层间域容积弹性大,剔除层间原有占位分子后可利用电位差重新吸纳其他分子,展现出极强的吸附和承载性能。另外,充分水化后的蒙脱石晶胞带有相同电性,能够均匀分散悬浮在溶液中,形成胶体。通过碾磨、超声等方式剥离晶体片层,调整表面电位大小,能相应改变胶体密度,控制胶体内物质的悬浮沉降。除此之外,蒙脱石中多为无机成分,具有良好的热稳定性。
  
  适当改性可将蒙脱石晶体拆解为纳米级分子,通过特异的结构设计,实现对肠黏膜的修复和对重金属的直接吸附,也能利用其自身强大的理化性质负载、保护药物,定点消灭病原。在改善饲粮品质、保护畜禽胃肠黏膜屏障、控制病原毒害的同时,降低耐药风险。另外,在畜禽粪污处理方面蒙脱石也有创新应用。
  
  1、蒙脱石无机改性
  蒙脱石的无机改性原理主要利用其晶体延展性和阳离子交换性将无机改性剂插入晶格中。羟基化金属阳离子经再次加热脱羟基或脱氢后,能够转化成稳定的柱状金属氧化物簇,扩张层间结构,使分子吸附力显著增强。
  
  张立阳等研究结果表明,经金属离子插层改性后,蒙脱石更易剥落,片层增多变薄,晶体结构相对疏松,能提高其对黄曲霉毒素B1(AFB1)、玉米赤霉烯酮(ZEN)和脱氧雪腐镰刀菌烯醇(DON)等霉菌毒素的吸附力。
  
  2、蒙脱石有机改性
  蒙脱石的有机改性原理是利用季铵盐和烷类化合物等有机改性剂替换晶体原有占位离子,改变蒙脱石层间的孔隙大小和原子排布。有机改性后的蒙脱石能够改变或暴露出更多的表面结合位点,甚至同时具有亲水性和亲油性,在胃肠道药物载体、化脓性疾病治疗以及污水治理等方面效果显著。
  
  3、蒙脱石有机-无机复合改性
  蒙脱石的复合改性指同时将有机和无机物质插入晶体层间,形成复合柱撑蒙脱石,使其在结构稳固的同时,还具备靶向吸附某物质的可能。
  
  任晓惠等使用天然蒙脱石糅合无机羟基铝和十六烷基三甲基溴化铵,通过X射线衍射、傅里叶红外光谱等技术对比单一和复合改性蒙脱石的性能,结果表明无机羟基铝及十六烷基三甲基溴化铵复合改性蒙脱石(ACM)对五价砷的络合吸附效率高达99%。
  
  资料来源:《邓凡,岳稳,李焰,等.蒙脱石的改性机制及在畜禽养殖中的应用[J].黑龙江畜牧兽医,2021(21):52-56》,由【粉体技术网】编辑整理,转载请注明出处!
  
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