2 凹凸棒土的结构及理化性质
2.1 凹凸棒土的化学组成及结构
2.1.1 凹凸棒土的化学组成及结构
凹凸棒土简称凹凸土(Attapulgite),又名坡缕石(Palygrosbite),是一种晶质的水合镁铝硅酸盐矿物,具有独特的层链状结构特征. 以其优良的物理化学性能和巨大的潜在应用价值而被广泛研究。其理论化学式为Mg5Si8O20(OH)2(OH2)4·4H2O, 结构已由 Bradley于 1940 年提出,如图1所示。
凹凸棒土理论化学成分质量分数为:SiO2 53.61%,A1203 9.29%,Fe203 3.1%,Ti02 0.39%,MgO 13.20%,CaO 0.2%,Na2O 0.04%,K2O 0.25%,H2O 19.8%。但是实际的凹凸棒石晶体化学式与理论化学式存在一定的差异,1969年Christ进一步验证了 Bradley 的结构模型并提出了更为合理的晶体化学式:
Mg5-y-xRy3 +△z( Si8-xRx3 +) O20(OH)2(OH2)4·E2 +( x-y +2z) /2(H2O)4来!自~751论-文|网www.751com.cn
其中 R3 +代表 Al3 +和 Fe3 +,△代表八面体空位,E2 +代表可交换阳离子。
凹凸棒石结构一般包括三个层次:(1)棒状或纤维状单晶体为基本结构单元,其直径为0.01纳米数量级,长度可达到0.1—1nm;(2)棒晶束是由单晶平行聚集而成的;(3)各种聚集体是由晶束(包括棒晶)相互聚集从而堆砌才形成的, 0.01一0.1mm数量级通常为粒径的大小。如图2所示,可以看出它是由一些细小的纤维状和球形颗粒组成。图3是经过超声分散后用滴膜法制备的凹凸棒土TEM照片。