膨潤土具有優(yōu)異的膨脹性、吸附性、陽(yáng)離子交換性、催化性、粘結性、懸浮性和可塑性,常作為粘結劑、懸浮劑、吸附劑、凈化劑及稠化劑等被廣泛應用于鋼鐵、石油、化工、紡織、藥品等諸多領(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)內容:
在環(huán)境領(lǐng)域,膨潤土可作為吸附劑處理廢水中的重金屬離子、有機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,應用前景也極為廣闊。
印染廢水是近年來(lái)環(huán)境保護的一個(gè)突出問(wèn)題。王靜利用改性膨潤土作為吸附劑,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改性膨潤土混合接觸30min后,MO的脫色率超過(guò)了90%,對甲基藍(MB)也達到了同樣顯著(zhù)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鈉基膨潤土進(jìn)行改性得到殼聚糖膨潤土,并將其用于活性染色凈水工藝中,結果達到了凈水處理排放標準。潘嘉芬等采用鈉化改性的鈣基膨潤土對印染廢水進(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(zhù)提高。
隨著(zhù)人們環(huán)保意識的提高,如何有效地改善室內空氣質(zhì)量備受關(guān)注。陳樹(shù)沛采用鈣基膨潤土、鈉化膨潤土與酸化膨潤土分別對甲醛氣體進(jìn)行吸附,發(fā)現酸化膨潤土在到達飽和吸附容量前對甲醛氣體之所以吸附效果好,是因為其表面酸性和質(zhì)子以及層間水與甲醛發(fā)生了質(zhì)子化作用。因此采用適宜構型的膨潤土可以有效地凈化室內空氣。
林梅嬌采用改性膨潤土/TiO2與單獨試驗TiO2分別對甲苯進(jìn)行光催化降解試驗,研究發(fā)現,改性膨潤土/TiO2用作吸附催化材料降解甲苯時(shí)甲苯的降解率為77.8%,比單獨使用TiO2的降解率高16%。
傳統催化劑產(chǎn)生的廢酸不僅污染環(huán)境,而且對設備也具有一定的腐蝕性。通過(guò)對膨潤土進(jìn)行改性,將改性后的膨潤土作為催化劑,不僅消除了傳統催化劑的缺點(diǎn),而且催化效果也更好,更為符合21世紀綠色化工發(fā)展的要求,具有良好的應用前景。
莫立煥等將鈣基膨潤土改性為鐵改性膨潤土光催化劑,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/膨潤土,并將其作為催化劑催化合成碳酸丙烯酯。
因具有粘結性和可塑性,膨潤土在鑄造業(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)中作為球團礦的粘合劑,既節省了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%。
陳廷臻等運用物理化學(xué)方法對鈣基膨潤土進(jìn)行鈉化處理后得到鉆井泥漿用土,其在泥漿中發(fā)揮了增稠和穩定的作用,而且使得泥漿便于攜帶,同時(shí)還可以潤滑鉆井、防止腐蝕,其成本低廉,工業(yè)應用前景廣泛,效益明顯。
膨潤土及其改性產(chǎn)物被普遍的運用在建材工業(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)現隨著(zhù)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(zhù)的變化。還通過(guò)測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,結果發(fā)現,不加鈉基土的漆液隨著(zhù)時(shí)間的推移分層現象特別明顯且伴有沉淀產(chǎn)生,隨后沉淀變硬結塊最終導致無(wú)法攪拌,而添加鈉基土的漆液并不會(huì )出現塊狀沉淀現象,對涂料的性能也沒(méi)有其它不利影響。
膨潤土在農業(yè)上主要被用作土壤改良劑、肥料緩釋劑、肥料添加劑以及農藥吸附劑等,如馮啟明等采用溶液聚合法制備出含有膨潤土的保肥保水材料,發(fā)現將膨潤土作為肥料添加劑時(shí)效果格外明顯,可以延長(cháng)肥效時(shí)間和減少農肥流失,達到了改進(jìn)土壤質(zhì)量和提高農作物產(chǎn)量的效果。
另一方面,膨潤土還可作為農藥的載體,使得農藥不但在施用時(shí)安全方便,而且使農藥殘留物分布少,從而有效地抑制由于降雨過(guò)程導致的土壤中有機氯農藥的滲濾現象。
在畜牧業(yè)中,膨潤土常常作為飼料添加劑。由于膨潤土具有優(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)在飼料中添加膨潤土,不僅可以起到減少糧食投加量從而降低飼養成本的作用,還能顯著(zhù)地減少畜禽疾病的發(fā)病率和促進(jìn)畜禽生長(cháng)發(fā)育。
有機膨潤土經(jīng)納米改性后變成納米級有機膨潤土,其在橡膠材料中應用普遍,可以改善橡膠的氣密性、定伸應力、拉伸強度、耐熱耐磨性、防腐性、撕裂強度以及耐化學(xué)藥品等很多性能。
金山將通過(guò)插層法得到的納米膨潤土加入橡膠中,可使橡膠的拉伸強度、抗濕潤滑性、耐油性以及伸長(cháng)率等性能大幅度提高,有的性能甚至可提高數倍。
彭樹(shù)文等將有機改性膨潤土與丁苯橡膠混合,通過(guò)研究發(fā)現,有機改性膨潤土的平衡扭矩相對較小,混合丁苯橡膠和改性膨潤土的能耗變小,而且隨著(zhù)改性膨潤土粒徑的減小,丁苯橡膠的加工性能和力學(xué)性質(zhì)都得到了明顯改善。