環(huán)境污染影響人類(lèi)的健康和生活質(zhì)量，水體污染是主要源頭之一。吸附是一種簡(jiǎn)單有效的水處理方法。
　　
　　鑒于活性炭成本高與再生困難等缺點(diǎn)，天然蛭石是典型的硅鋁酸鹽黏土，具有資源豐富、價(jià)廉易得、親水、層板帶負電荷、多級結構和物理化學(xué)性能穩定等優(yōu)勢，蛭石基吸附材料是蛭石應用于環(huán)境領(lǐng)域的重要功能材料，可有效去除水中的氨氮、重金屬元素、磷酸鹽、氟離子、稀土離子、有機物等污染物。
　　
　　1、蛭石為什么能吸附污染物？
　　

蛭石結構模型示意圖

　　
　　蛭石基吸附材料的吸附機理主要包括以下幾個(gè)方面：
　?。?）基于層板帶電荷，在帶負電的表面上通過(guò)正負電的吸引來(lái)進(jìn)行吸附；
　?。?）通過(guò)離子交換方式，進(jìn)行各種金屬離子的吸附分離；
　?。?）有機改性蛭石通過(guò)相似相容原理與待吸附物進(jìn)行吸附；
　?。?）表面形貌，比如通過(guò)蛭石表面的多孔和層板邊緣的棱角等進(jìn)行吸附；
　?。?）其他協(xié)同作用，比如蛭石的強吸水性，蛭石片的大小和膨脹性能等。
　　這里必須指出，進(jìn)行蛭石吸附機理的研究時(shí)，蛭石顆粒的大小必須限定，得出的機理才有實(shí)際意義。
　　
　　2、蛭石基功能吸附材料制備
　　
　　蛭石具有較大的比表面積和可交換的層間離子，經(jīng)結構修飾后，其吸附或離子交換性能更強，改性蛭石被廣泛用于去除工業(yè)廢水中陽(yáng)離子染料和農藥中除草劑等，同時(shí)也被用作生活用水的凈水劑和處理劑。
　　
　　蛭石改性可以從以下幾個(gè)方面入手：
　　通過(guò)堿和酸改性蛭石，可以明顯提高陽(yáng)離子的亞甲基藍和還原紅B吸附；
　　通過(guò)有機改性實(shí)現親水到疏水和負電到正電的轉換，使蛭石吸附性能和應用潛能顯著(zhù)提高。通過(guò)二巰基丙醇和腐蝕酸改性蛭石，可使其具有巰基和羥基功能基團，提高蛭石對Hg2+和鄰苯二甲酸酯的吸附量。
　　通過(guò)殼聚糖改性制備改性蛭石，其對As3+的最大吸附量可達72.2mg/g。
　　通過(guò)氧化錳改性制備金屬氧化物改性蛭石，其對Ag+的最大吸附量為69.2mg/g。
　　
　　同時(shí)，研究發(fā)現，酸堿性和溫度對蛭石吸附金屬陽(yáng)離子容量具有顯著(zhù)影響，吸附量隨堿性增加而增加，隨溫度增加有所降低；通過(guò)長(cháng)碳鏈烷基有機改性，可以顯著(zhù)提高蛭石層間距（2-5nm）和改變層間分子結構構型。
　　
　　3、蛭石基復合功能吸附材料制備
　　
　　離子交換和改性是制備蛭石新型功能材料的有效方法，但是被交換和改性的離子或有機物容易脫落，表現出結構不穩定等劣勢。
　　
　?。?）蛭石與水滑石復合材料
　　由于蛭石是陰離子黏土，只能吸附陽(yáng)離子，難以吸附陰離子，嚴重限制了其在水處理和工業(yè)等領(lǐng)域的應用。
　　眾所周知，水滑石（LDHs）是典型的陽(yáng)離子黏土，恰好與蛭石相反，Tian等人采用原位合成的方法，在多級結構膨脹蛭石層間，原位生長(cháng)不同尺寸結構的MgAl-LDHs薄膜，構建了3D多級結構功能材料。
　　

蛭石（a），MgAg水滑石與蛭石的復合材料（MgAl-LDHs/蛭石）的SEM圖（b-側面SEM圖；c-蛭石層板上負載MgAl-LDHs的SEM圖），蛭石表面硅氧四面體晶體結構圖（d），和方向MgAl-LDHs生長(cháng)機理（e，f）

　　
　　從上圖可看出，蛭石的層板是非常光滑的，MgAl-LDHs以原位生長(cháng)的方式在蛭石表面形成一層水滑石薄膜，并且可以深入膨脹蛭石內部。MgAl-LDHs通過(guò)晶格匹配方式，以?xún)A斜方向在蛭石表面生長(cháng)。采用制備的MgAl-LDHs/蛭石復合材料對水體中六價(jià)鉻離子的吸附性能進(jìn)行了研究，與純MgAl-LDHs相比，其吸附量大約提高28%，且循環(huán)性能明顯提高。
　　
　?。?）蛭石和碳納米管復合材料
　　
　　蛭石是典型的無(wú)機材料，碳納米管（CNTs）是典型的有機碳材料。并且CNTs被認為是最通用的納米功能材料。如果能把碳納米管與蛭石相結合，蛭石的性能將會(huì )顯著(zhù)改善。
　　
　　Tian等人采用原位生長(cháng)的方法，利用鐵作催化劑，在膨脹蛭石層間，原位生長(cháng)CNTs陣列，直接構建了漢堡式蛭石/CNTs多級結構復合材料，通過(guò)插層生長(cháng)CNTs，膨脹蛭石體積可以膨脹到20~30倍，長(cháng)度可以達到6cm。
　　

蛭石（VMT）/碳納米管復合材料制備機理圖（a）、蛭石數字照片（b）、蛭石/碳納米管復合材料SEM圖（c，d）

　　
　　蛭石（VMT）/碳納米管復合材料可以直接用作吸附劑，對亞甲基藍的清除率達到98%，性能明顯高于同顆粒大小的活性炭。該方法制備的材料在擴大蛭石應用范圍中表現出巨大優(yōu)勢。
　　
　　來(lái)源：田維亮,葛振紅.蛭石功能材料研究進(jìn)展[J].精細化工,2019,36(04):541-548.