中國粉體網訊 你了解海泡石嗎?
海泡石(Sepiolite)發現于1789年,原名“Meerschaum”,意為似海的泡沫,1847年正式命名為海泡石。
海泡石被稱為“石中白金”,由于質地柔軟細膩,可以被雕琢成各種形態,具有極高的藝術價值。海泡石煙斗就是為人熟知的一種。
海泡石的應用遠不止如此。
海泡石是一種含水富鎂硅酸鹽黏土礦物,具有獨特的微觀結構和纖維形態、低密度、高比表面積、強吸附性和熱穩定性、價格低廉和儲量豐富等特點,用途多達130余種,是應用最廣泛的礦物原料之一。
如今,海泡石在戰略性新興產業中價值凸顯。
《非金屬礦工業“十三五”發展規劃》曾提到,節能環保、新能源、新材料等高新技術產業的發展將是非金屬礦新的增長點。海泡石的開發應用亦是如此。其開發利用已成為增強材料、吸附劑、藥物載體、催化劑載體等眾多研究領域的熱門課題。現階段,海泡石在戰略性新興產業中,已得到了廣泛的應用,表現亮眼。
海泡石在節能環保領域的應用
節能材料
相變材料(PCM)因其可重復利用、熱源溫度恒定、熱回收率高、儲能密度大等優點而被廣泛應用于保溫服、建筑節能、空調系統、太陽能儲存、余熱回收等領域。海泡石與有機PCM具有良好的化學相容性,且具有無毒、多孔、耐火等優良的物理性能,是一種極具潛力的儲熱相變原材料。
環境修復
海泡石無毒無害,具有特殊的孔道結構和高比表面積,具有較強的吸附性能和離子交換能力,對重金屬具有特性吸附和穩定化作用,是制作重金屬穩定劑的優質材料。研究表明,海泡石在重金屬污染修復、有機廢水處理等領域展現了良好的應用前景。
此外,揮發性有機化合物(VOCs)是空氣污染的主要來源,其排放量逐年遞增,嚴重影響人們的日常生活。海泡石因其優良的表界面及孔結構特性,在VOCs吸附與降解領域展現了廣闊的工業應用前景。
目前工業產品有海泡石農田土壤調理劑、重金屬穩定化藥劑、海泡石農藥載體、吸醛海泡石面粉、飼料脫霉劑、吸醛海泡石功能壁材、硅藻泥用海泡石等。
來源:海泡石科技
海泡石在新能源領域的應用
海泡石因其特殊的結構與性質,在生物質轉化過程中作為載體制備復合催化劑有著廣泛的應用。此外,氫氣由于綠色、能量密度高、利用率高、可再生等特點,被認為是未來能源的最終形式。海泡石作為模板或載體制備催化劑的研究目前主要在于乙醇重整制氫。
海泡石在生物領域的應用
海泡石和坡縷石被證明具有抗炎抗菌的作用。硅酸鹽黏土礦物基抗菌材料是當前新興的抗菌劑,基于其獨特的形貌結構以及物化特性,能夠抑制細菌、病毒及真菌等微生物的增殖而被廣泛應用;在各種黏土礦物中,海泡石具有較低的細胞毒性,是一種潛在的納米載體,可將質粒DNA穩定地轉移到細菌、哺乳動物和人類細胞中。
此外,來自湘潭大學的丁燕懷教授“獨辟蹊徑”,探索出海泡石的止血功效,并致力于開發更高性價比的止血材料。
丁燕懷在實驗中發現,纖維狀的海泡石能吸收大量的水分,且吸水過程中不會放熱。
海泡石在新材料領域的應用
傳感器:海泡石除具有獨特的納米纖維形態外,還具備豐富的親水官能團(-OH),展現了優良的吸水性能,是一種極具潛力的濕敏傳感器原料。
摩擦材料:海泡石纖維與石棉纖維相似,其微觀結構和性能表現出高吸附性、高纖維強度和良好的熱穩定性,因此海泡石在摩擦領域具有替代石棉的潛力。
微波吸收材料:棒狀海泡石纖維形成的網絡結構有利于入射電磁波的多次反射和散射,在微波吸收材料方面具有一定優勢。
阻燃、防火涂料:海泡石是富含Mg、Si等非鹵阻燃元素的天然礦物,因導熱系數小及耐高溫(可達1500~1700℃),而作為阻燃劑或阻燃協效劑用于聚合物阻燃性能研究。
此外,海泡石在介電、壓電材料,成型材料等領域均有廣泛應用。
海泡石在軍工領域的應用
除此以外,海泡石未來可能在軍工領域大放異彩。高性能隱身材料需具有薄、輕、寬、強、環境耐候性好、多頻譜兼容等特點。而海泡石輕質、納米孔道結構、富含不飽和鍵、纖維狀形貌、耐高溫等特點恰好符合高性能隱身材料的要求。其在軍工領域可廣泛運用于電子產品屏蔽罩、醫療設備防護、精密儀器屏蔽罩、航空航天設備、基站電磁防護、飛行器隱身等。
小結
海泡石是一種低碳、環保的資源。我國海泡石資源主要分布在湖南,其中湘潭地區海泡石資源已探明儲量超2000萬噸,約占中國海泡石儲量的80%,世界儲量的25%。湘潭市“十四五”戰略性新興產業發展規劃提出:在天易經開區,推進湘潭海泡石新材料科技產業園建設,推進海泡石應用進一步向新型環保材料、航天航空材料、軍工材料等高附加值產品拓展,著力吸引海泡石產品高科技應用企業入駐園區。
未來,隨著傳統產品的升級換代,對高性能海泡石產品的需求將持續增長,海泡石在戰略性新興產業中具有極大的市場潛力。
參考資料:
紀慧超等.海泡石精細化加工及在戰略性新興產業的應用
孟雪芬等.海泡石的改性方法及其應用研究進展
湘潭在線.湘潭海泡石:悄然起跑的產業“黑馬”
新華網、澎湃新聞、前沿新聞資訊、紅網等
(中國粉體網編輯整理/黑金)
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