文 献 综 述

1. 引言

凹凸棒石粘土（简称凹土，又称坡缕石）是一种层链状结构的含水富镁铝硅酸盐天然粘土，在矿物学上隶属于海泡石#8212;坡缕石族，其标准化学式Mg₅Si₈O₂₀(OH)₂(OH₂)₄^[1]。凹凸棒土的晶体结构通常被分为三个层次：一是凹凸棒石的基本结构单元，即棒状单晶体；二是由棒晶平行紧密聚集而成的棒晶束；三是由棒晶束间相互聚集而成的各种聚集体^[2]。由于结构独特，具有诸多优异性能，凹凸棒土被誉为”千土之王”，其产品不仅涉及化工、机械、能源、汽车、轻工、冶金、建材等传统产业，并且已进入到以信息、生物、航空航天、海洋开发、新材料和新能源为代表的高技术产业。中国是世界主要的凹凸棒土蕴藏国和生产国，江苏六合和盱眙地区是最大的资源地和生产地。近十几年，在四川、贵州、甘肃、山西、内蒙、湖北、河北等地也都发现一些凹凸棒土矿床（点）^[3]。

金属有机骨架，也称为多孔配位聚合物，是由含氧、氮等的多齿有机配体与过渡金属离子自由组装而成的配位聚合物^[4]。作为一种新型多功能分子基材料，金属有机骨架化合物因其有机无机杂化的特性、结构上的有序性、可裁剪性和微孔性、特殊的光电磁性质及在工业上的潜在运用而备受关注。金属有机骨架作为多孔材料,与无机或有机的多孔材料相比具有特殊的优势，是目前新功能材料研究领域的一个热点^[5]。在新功能材料如选择性催化、分子识别、可逆性主客体分子(离子)交换、超高纯度分离、生物传导材料、光电材料、磁性材料和芯片等新材料开发中显示了诱人的应用前景^[6] 。

2. 凹凸棒土的优点

凹凸棒土有着诸多优良的性质，其吸附性、催化性、流变性等体现的尤为突出。（1）吸附性，包含以下三个吸附中心：硅氧四面体层因置换产生的弱电子供给氧原子，它们与吸附核的作用很弱；在纤维边缘与金属阳离子Mg² 配位的结晶水分子(OH₂)，它可与吸附核形成氢键；在四面体层外表面上Si-O-Si桥氧键断裂形成的Si-OH基不仅可以接受离子，而且可以与晶体外表面的吸附分子相互结合，还可与某些有机试剂形成共价键；（2）催化性，凹凸棒土有较大的比表面积和众多的纳米尺寸的孔道，存在大量的活化中心，有较强的机械性能和热稳定性能，吸附性和催化氧化性好，自身就可以作为催化剂使用。此外，凹凸棒土还可以作为催化剂的载体；（3）流变性，凹凸棒土含有三维立体链，有很强的形成胶体的能力^[7]。

3. 金属有机骨架的优点

金属有机骨架的相互作用可分为4种：（1）配位键相互作用；（2）配位键和氢键相互作用；（3）配位键和其它键相互作用，如金属与金属键、π-π键等；（4）配位键和混合键的相互作用，如氢键与金属键、金属键与π键等^[8]。相较于其他材料，MOFs显示了其突出的性质：（1）有着比较大的孔径和高比表面积，与传统的吸附剂相比吸附能力更强；（2）相对于分子筛等骨架更加灵活柔韧；（3）不饱和配位的金属部位已被证明在金属有机骨架材料中有决定性的影响力，能优先吸附气体混合物中的某些成分，同时也能提高其吸附选择能力^[9]。