高岭土异质结材料的制备和性质研究文献综述
2020-04-28 20:17:58
高岭土是一种非常重要的非金属矿产资源,是一种主要矿物成分高岭石达到有用量的多成因岩石,它由花岗岩和高岭石风化而来。
中国是世界上最早发现高岭土和应用高岭土的国家,元代开始使用高岭土制瓷,制成了独有的”薄如纸,白如玉,明如镜,声如磬”的景德镇瓷器,从而名扬天下,如今其国际通用学名#8212;#8212;kaolin便是因江西景德镇高岭村得名。
高岭土主要是由小于2μm的微小片状、叠片状、管状高岭石族矿物晶体组成,高岭石族矿物主要包括高岭石、地开石、珍珠石、无序高岭石、埃洛石等,族内矿物化学成分相似仅是单位构造层堆叠方式和层间水分的含量不同,其化学式为Al4[Si4O10](OH)8,其中结晶水以羟基的形式存在,为1:1型层状二八面体的硅酸盐矿物[1-2]。
硅氧四面体和铝氧八面体共用氧原子,属于三斜晶系,其理论化学组成为:SiO2 46.54%, Al2O3 39.5%,H2O 13.96%,自然界中的高岭土组成除了含有SiO2、Al2O3、H2O还含有少量的Fe2O3、TiO2和微量K2O、Na2O、CaO和MgO等[3]。
我国高岭土矿产资源丰富,总量位于世界前列[4-6],但多数高岭土生产企业的现状是规模小、产量不大、产品质量不高,与美英巴西等国相比存在较大差距。
因此,如何根据应用需要,改变高岭土表面的理化性质,从而满足现代新材料、新工艺和新技术的需要已经成为当下热门课题。
高岭土表面的结构官能团有-Si(Al)-OH,-Si-O-Al-和-Si(Al)-O,这些活性点是对高岭土表面改性的基础。
Da-vidovits[7-8] 认为,改性活化的实质就是通过高岭土脱去铝氧八面体中的-OH,使高岭土铝原子的配位数由6减少为4或5。
目前,高岭土改性方法主要可分为物理改性和化学改性。
物理改性主要是通过煅烧的方法对高岭土进行热处理,使得其部分或全部羟基脱出,此时的高岭土具有很大活性。