蛭石是典型的二維層狀結(jié)構(gòu)材料，單層厚度約為1nm，也是自然界中最具代表性的一類層狀黏土化合物，具有天然、無毒、高膨脹率和層板帶負電等主要特征。

我國蛭石礦藏極為豐富，遍布內(nèi)蒙古、陜西、河南、河北、湖北、新疆、遼寧、青海等全國各地區(qū)。其中規(guī)模最大、最具代表性的是新疆尉犁縣且干布拉克蛭石礦，其儲量占全國總儲量的 90%以上，居世界第二（僅次于南非），遠景儲量為 1 億噸，其中 2 號礦體已探明儲量 1400 萬噸，是世界罕見的超大礦床。另外，靈壽縣是金黃色蛭石主產(chǎn)地，東?？h石開境內(nèi)有豐富的蛭石礦產(chǎn)，三十三團蛭石礦的蛭石不僅蘊藏豐富，而且質(zhì)量很好。

蛭石結(jié)構(gòu)中含有可膨脹的層間域（可膨脹10~30倍），具有良好的陽離子交換性、膨脹性、吸附性等特性，已成為制備輕質(zhì)建材、催化劑載體、吸附劑、軍工、航空航天、納米復(fù)合材料、環(huán)境保護等材料的重要原料，在國民經(jīng)濟中具有重要的意義，也是礦物學(xué)、復(fù)合材料等領(lǐng)域研究的熱點之一。

1、蛭石吸附材料

吸附或離子交換是去除廢水中有機物或金屬離子的重要方法。蛭石具有較大的比表面積和可交換的層間離子，經(jīng)結(jié)構(gòu)修飾后，其吸附或離子交換性能更強，目前蛭石基吸附材料是蛭石應(yīng)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）吸附有機物

蛭石具有大量可供交換的親水性無機陽離子，使蛭石表面存在一層薄的水膜，因而能有效地吸附環(huán)境中的有機污染物。

通過結(jié)構(gòu)修飾后，層間插入高價態(tài)陽離子或大分子等物質(zhì)后，蛭石對特定有機物的吸附性能會大大提高。

（2）吸附金屬離子

蛭石可通過離子交換吸附或配合作用能將水體中的金屬離子吸附到其表面。天然蛭石的陽離子交換量可達900mmol/kg以上，采用其吸附Cr³⁺和Cu²⁺離子，最大吸附量分別為25和15mg/g，表明天然蛭石具有除去廢水中Cr³⁺和Cu²⁺的潛力。同時，蛭石對Zn和Ni的最大吸附量為31.65和25.51mg/g。蛭石通過內(nèi)部插層等結(jié)構(gòu)修飾后，其吸附金屬離子的能力更強。

（3）吸附氨氮

天然蛭石具有孔隙度高、比表面積大的特點，對氨氮具有很強的選擇性離子交換能力，常用于脫除污水中氨氮，蛭石作為極性吸附劑也是一種理想的生物載體。

（4）吸附稀土離子

周新木等研究表明，蛭石可吸附稀土離子，可重復(fù)使用，且對吸附容量影響較小。蛭石可用于稀土淋出尾液中稀土及低濃度稀土料液中稀土的回收，可提高稀土回收率，減少環(huán)境污染。

（5）吸附氟離子

沸石對氟離子具有較強的吸附作用，是一種較為優(yōu)異的除氟劑載體。沸石對Ca²⁺及Mg²⁺也有一定的吸附作用，所以在進行除氟工藝的時候不僅可以除氟離子而且還可以有效的降低飲用水的硬度。由于自然界中的沸石所含雜質(zhì)比較多，吸附性能有限，因此，研究者們都會選擇對其進行必要的改性處理以增強沸石的吸附性能。

（6）吸附藻類污染

常淼等采用十六烷基三甲基溴化銨（CTAB）改性蛭石，改性蛭石處理藻液時，可以明顯降低藻液的濁度及葉綠素含量，是一種良好的水體藻類去除劑。

2、蛭石光催化降解材料

通過碾磨、表面包覆、內(nèi)部插層等方式對蛭石進行結(jié)構(gòu)修飾，從而獲得相應(yīng)的光催化降解材料。

Fenton試劑（Fe²⁺和H₂O₂混合物）是氧化廢水中有機物的重要活性系統(tǒng)，蛭石含有結(jié)構(gòu)Fe離子，大約70%的Fe³⁺、30%的Fe²⁺，通過球磨的方式，可以將這些結(jié)構(gòu)Fe離子暴露至蛭石的表面，它們可與H₂O₂作用從而引發(fā)Fenton反應(yīng)，進而氧化廢水中的靛藍等污染物。

TiO₂具有高催化活性、安全、低廉等優(yōu)點被廣泛應(yīng)用于光催化降解有機物，但是單獨使用TiO₂容易出現(xiàn)顆粒團聚現(xiàn)象降低比表面積。Jin等利用鹽酸或硫酸處理蛭石后，通過前驅(qū)體的方式在其表面生成TiO₂，制備TiO₂顆粒分散良好的光催化材料，并用于降解亞甲基藍。

Chen等通過內(nèi)部插層合成鐵柱撐蛭石（Fe-VT）光催化材料，研究了其分解活性艷橙（X-GN）的性能，在最佳條件下，X-GN的降解率可達到98.7%。

3、蛭石重金屬污染土壤修復(fù)材料

蛭石層間具有豐富的可交換陽離子，通過一定的結(jié)構(gòu)修飾后，可以吸附或者與某些重金屬離子絡(luò)合穩(wěn)定重金屬污染土壤，防止重金屬離子隨水體或向植被遷移。

Malandrino等使用蛭石（陽離子交換容量40.88meq/100g）可以明顯減少土壤中Cu、Ni、Pb和Zn的可交換態(tài)和碳酸鹽結(jié)合態(tài)，使這些重金屬的形態(tài)向有機物結(jié)合態(tài)和硫化物結(jié)合態(tài)轉(zhuǎn)變，顯著降低重金屬的遷移能力，減少了重金屬向植被轉(zhuǎn)移。

參考資料：

[1] 曾鈴,付宏淵,李傳常,等.面向能源與環(huán)境應(yīng)用的蛭石結(jié)構(gòu)修飾及其復(fù)合材料[J].硅酸鹽學(xué)報, 2016,44(8):1226-1234.

[2] 胡光鎖,李政一.廢水處理中蛭石的應(yīng)用研究進展[J].北京工商大學(xué)學(xué)報（自然科學(xué)版）2006,24(3):13-16.

[3] 李英.改性蛭石對水中氟離子的吸附性能研究[D].石河子大學(xué),2018.

[4] 常淼.蛭石的改性及其對水體中藻類污染去除的研究[D].西北農(nóng)林科技大學(xué),2017.