水滑石4大类“高含金量”应用：高分子材料、水处理…

中国粉体网讯  复合金属氢氧化物(LDHs)，俗称为水滑石，是一种典型的二维层状阴离子性黏土。由于其独特的层状结构，既具有层间阴离子可交换性，又具有层板阳离子的同晶取代性，故常通过改变其离子种类来合成不同类型的 LDHs，赋予其不同性能。

LDHs的结构示意

水滑石有天然和人工合成两类，天然存在的水滑石很少而且难以得到，但人工合成水滑石原料来源丰富，工艺步骤简单。经煅烧后水滑石类化合物有良好的吸附性、阴离子交换性和催化活性。另外，水滑石类化合物的结构可控可调，便于利用加工，已广泛应用于催化、吸附、医药、阻燃等领域。

Mg—Al—C1／LDH合成

1水滑石的性质

1.1酸碱性

常见的MgAl-LDH和类水滑石为弱碱性化合物，经过高温焙烧后形成的复合金属氧化物(LDO)则碱性增强。

1.2可交换性

由LDH的特殊层状结构可知，所具有的层间阴离子可与不同种类和数量的阴离子发生离子交换。

1.3热稳定性

水滑石加热会发生分解，在一定的温度下焙烧会发生有序层状结构破坏和物质转化现象。

1.4记忆效应

将焙烧后的MgAl-LDH加入含有某种阴离子的溶液中，水滑石被破坏的层状结构可以部分恢复有序层状结构。

2水滑石应用

2.1高分子材料

作为热稳定剂，合成水滑石作为PVC热稳定剂具有众多优势，水滑石自身呈碱性，可有效吸收PVC脱出的HCl(氯化氢)，阻止其自催化进一步分解，而且合成水滑石自身稳定且与塑料有良好的相容性。另外，相比铅、镉等有毒PVC热稳定剂，合成水滑石有着无毒、高效等优势。

作为阻燃剂，合成水滑石由于组成特殊，兼具氢氧化镁和氢氧化铝阻燃的优点，阻燃功能主要通过气相阻燃和凝聚相阻燃两种方式实现。

作为吸酸剂，合成水滑石在氨纶的生产中作为吸酸剂能保持衣物的弹性(抗氧化)，延长使用寿命。

2.2水处理

由于水滑石类化合物的大比表面积、结构层间阴离子的交换性，所以其有良好的吸附性，其中吸附有机物与阳离子的作用机理主要是表面吸附，而对于阴离子的吸附效应主要是层间阴离子交换性。而目前最大的用途是用于对污染废水中的阴离子污染物进行吸附。

阳离子去除，水滑石可去除水中铬离子、铜离子、砷离子等阳离子。

阴离子去除，对于含大量氯离子、硫酸根离子、氟离子等高盐废水，通过改变反应条件,可最大限度地降低污染物浓度。

有机物去除，如腐殖酸、富里酸、微生物的代谢分泌物以及溶解的动植物组织等。

2.3催化剂领域

水滑石类阴离子粘土直接或间接作为复合氧化物催化剂前体，在有机反应过程中使用具有活性高、可选性强、金属阳离子分布均匀、再生重复性好等优点。此外，由于其特殊的层状结构，焙烧或穿插的类水滑石材料可作为催化剂载体，因其特殊的结构可使其搭载的催化材料具有更好的催化活性和选择性。水滑石材料作催化剂，主要用于碱催化、氧化还原催化。

2.4医药领域

利用LDH的碱性，可以调节胃液的pH值，对一些因为胃酸过多引起的疾病产生预防和治疗效果。利用LDH阴离子的可交换性，可以将一些药物分子引入层间，并能调节药物在体内的释放速度和位置。其具有优异的生物相容性、阴离子交换能力、高载药效能等，在制药行业中作为药物载体也有广泛的应用价值。

写在最后

从市场方面来看，国内生产厂家丹东松元(A一1CPvc，HT一3Pvc)、呈和科技(Ac一320，Az一128，Ac一207)、衡水世京(sK—10，sK一20)、山东万新纳(抑烟剂等)，国外厂家日本协和化学、日本坍化学、德国科莱恩、韩国丹石等。目前，二元水滑石技术已较为成熟，尤其是镁铝水滑石，市场竞争较为激烈。随着下游对合成水滑石性能的追求不同，在市场上已出现三元或多元的水滑石，目前呈和科技的Az一128是国内少有的三元合成水滑石产品。

参考来源：

吕泓颖，等：水滑石在水处理中的应用进展研究，上海电力大学

施珣若，等：合成水滑石在高分子材料中的应用，中国塑料协会

刘雯雯，等：纳米水滑石材料的制备及应用研究进展，沈阳师范大学

刘齐鲁，等：水滑石的制备和应用综述，山东科技大学