鎂鋁水滑石行業運行現狀及發展前景
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鎂鋁水滑石作為一種新型材料,由于其特殊的層狀結構、而具有一些特殊的物理化學性質,如吸附性、催化性、層間陰離子可交換性、弱堿性等。水滑石現已廣泛應用于化工、材料、醫藥等行業中。目前,關于水滑石的合成、制備和應用研究已經成為新材料熱點之一,隨著以后對水滑石材料研究的深入,水滑石材料將會更好地為人類服務。據中金企信國際咨詢公布的《2020-2026年中國鎂鋁水滑石市場發展策略及投資潛力可行性預測報告》統計數據顯示:水滑石的晶體結構:水滑石分子組成是Mg6Al12(OH)16CO3.4H2O,它是一種陰離子型層狀化合物。水滑石中的Mg2+、Al3+被M2+、M3+同晶取代得到結構相似的一類化合物,稱為類水滑石化合物。分子通式M2+1-xM3+x(OH)2(An-)x/n.mH20,其中M2+=Mg2+、Ni2+、Fe2+、Cu2+;M3+=Al3+、Fe3+、Cr3+、Sc3+、An-為在堿性溶液中可穩定存在的陰離子,如:CO32-、NO3-、CL-、OH-。X表示M3+所占陽離子總數分數x=0.2~0.33,m表示分子中結晶水的數量。不同的M2+和M3+,不同的填隙陰離子An-,便可形成不同的類水滑石。其結構非常類似于水鎂石Mg(OH)2,,由MgO6八面體共用棱形成單元層,位于層上Mg2+,Al3+、OH-層帶有正電荷。層間的Mg2+在一定范圍內可被Al3+同晶取代,使交換的陰離子CO32+與層板上的正電荷平衡,使得這一結構呈電中性。此外,在氫氧化物層中同時存在著一些水分子,這些水分子可以在不破壞層狀結構的條件下去除,由上述可以得出水滑石的典型結構。
自然界存在的水滑石是鎂、鋁的羥基碳酸化物,后來人們合成了各種各樣的類水滑石化合物(hydrotalcite-likecompounds,簡稱HTLcs),是水滑石中的Mg2+、Al3+被其他相同電價陽離子取代后生成的化合物,它在結構上與水滑石相同,由于類水滑石化合物具有離子交換性和內部離子可以穿插別的離子的催化性能,所以水滑石及類水滑石化合物因具有特殊的層狀結構及物理化學性質,在吸附、催化領域中占有重要位置,對它的研究也越來越多。
水滑石的制備方法及其優缺點:天然的水滑石數量很少并且難以開采利用。天然水滑石大多以蛇紋石或尖晶石等變體形式出現,而且天然水滑石不是純凈的,它含有葉綠泥石和白云母等其他物質。實踐表明:從水滑石中將這些雜質分離除去是不現實的,因此人工合成得到高純度的水滑石就成為各種應用的選擇。水滑石一般通過氧化物和鹽反應、鹽和堿反應、焙燒還原等制成。為了能制得理想的水滑石類材料,國內外學者專家做了大量探索工作,用合成路線的改變加上合成條件的改良,又不斷衍生出了很多新的制備方法(共沉淀法是當前最常用的制備方法之一,它是通過金屬鹽的混合溶液與堿金屬氧化物發生反應得到,也就是鹽和堿共沉淀反應,然后將該沉淀在一定條件下轉換成晶體即為水滑石。金屬鹽主要包括硝酸鹽、硫酸鹽、氯化物和碳酸鹽等,堿主要包括氫氧化鈉、氨水、氫氧化鉀等。
????水滑石及類水滑石材料的應用:天然存在的水滑石很少而且難以得到,通常采用人工合成的方法合成水滑石類化合物。人工合成水滑石原料來源豐富,合成過程對環境無害。煅燒后的水滑石類化合物有良好的吸附陛、陰離子交換性和催化活性,而且水滑石類化合物的結構可控可調,便于利用加工等。因為水滑石類化合物的這些優點,所以水滑石類化合物具有非常廣泛的用途,目前已被廣泛應用于催化、吸附、醫藥、阻燃等領域。
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