粘土矿物在环境中的应用
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2020-02-04
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粘土矿物在环境中的应用
刘龙涛
1
，崔丹
2
1
中国矿业大学（北京）资源学院（100083）
2
陕西师范大学旅环院（710062）
E-mail：wfhtllt@yahoo.com.cn
摘 要：随着科学技术的不断发展，人们在享受科技成果的同时，也造成了对自身生存环
境的污染。许多化学污染物以多种途径进入环境，工业和生活废弃物的排放日益增多，造成
土壤、水体和大气污染，严重影响着生态系统的安全，对人类与生态环境产生了直接或潜在
的危害。随着工农业生产的飞速发展和人口急剧膨胀，人类活动与自然资源和环境之间的矛
盾日益加剧，合理利用矿产资源和有效控制环境污染已是实现社会可持续发展的战略问题。
目前，对于环境污染，人们已经研究出多种物理、化学和生物的方法来转移这些污染物。由
于粘土矿物价格便宜且具有机械稳定性，多孔隙率、多种表面和结构、分散悬浮性、离子交
换性、吸附性等，故用颗粒细小的粘土矿物及改性粘土矿物来转移污染物已经成为人们研究
的热点。
关键词：粘土矿物 环境保护 构造特征
1． 引言
近几年，粘土矿物在环保方面的应用越来越广泛，在污水处理、大气吸附、过滤脱色等
方面的应用水平不断提高;在生态建材(如具有保温、隔热、吸音、调光等功能的建材)、杀
菌、消毒剂等方面都有新的应用技术和产品
[22-23]
。加强环境保护、改善生态平衡已成为当务
之急。
2. 粘土矿物的结构特征概述
粘土矿物是颗粒细小(＜0.1mm)的含水层状结构硅酸盐矿物，其结构单元层是由Si-O四
面体片与Al-O八面体片按不同的规律连结起来而构成，按其连接方式的不同把粘土矿物划分
为 1:1 和 2:1 两种结构类型，前者如高岭石，后者如蒙脱石、伊利石、凹凸棒石等.粘土矿
物结构单元层内部因发生离子的类质同象置换，比如四面体中Si
4+
被Al
3+
置换，八面体中Al
3+
被
Fe
2+
、Mg
2+
置换，从而使其单元层表面具有电性.此外，粘土矿物颗粒细小，比表面积大，因
而，粘土矿物会表现吸附性、离子变换性、胶体性、分散性和催化性，这些特性在环境污染
处理中具有十分重要意义.
在粘土矿物中，硅、铝、氧是其中最主要的元素。在这些粘土矿物中，硅和氧结合生成
硅氧四面体，铝和氧结合生成了铝氧八面体，其中硅氧四面体分布在同一个平面内，彼此以
3 个角顶相连，从而形成二维延展的网层即四面体片。同样，铝氧八面体共用边角形成了八
面体.这些硅氧四面体片和铝氧八面体片又共用氧原子，将不同的片结合在一起.形成层状结
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