凹凸棒石黏土的應(yīng)用

凹凸棒石黏土（凹土）又名坡縷石，是一種層鏈狀結(jié)構(gòu)的含水鎂鋁硅酸鹽晶體礦物，其晶體結(jié)構(gòu)由硅氧四面體和鎂氧八面體交錯(cuò)排列形成，具有離子交換、物理吸附、承載微量元素、黏膜保護(hù)等特性，可提高消化道免疫球蛋白和局部免疫作用，促進(jìn)腸黏膜的修復(fù)與保護(hù)，進(jìn)而促進(jìn)動(dòng)物健康。另外，在吸附、脫色、流變性和催化等方面也有著廣泛應(yīng)用。

       早在十八世紀(jì)六十年代，俄羅斯的科學(xué)家就在俄國(guó)靠近歐洲的礦區(qū)降雨帶中發(fā)現(xiàn)該礦物，外貌松散，1862年根據(jù)其產(chǎn)地進(jìn)行命名，1913年俄國(guó)科學(xué)院院士Fersman將該礦物命名為Palygorskite。1953年，法國(guó)學(xué)者de Lapparent在美國(guó)和法國(guó)沉積巖層中也發(fā)現(xiàn)了該礦物，但命名為Attapulgite。Palygorskite和Attapulgite  晶體結(jié)構(gòu)一致、化學(xué)成分相同，屬于同一種礦物。按照命名優(yōu)先原則，1980年，Baily代表國(guó)際黏土研究協(xié)會(huì)（AIPEA）推薦命名為坡縷石。

凹凸棒石黏土礦石的晶體結(jié)構(gòu)示意圖

       凹凸棒石黏土是我國(guó)特色非金屬礦礦產(chǎn)資源，儲(chǔ)量巨大，潛在資源量位居世界第一位。如何合理高效地開(kāi)發(fā)這種特色資源并充分利用其資源價(jià)值一直受到安徽、江蘇、甘肅、內(nèi)蒙、河南等各地方政府和國(guó)家有關(guān)部門(mén)高度重視。張莉等在《凹凸棒石黏土在催化裂化催化劑中的應(yīng)用研究》重點(diǎn)考察了凹凸棒土作為基質(zhì)材料，將其改性后在催化裂化催化劑中的應(yīng)用。研究凹凸棒石黏土經(jīng)過(guò)不同方法改性其結(jié)構(gòu)及形貌的變化，借助掃描電鏡（SEM）、紅外光譜、氮?dú)馕降缺碚魇侄螌?duì)改性后的凹凸棒石黏土進(jìn)行表征，并將其應(yīng)用于催化裂化催化劑的制備。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，改性后的凹凸棒石黏土比表面積增大，產(chǎn)生了B酸和L酸，結(jié)構(gòu)疏松；與未添加凹凸棒石黏土的催化劑相比，添加凹凸棒石黏土的催化劑顯示了突出的重油轉(zhuǎn)化能力和良好的產(chǎn)品選擇性，是一種可應(yīng)用于催化裂化領(lǐng)域的基質(zhì)材料。

凹凸棒石黏土在肉豬飼料中的應(yīng)用： 研究表明，在飼料中添加適量的凹土可提高飼料利用率，改善動(dòng)物健康狀況和生產(chǎn)水平，降低生產(chǎn)成本，提高經(jīng)濟(jì)效益。添加5%凹土可使仔豬增重提高13.1%，料肉比下降0.3；添加1%、2%、4%凹土可使生長(zhǎng)育肥豬分別增重62.41g、19.79g、19.79g；也有關(guān)于凹土對(duì)肉雞、蛋雞和奶牛生產(chǎn)性能或產(chǎn)奶性能、養(yǎng)分利用率及雞蛋品質(zhì)等方面的應(yīng)用研究報(bào)道，但均為實(shí)驗(yàn)室規(guī)模、分階段試驗(yàn)。

凹凸棒石黏土在動(dòng)物生產(chǎn)上的應(yīng)用及其作用機(jī)制

01	改善動(dòng)物生產(chǎn)性能

       凹土含有畜禽所必需的常量和微量元素，包括Cu、Fe、Zn和Se等，其中重金屬元素含量極低（如Pb、As、Hg等）。在飼料中添加凹土能改善畜禽的生產(chǎn)性能。凹土能提高動(dòng)物生產(chǎn)性能和產(chǎn)品質(zhì)量，其原因可能為：（1）由于凹土是一種堿土金屬的鎂鋁硅酸鹽，它所含的金屬元素化合物易溶于稀酸，在通過(guò)動(dòng)物消化道時(shí)釋放出的元素被直接吸收，不被電解質(zhì)絮凝。而且，凹土具有解吸附性，當(dāng)機(jī)體消化道某種陽(yáng)離子濃度較高時(shí)，凹土對(duì)該陽(yáng)離子吸附增加；當(dāng)進(jìn)入消化道另一段時(shí)，若該陽(yáng)離子濃度降低，則發(fā)生該陽(yáng)離子的解離（如與氨離子的交換），從而提高了該陽(yáng)離子的利用率。（2）凹土巨大的表面積和吸附能力延長(zhǎng)了飼料在消化道內(nèi)的停留時(shí)間，有利于營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的消化吸收。（3）凹土吸附了體內(nèi)的氨及其它有害物質(zhì)，并將其隨糞便排出體外，為機(jī)體提供了良好的胃腸道生理環(huán)境。（4）凹土可以促進(jìn)小腸絨毛的生長(zhǎng)，從而提高動(dòng)物對(duì)養(yǎng)分的吸收利用率。

01	作為緩蝕劑緩釋非蛋白氨

      非蛋白氮（NPN）可以直接飼喂反芻動(dòng)物，降低飼料成本。但是NPN的主要原料（尿素）的適口性差，釋放氨的速度快，利用率低，而且容易引起中毒，因此，需要借助載體以提高其利用率。棉籽、菜籽中含有許多對(duì)動(dòng)物有害的物質(zhì)，如棉籽中的棉酚是細(xì)胞、血管和神經(jīng)毒物，影響家畜的繁殖性能，且可與棉籽蛋白分子中賴(lài)氨酸的—氨基及其它游離氨基結(jié)合，發(fā)生美拉德反應(yīng)，從而降低蛋白質(zhì)和氨基酸的利用率；菜籽中的硫甙分解后產(chǎn)生嗯唑烷硫酮、異硫氰酸酯、硫氰酸酯和氰等有毒有害物質(zhì)，對(duì)動(dòng)物甲狀腺腺泡、肝細(xì)胞等產(chǎn)生不良影響。

03	提高動(dòng)物免疫性能

       凹土能提高動(dòng)物免疫性能和抗氧化功能。

04	在飼料加工中作為粘結(jié)劑、微量元素載體

       物料粘結(jié)性與其比表面積有關(guān)。凹土顆粒細(xì)小，比表面積極大，在適量水分下可表現(xiàn)出很高的粘結(jié)性，因此，在顆粒飼料生產(chǎn)中可作為粘結(jié)劑。在配合飼料中添加1%~3%的凹土可生產(chǎn)出品質(zhì)良好的顆粒飼料。另外，凹土中含有魚(yú)類(lèi)生長(zhǎng)必需的多種微量元素，作為添加劑應(yīng)用在魚(yú)類(lèi)顆粒配合飼料中，可以減少無(wú)機(jī)鹽的用量，部分取代常用的粘結(jié)劑。制成的魚(yú)類(lèi)顆粒餌料具有良好的漂浮性和粘結(jié)性，投放后能較長(zhǎng)時(shí)間保持顆粒完整性，符合魚(yú)類(lèi)顆粒餌料的要求。

凹凸棒石黏土在煙氣脫硝中的研究進(jìn)展：凹凸棒石黏土的催化性能表現(xiàn)是，當(dāng)某一種反應(yīng)物質(zhì)寄付于凹凸棒石黏土晶體內(nèi)部大空穴表面上時(shí)，其反應(yīng)速度會(huì)有所加快，并且反應(yīng)生成的新物質(zhì)又可以從凹凸棒石黏土內(nèi)部擴(kuò)散、釋放出來(lái)，而凹凸棒石黏土晶體骨架不被破壞。

凹凸棒石黏土在農(nóng)業(yè)方面的應(yīng)用：楊德榮等在傳統(tǒng)有機(jī)肥中加入凹凸棒石，使傳統(tǒng)有機(jī)肥具有更豐富的硅、鈣、鎂等微量元素，有效改良了土壤的理化性質(zhì)。

凹凸棒石黏土吸附劑：凹凸棒石黏土吸附劑不僅是一種具有較大比表面積的常用吸附劑，還是一種儲(chǔ)量巨大、廉價(jià)易得便于操作的優(yōu)秀吸附劑，這些特性使得它在目前的吸附劑領(lǐng)域具有很好的發(fā)展前景。凹凸棒石黏土礦物主要有兩種吸附形式，一是離子的電性吸附，二是分子的物理吸附或者化學(xué)吸附。由于凹凸棒石的結(jié)晶形態(tài)、結(jié)晶特性、沉積方式和內(nèi)部孔道豐富等許多因素的影響。

       凹土產(chǎn)品已經(jīng)有很多種類(lèi)，有膠勃系列和吸附系列還有其它系列。產(chǎn)品種類(lèi)多種多樣，包括穩(wěn)定劑、干燥劑、添加劑（飼料、肥料、藥品等）、消毒劑、乳化劑、催化劑及載體、脫色劑、凈化劑、除臭吸毒劑、藥劑（用于人、禽獸、植物等）、化妝品以及納米前驅(qū)體和納米復(fù)合材料等。

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