蒙脱土是一种具有层状结构的硅铝酸盐粘土矿物,它贮量丰富、分布广、价格低廉。由于经过改性的蒙脱土可制成各种性能良好的功能材料,并已在环保、催化、医药等多领域发挥重要作用,因此对其进行深入的开发研究将获得更高的经济及社会效益。本文利用蒙脱土的片层状结构以及层间阳离子的可交换性,主要从以下三个方面改性蒙脱土,合成具有特殊性能的材料,并研究了改性方法、条件等对材料的组成、结构及其性能影响。首先,用不同金属离子通过阳离子交换引入蒙脱土层间,调控层间域,提高表面性质,尤其是表面酸性,合成固体酸材料。结果表明,带正电荷数较多的金属离子进入层间后,蒙脱土表面酸性有较大的提高;由于蒙脱土的阳离子交换容量极其有限,因而所用的金属离子浓度不可过大;固体酸的热稳定性与蒙脱土的结构水的稳定性有关。其次,先用不同金属离子通过水解制成半径较大的聚合羟基离子,再引入蒙脱土层间,合成具有较大表面积及较大孔隙的吸附材料,并用红色染料模拟大分子污染废水,探讨其吸附性能。研究表明,蒙脱土经聚合羟基离子改性后,显著增加了较大孔隙的容积;改性蒙脱土的层间距越大、001衍射峰强度越强,其吸附性越好;用改性蒙脱土吸附大分子红色染料,脱色率可达97%以上,且用量少、时间短。第三,在微乳液体系中先把苯乙烯单体引入蒙脱土层间,再引发聚合反应,并利用聚合时放出的热量使蒙脱土片层间距增大,甚至剥离成纳米级的片层,合成聚合物/蒙脱土复合材料。研究表明,蒙脱土的改性效果与土的加入量及溶液的酸碱性等有关。一般情况下,蒙脱土量加得较少时,有利于苯乙烯的聚合,使片层剥离;中性溶液比酸性或碱性溶液更有利于蒙脱土的剥离。聚苯乙烯/蒙脱土复合材料与纯聚苯乙烯相比微观形态更细小、均匀,力学性能更好。