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凹凸棒石因其独特的棒状形貌、纳米孔道、富硅镁铝的骨架结构和表面易功能化等性质,赋予其多种优异的性能,已被从单纯的作为矿物材料发展为功能材料,特别因其纳米结构支撑作用、粘结性和表面多羟基可发生接枝反应而被功能化等特性,被广泛用作无机填料。本论文在综述凹凸棒石性质和应用的基础上,对甘肃省临泽县正北山某凹凸棒石黏土-石膏伴生矿进行了成分分析,利用该黏土伴生矿制备了生物质复合材料和水凝胶复合材料,并对复合材料的性质和应用做了研究。主要研究内容如下:1.对甘肃省临泽县正北山某凹凸棒石-石膏伴生矿分层随机取样,采用X射线荧光光谱(XRF)、傅里叶红外光谱(FT-IR)、扫描电子显微镜(SEM)、X射线能谱(EDS)和热重分析(TG/DTG)等方法对矿物成分、形貌和存在形态进行了分析,结果表明伴生矿除含有丰富的Ca、Al、Mg、Fe外,还含有微量元素Na、K、Zn、Mn以及稀土元素Ce、Eu、Gd、Tb、Pm。凹凸棒石黏土层中含有凹凸棒石、石膏、赤铁矿和石英等,凹凸棒石大多以单晶或晶束的形态镶嵌在片状杂质中。2.对玉米秸秆进行预处理后,以凹凸棒石-石膏伴生黏土为填料,改性玉米淀粉为粘结剂,KH560为偶联剂,胡麻胶为抗渗漏改良剂,采用冷压成型工艺制备了一种生物质复合材料,以拉伸强度、抗弯曲性能和抗压强度作为评价指标,确定了制备复合材料的最佳原料配比,并通过SEM、FT-IR、XRD、TG/DTG方法对材料进行表征。凹凸棒石在复合材料中分散均匀,结构未发生改变,增强了复合材料的热稳定性。复合材料在模拟生物降解液中42 d的降解率达到52.7%,用此复合材料制备的容器对所盛的生活污水(COD=100 mg/L)中的COD增长的抑制时长达18 d。3.以丙烯酸(AA)和N-羟乙基丙烯酰胺(NHEMAA)为共聚单体,采用自由基接枝共聚法制备了羟丙基甲基纤维素(HPMC)接枝凹凸棒石的水凝胶复合材料(HPMC-g-P(AA-co-NHEMAA)/PGS),采用单因素变量法考查了合成条件,并对水凝胶的微观形态、官能团、晶相和热稳定性进行了表征。不同品位凹凸棒石的加入对水凝胶的吸水性和吸附性能影响较大,江苏盱眙凹凸棒石水凝胶(PGSH),甘肃临泽灰色凹凸棒石水凝胶(WPGSH)和砖红色凹凸棒石水凝胶(RPGSH)的吸水率分别为1332 g/g、1204 g/g和1146 g/g。三种水凝胶在室温、pH=7.0,对100 mg/L亚甲基蓝(MB)水溶液具有良好的吸附性,最大吸附量分别为236.44 mg/g,227.72 mg/g和223.01 mg/g。采用拟二阶动力学模型解释了其溶胀动力学机理,对亚甲基蓝的吸附符合二级动力学吸附模型。