表 1：显微结构三层次表

① 基本结构单元为,棒状或纤维状[10]单晶体,棒晶的直径为 0.101μm 数量级,长度可达 0.11-1μm

② 由单晶平行聚集而成的棒晶束

③ 由晶束相互聚集堆砌而形成的各种聚集体,粒径通常为 0.101-0.11mm 数量级

结构中含有 4 种形态的水:表面吸附水、晶体结构内部孔道中的沸石水、位于孔道边部 且与边缘八面体阳离子结合的结晶水与八面体层中间的阳离子结合的结构水[11]。

物化性质：（一）离子交换性 凹凸棒土的开发利用中常用的是它的阳离子交换性。交换离子种类和交换容量（离子

交换容量是指离子吸附中有效吸附络合物总离子的电荷）都会影响凹凸棒土的分散性和吸

附性，凹凸棒土的带电性以及它的电荷不确定性都决定了它可以吸附阴阳离子并且可以交 换的特性。研究发现凹凸棒土的离子交换容量和结构电荷以及表面电荷都相关，而表面电 荷量和溶液的 pH 值有关，所以离子交换容量和溶液的 pH 值也有关。负电荷量影响阳离子 交换容量，随着 pH 值的的增大，负电荷和阳离子交换容量也随之增大。

（二）带电性 凹凸棒土有吸附金属阳离子的性能，这一点证明了凹凸棒土晶体结构中存在负电荷，文献综述

其中四面体的离子的类质同象替代，八面体的空缺 的电荷剩余，都是集中的负电荷分 布点，也是吸附中心。凹凸棒土的表面电荷是表面分子悬键形成，表面电荷是由所在溶液 的 pH 值决定的，可以是正电性，也可以是负电性。

2.2 凹凸棒土的吸附性能及其应用

凹凸棒土是具有层链状结构的含水富镁酸盐的黏土矿物，凹凸棒石呈现的细小棒状， 纤维状晶体形态，使其有特殊的物理化学性质。凹凸棒石含有独特的纳米级孔道，决定了 其优异的吸附性能，科学家们研究了其在用作干燥剂原料上的可行性。邢昌等人[12]发现改 性后的凹凸棒土干燥剂具有高吸湿性能，可以反复利用。

凹凸棒土的吸附性分取决于其较大的表面积，表面物理化学结构以及相关的离子状态， 通常将吸附分为物理吸附和化学吸附两种。所谓的物理吸附其实也就是指分子间的范德华 力使吸附质吸附于吸附剂表面（凹凸棒土具有高表面能），这种吸附一般发生在表面。化 学吸附被定义为分子间经化学键在凹凸棒土表面形成吸附中心。这种化学键作用在凹凸棒 土表面可以形成三种吸附中心[13]：（a）晶体结构内部硅氧四面体，由于类质同晶置换作用， 凹凸棒土晶体中硅氧四面体虽然提供氧原子，但其与吸附核的作用很弱；（b）在纤维边缘 与金属阳离子（Mg2+）与配位的结晶水分子形成氢键，同时又因为带有正电荷，所以又能 吸附阴离子基团物质；（c）在硅氧四面体外层表面上的硅氧基团 Si-O-Si 等的出现破键并 水解形成硅醇等基团 R-OH，该基团可以接受外来离子并进行离子交换，也可以与外表面 物理吸附分子进行结合，还可以与有机物形成共价键结合。实际上三种吸附中心的吸附过 程不仅仅是单纯的化学吸附过程，它还包含了物理吸附和离子交换吸附 。（b）的吸附中 心含有氢键吸附就属于物理吸附，（a）和（c）吸附中心含有电荷吸附离子和离子交换形成 的吸附，其实就属于离子交换吸附，只是离子键较弱，而且这种吸附是在溶液中发生的。 离子交换吸附占据整个吸附过程的比重较小。凹凸棒土的化学吸附是其吸附作用的最主要 的体现。

凹凸棒土的吸附作用还具有一定的选择性，范文元[14]等人认为，凹凸棒石吸附剂对水 吸附选择性比乙醇要强，而且经典的吸附理论已不能对该吸附过程进行完整的描述。能被