凹凸棒石又名坡縷石或坡縷縞石，是一種以凹凸棒石為主要成分的含水富鎂鋁硅酸鹽黏土礦物，由于凹凸棒石獨(dú)特的棒晶形貌和孔道結(jié)構(gòu)，目前已在許多方面得到了應(yīng)用。凹凸棒石黏土礦在江蘇盱眙探明儲(chǔ)量占世界總量的 48%，國內(nèi)總量的 74%，目前已有 30 多家企業(yè)，形成了特色產(chǎn)業(yè)，但產(chǎn)品的附加值相對(duì)較低，產(chǎn)品售價(jià)低于 1500 元/噸。二氧化鈦有銳鈦礦、金紅石和板鈦礦等三種晶型，前兩者為四方晶系，后者為斜方晶系，其中銳鈦礦和金紅石是研究的較多的兩種晶型。通常，液相法首先制備出無定形結(jié)構(gòu)的氧化鈦前驅(qū)體，然后在 300~500℃下熱處理使其轉(zhuǎn)化成銳鈦礦結(jié)構(gòu)，最后須經(jīng) 700℃以上的高溫煅燒，相變后才能得到金紅石結(jié)構(gòu)的納米 TiO 2 。納米二氧化鈦由于粒徑小、比表面面積大和表面能高，極易團(tuán)聚成較大粒子而影響其優(yōu)異納米性能。本項(xiàng)目以凹凸棒石黏土資源高質(zhì)量利用為目標(biāo)，將不同晶型和不同形貌二氧化鈦納米粒子均勻且牢固負(fù)載在凹凸棒石單晶表面，形成凹凸棒石/二氧化鈦納米復(fù)合材料。在此關(guān)鍵技術(shù)的基礎(chǔ)上，對(duì)復(fù)合材料進(jìn)一步進(jìn)行功能化調(diào)控修飾，最終形成了凹凸棒石基鈦系光催化劑、Cu 2 O/TiO 2 /凹凸棒石吸附脫硫劑、ZnO/TiO 2 /凹凸棒石全波段紫外線屏蔽材料和聚苯胺/TiO 2 /凹凸棒石導(dǎo)電材料等系列產(chǎn)品，并成功實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)業(yè)化。其主要技術(shù)內(nèi)容包括：
1、利用凹凸棒石表面的負(fù)電性來誘導(dǎo)鈦鹽水解，在凹凸棒石核體表面原位生長(zhǎng)高活性銳鈦礦型納米 TiO 2 。納米 TiO 2 在太陽光照驅(qū)動(dòng)下能有效促進(jìn)醇還原 Cu 2+ ，使得納米 Cu 2 O能高分散地沉積在納米 TiO 2 /凹凸棒石復(fù)合載體表面。Cu 2 O/TiO 2 /凹凸棒石復(fù)合材料兼具凹凸棒石的物理吸附和 Cu 2 O 的化學(xué)吸附雙重功能，對(duì)油品中的噻吩類硫化合物起到協(xié)同吸附的作用。
2、采用低溫晶化法，利用凹凸棒石棒晶表面的硅羥基和殘鍵誘導(dǎo)帶正電荷鈦離子的水解，實(shí)現(xiàn)了凹凸棒石與水解產(chǎn)物金紅石型納米 TiO 2 的自組裝。揭示了金紅石型納米 TiO 2 的形成機(jī)制，制得了一種具有優(yōu)異的分散性和補(bǔ)強(qiáng)性能的金紅石型納米 TiO 2 /凹凸棒石紫外線阻隔材料。在此研究基礎(chǔ)上，通過復(fù)合納米 ZnO 粒子拓寬了復(fù)合材料的紫外線屏蔽范圍，獲得了一種具有全波段紫外（UVA 和 UVB）屏蔽性能的ZnO/TiO 2 /凹凸棒石紫外線阻隔材料，產(chǎn)品已成功用于涂料和化妝品等行業(yè)。
3、利用凹凸棒石棒晶表面的納米 TiO 2 核體作為螯合劑，將硫酸螯合于納米 TiO 2 表面形成固體酸摻雜劑。以納米 TiO 2 /凹凸棒石為核，通過原位氧化聚合法，在核體表面構(gòu)筑聚苯胺導(dǎo)電層，賦予凹凸棒石導(dǎo)電功能。解決了傳統(tǒng)工藝因產(chǎn)品洗滌時(shí)造成大量摻雜酸的脫雜和酸性廢水等問題，材料已成功應(yīng)用于導(dǎo)電和抗靜電涂料中，具有用量少、導(dǎo)電性好、抗氧化性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。
4、本項(xiàng)目充分利用凹凸棒石吸附性、膠體性和抗鹽性等獨(dú)特的性能，以凹凸棒石單晶為載體，在其表面同時(shí)負(fù)載高活性混晶型納米 TiO 2 和磁性 Fe 3 O 4 ，然后在 TiO 2 表面原位組裝聚苯胺，開發(fā)一種可回收、低成本、高催化活性的凹凸棒石基光催化材料，成功用于含鹽有機(jī)廢水處理。
項(xiàng)目形成了具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的關(guān)鍵核心技術(shù)，獲授權(quán)發(fā)明專利````件。發(fā)表論文···篇。項(xiàng)目成果在 8 家企業(yè)實(shí)施推廣應(yīng)用，成果自實(shí)施推廣以來，經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益顯著，產(chǎn)品受到國內(nèi)外知名客戶的高度認(rèn)可。累計(jì)實(shí)現(xiàn)新增利潤(rùn) 3.2 億元，新增稅收 1.5 億元，節(jié)支3400萬元。
