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·544· 精细化工 FINE CHEMICALS 第 36 卷

方面：（1）基于层板带电荷，在带负电的表面上通 石是阴离子黏土，只能吸附阳离子，难以吸附阴离
过正负电的吸引来进行吸附 [34] ；（2）通过离子交换 子，严重限制了其在水处理和工业等领域的应用。
方式，进行各种金属离子的吸附分离 [35] ；（3）有机 众所周知，水滑石（LDHs）是典型的阳离子黏土，
改性蛭石通过相似相容原理与待吸附物进行吸附 恰好与蛭石相反，Tian [38] 等人采用原位合成的方法，
[36]
；（4）表面形貌，比如通过蛭石表面的多孔和层 在多级结构膨胀蛭石层间，原位生长不同尺寸结构
板边缘的棱角等进行吸附 [37] ；（5）其他协同作用， 的 MgAl-LDHs 薄膜，构建了 3D 多级结构功能材料。
比如蛭石的强吸水性，蛭石片的大小和膨胀性能等 MgAg 水滑石与蛭石的复合材料（MgAl-LDHs/蛭石）
[37] 。这里必须指出，进行蛭石吸附机理的研究时， 的生长机理如图 4 所示。从图 4 可以看出，蛭石的
蛭石颗粒的大小必须限定，得出的机理才有实际意 层板是非常光滑的，MgAl-LDHs 以原位生长的方式
义。虽然对蛭石的吸附机理进行了考察，但是有些 在蛭石表面形成一层水滑石薄膜，并且可以深入膨
具体的吸附机理有待进一步研究，比如有机改性蛭 胀蛭石内部（图 5a，b 和 c）。研究了 MgAg 水滑石
石的协同吸附机理等。 在蛭石表面的三维生长机理，指出 MgAl-LDHs 通过
离子交换和改性是制备蛭石新型功能材料的有 晶格匹配方式，以倾斜方向在蛭石表面生长（图 5d，
效方法，但是被交换和改性的离子或有机物容易脱 e 和 f）。采用制备的 MgAl-LDHs/蛭石复合材料对水
落，表现出结构不稳定等劣势。Tian [38-39] 等人通过 体中六价铬离子的吸附性能进行了研究，与纯
原位合成和原位生长方法，构建了蛭石基多级结构 MgAl-LDHs 相比，其吸附量大约提高 28%，且循环
材料用于水处理领域，克服了以上缺点。由于蛭 性能明显提高。

图 4 蛭石（a），MgAg 水滑石与蛭石的复合材料（MgAl-LDHs/蛭石）的 SEM 图（b-侧面 SEM 图；c-蛭石层板上负载
MgAl-LDHs 的 SEM 图），蛭石表面硅氧四面体晶体结构图（d），和方向 MgAl-LDHs 生长机理（e，f） [38]
Fig. 4 SEM images of edge of the vermiculite (VMT) (a), MgAl-LDHs/VMT sample (b), the surface of VMT sample (c), the

surface of Si—O tetrahedral of VMT (d), and  growth mechanism (e) and  growth mechanism (f) of MgAl-LDHs [38]

另外，蛭石是典型的无机材料，碳纳米管 对亚甲基蓝的清除率达到 98%，性能明显高于同颗
（CNTs）是典型的有机碳材料 [40] 。并且 CNTs 被认 粒大小的活性炭。此种方法制备的材料在扩大蛭石
为是最通用的纳米功能材料 [41] 。如果能把碳纳米管 应用范围中表现出巨大优势。
与蛭石相结合，蛭石的性能将会显著改善。Tian [39]
等人采用原位生长的方法，利用铁作催化剂，在膨
胀蛭石层间，原位生长 CNTs 阵列，直接构建了汉
堡式蛭石/CNTs 多级结构复合材料，通过插层生长
CNTs，膨胀蛭石体积可以膨胀到 20~30 倍，长度可
以达到 6 cm。蛭石（VMT）/碳纳米管复合材料制
备机理和蛭石与蛭石/碳纳米管复合材料数字照片
和扫描电镜图见图 5。此材料可以直接用作吸附剂，