硅藻土屬硅質(zhì)巖類(lèi)巖石,硅質(zhì)巖按成因分為兩大類(lèi):生物或生物化學(xué)成因—硅藻土、板狀硅藻土、蛋白土、放射蟲(chóng)巖、海綿巖。
非生物成因(化學(xué)、火山作用、次生成因)—碧玉巖、燧石巖、硅華、石英巖。
硅藻土中主要伴生礦物為粘土礦物、炭質(zhì)(有機(jī)質(zhì)),當(dāng)這些礦物含量達(dá)50%以上則屬粘土巖、炭質(zhì)頁(yè)巖,在命名時(shí)冠以硅藻X(qián)X巖。當(dāng)這些礦物含量小于50%,則屬硅藻土,在命名時(shí)冠以XX硅藻土。
工業(yè):工業(yè)上常用來(lái)作為保溫材料、過(guò)濾材料、填料、研磨材料、水玻璃原料、脫色劑及硅藻土助濾劑,催化劑載體等。硅藻土作為載體的主要成分是SiO2。例如工業(yè)釩催化劑的活性組分是V2O5,助催化劑為堿金屬硫酸鹽,載體為精制硅藻土。實(shí)驗(yàn)表明,SiO2對(duì)活性組分起穩(wěn)定作用,且隨K2O或Na2O含量增加而加強(qiáng)。催化劑的活性還與載體的分散度及孔結(jié)構(gòu)有關(guān)。硅藻土用酸處理后,氧化物雜質(zhì)含量降低,SiO2含量增高,比表面積和孔容也增大,所以精制硅藻土的載體效果比天然硅藻土好。
硅藻是早在地球上出現(xiàn)的一種單細(xì)胞藻類(lèi),生存在海水或者湖水中,形體極為微小,一般只有幾微米到十幾微米。硅藻能進(jìn)行光合作用,自制有機(jī)物。常常以驚人的速度生長(zhǎng)繁殖。它的遺骸沉積形成硅藻土。硅藻土主要成分是硅酸質(zhì),表面有無(wú)數(shù)細(xì)孔,可吸附、分解空氣中的異味,具有調(diào)濕、除臭功能。采用硅藻土為原料生產(chǎn)出來(lái)的建材,不僅具有不燃、除濕、除臭和通透性好的特點(diǎn),而且還能夠凈化空氣、隔音、防水和隔熱。這種新型建材優(yōu)點(diǎn)多,成本并不高,因此被廣泛使用在了各種裝修工程之中。
硅藻土的顏色為白色、灰白色、灰色和淺灰褐色等,有細(xì)膩、松散、質(zhì)輕、多孔、吸水性和滲透性強(qiáng)的物性。
硅藻土中的硅藻有許多不同的形狀,如圓盤(pán)狀、針狀、筒狀、羽狀等。松散密度為0.3-0.5g/cm3,莫氏硬度為1~1.5(硅藻骨骼微粒為4.5-5mm),孔隙率達(dá)80-90%,能吸收其本身重量1.5-4倍的水,是熱、電、聲的不良導(dǎo)體,熔點(diǎn)1650-1750°C,化學(xué)穩(wěn)定性高,除溶于氫氟酸以外,不溶于任何強(qiáng)酸,但能溶于強(qiáng)堿溶液中。
硅藻土的氧化硅多數(shù)是非晶體,堿中可溶性硅酸含量為50~80%。非晶型SiO2加熱到800~1000°C時(shí)變?yōu)榫?,堿中可溶性硅酸可減少到20~30%。
硅藻土的改性旨在解決其天然狀態(tài)下的一些局限性,并優(yōu)化其在特定應(yīng)用中的性能。改性技術(shù)多種多樣,下面是一些常見(jiàn)的改性方法:
1物理改性
◎ 粒度調(diào)整:通過(guò)機(jī)械研磨和篩選技術(shù)調(diào)整硅藻土的粒度,改善其過(guò)濾效率和流通性。
◎ 熱處理:通過(guò)高溫焙燒去除有機(jī)雜質(zhì)和水分,提高硅藻土的純度和過(guò)濾效率。
2化學(xué)改性
◎ 表面活化:通過(guò)化學(xué)處理改變硅藻土表面的化學(xué)性質(zhì),例如改善其親水或疏水性能。
◎ 硅烷偶聯(lián)劑改性:利用硅烷偶聯(lián)劑在硅藻土表面形成化學(xué)鍵,改善其耐化學(xué)性和吸附性能。
有機(jī)改性
◎ 有機(jī)包覆:通過(guò)將有機(jī)物質(zhì)如聚合物或表面活性劑包覆在硅藻土表面,改變其表面性質(zhì)和過(guò)濾性能。
◎ 聚合物接枝:在硅藻土表面引入聚合物鏈,改善其過(guò)濾性能和化學(xué)穩(wěn)定性。但一般的聚合物分子團(tuán)都很大,在吸附脫色能力上大打折扣。突破性地采用了納米接枝技術(shù),在納米級(jí)別的聚合物官能團(tuán)接枝到硅藻土中,主要應(yīng)用于油品過(guò)濾,能有效過(guò)濾和吸附油品中的重金屬、雜質(zhì)等污染物,為油品過(guò)濾提供了新的解決方案。每種改性技術(shù)都有其特的優(yōu)點(diǎn)和應(yīng)用領(lǐng)域。通過(guò)合理選擇和設(shè)計(jì)改性方法,可以使硅藻土更好地滿(mǎn)足特定過(guò)濾應(yīng)用的需求,實(shí)現(xiàn)其在過(guò)濾領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用。