电气石的环境功能属性及其复合功能材料应用研究

电气石是非金属矿物领域中较为重要的一类硅酸盐类矿物,属非可再生类天然矿物。电气石晶体具有化学成分复杂、晶形及颜色多样等特征。电气石晶体内部的物质及结构特征,使其具有压电性、热释电性、自发极化效应和释放负离子等特性。近年来,关于利用电气石的环境功能属性制备各类复合功能材料的研究已成为备受关注的热点。基于电气石的来源、分类、晶体内部物质成分与结构组成等,概述了电气石的理化结构特征及各环境功能属性,进而论述电气石及其复合功能材料在各个实际领域中的应用,归纳并总结电气石在现今环境污染治理应用当中存在的相关问题,最后对电气石及其复合功能材料的发展前景进行了展望。     

负离子塑料的制备与研究

综述了负离子添加剂表面改性的方法,详细介绍了负离子塑料的制备工艺:熔融共混法、涂覆法、负载催化聚合,并对负离子塑料的发展做了展望。     

电气石/壳聚糖复合纤维的表征及细胞相容性

以壳聚糖为基体,电气石为分散相,采用溶液纺丝法制备电气石/壳聚糖复合纤维,利用光学显微镜、扫描电镜以及红外光谱仪对材料进行表征。电气石/壳聚糖复合纤维与人骨肉瘤细胞株（MG63）体外共培养,初步评价了材料的细胞相容性。结果显示,电气石颗粒在复合纤维中分散均匀且被壳聚糖包裹,纤维表面无裸露电气石。细胞在电气石/壳聚糖复合纤维表面黏附及生长增殖状况良好,材料对细胞无明显毒性。该材料有望成为一种良好的创伤修复敷料。     

天然矿物电气石对水分子团簇的影响

以新疆产天然电气石为原料制备了电气石微粉,利用X射线衍射仪、扫描电镜、高分辨电镜、17O核磁共振研究了电气石微粉的物相结构、微结构特点和电气石的热释电性对水分子团簇结构影响,并对其作用的机理进行了探讨。结果表明,所制备的电气石微粉的结晶性完好,具有单向极性结构的热释电性材料电气石的微晶在温度涨落的环境中可视为电偶极子;电气石粉对水的17O核磁共振谱的半峰宽具有明显的影响,从HW=145.41Hz降到HW=81.11Hz,表明电气石微粉对水分子团簇结构的改善有明显的作用。     

电气石粉的超细研磨工艺研究

对电气石进行了超细研磨试验,采用低速搅拌磨循环磨矿-高速搅拌磨循环磨矿两段磨矿加工,研究确定了研磨工艺条件,得到的d95≤-2μm的电气石超细粉产品可作为人造纤维丝的功能性填料.     

不同结构电气石微粉对酸溶液和碱溶液性质的影响

系统研究了不同结构的电气石微粉因其自发极性和表面吸附与盐酸、NaOH溶液作用对溶液pH值、电导率的影响.用粒径分析仪、扫描电子显微镜、电子能谱仪、X射线衍射仪和红外光谱仪分析不同产地电气石的粒径尺寸、化学成分、晶型结构及其作用原理.用碘量法测定电气石微粉与碱性溶液作用后溶液溶氧量的变化.结果表明:不同产地的电气石微粉由于结构不同产生性能上的差异,它们对溶液pH值、电导率和溶氧量的影响不同.在酸性条件下,内蒙古电气石微粉的作用效果最佳,溶液的pH值由3升至9.在碱性条件下,河北电气石微粉作用效果最好,溶液的pH值由12降至10.电气石微粉可以大幅度提高水的溶氧量.溶液的溶氧量与电气石组分中氧元素的含量有关,氧元素含量越高,溶液中的溶氧量越大.     

电气石对好氧反硝化菌株反硝化特性的影响

用化学全分析、扫描电镜、Bruauer-Emmett-Teller法和粒度分析仪对内蒙赤峰电气石进行测试表征,研究了电气石对好氧反硝化菌株反硝化特性的影响.结果表明:电气石能够促进好氧反硝化菌株的生长繁殖,纯培养16 h后,细菌数量增加384%.电气石还可以增强好氧反硝化菌株的反硝化能力,与未投加电气石的相比较,NO-3-N,NO-2-N,化学需氧量的浓度降低,总氮去除率提高32.8%.电气石对菌液体系的氧化还原电位具有调控作用,可以使体系的氧化还原电位降低20%,这一作用可能是电气石提高好氧反硝化菌株反硝化能力的重要因素.     

电气石在内墙涂料中的应用研究进展

阐述了电气石矿物的特性,电气石粉体的复合改性方法,负离子产生的机理。简要介绍了负离子发生材料在内墙涂料中的应用及目前国内研究的一些情况,展望了负离子涂料的未来。     

电气石的自发极化效应在环境与健康领域的应用

电气石具有永久性自发极化效应，其极化值不受外界电场影响。已经证实电气石颗粒周围存在静电场，而且电气石颗粒能够释放负离子和发射远红外线。利用电气石的这些性质，可将电气石应用于环境与健康领域，如水处理、环保涂料及健康衣料等。因此，电气石是一种很有前景的天然绿色环保材料。