活性白土的性質(zhì)及應(yīng)用

蔡廣超 倪海明 張雪旺 龍世良 李克賢 慕朝師 黃科林 謝清若

(1.中國(guó)科技開(kāi)發(fā)院廣西分院，廣西 南寧 530022；2.廣西化工研究院, 廣西 南寧 530001；3.廣西民族大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院, 廣西 南寧 530006；4.廣西科技情報(bào)研究所, 廣西 南寧 530022)

活性白土是經(jīng)過(guò)無(wú)機(jī)酸活化處理的膨潤(rùn)土，在工業(yè)上稱為活性白土或漂白土。工業(yè)生產(chǎn)尤其在油脂精煉過(guò)程中，活性白土是必不可少的，這主要是利用活性白土的吸附性能在生產(chǎn)中能脫除油脂的顏色、除去油脂的臭味和去除其他雜質(zhì)，此外，活性白土還具有一些其他性能如催化性能等，已經(jīng)在很多學(xué)科領(lǐng)域得到了很好應(yīng)用。本文主要對(duì)活性白土的性質(zhì)和應(yīng)用加以簡(jiǎn)要的敘述。

1 活性白土的性質(zhì)

1.1 活性白土的結(jié)構(gòu)及制備方法

活性白土是膨潤(rùn)土經(jīng)硫酸活化處理而得，而膨潤(rùn)土的主要礦物為蒙脫石，所以蒙脫石的特性決定了活性白土的基本性能。蒙脫石是層狀硅酸鹽礦物，化學(xué)式 Al2O3·4SiO2·nH2O，由兩層硅氧四面體中間夾一層鋁氧八面體層構(gòu)成基本結(jié)構(gòu)[1]，它們之間靠共用氧原子連接。在硅氧四面體和鋁氧八面體層之間充滿了水分子和可交換的陽(yáng)離子（Na+、Ca2+、K+等離子），高價(jià)態(tài)的離子可能被低價(jià)態(tài)的離子置換[2-4]，使蒙脫石晶胞帶負(fù)電荷，具有吸附和脫色的能力?；钚园淄恋纳a(chǎn)方法有濕法、干法、半濕法、汽相法、煅燒法等，制取高效活性白土的關(guān)鍵是：選擇理想原料，進(jìn)行有效的活化處理，活化工藝參數(shù)包括酸濃度、固液比、溫度、時(shí)間等。

1.2 活性白土的性質(zhì)

活性白土是一種無(wú)毒、無(wú)臭、無(wú)味的綠色環(huán)?；ぴ?，以膨潤(rùn)土為原料，經(jīng)酸化處理，再經(jīng)不同加工工藝制成的，外觀為白色或乳白色粉末，有較強(qiáng)的吸附和脫色能力，能吸附有色物質(zhì)、有害物質(zhì)?；钚园淄敛蝗苡谒⒂袡C(jī)溶劑和各種油類物質(zhì)，也不與其他化學(xué)物品發(fā)生反應(yīng)，但幾乎全溶于熱燒堿和鹽酸?；瘜W(xué)組成主要為SiO2；Al2O3；Fe2O3；MgO等，活性白土的化學(xué)組成隨所用原料和活化條件不同而有一定的差別?；钚园淄劣膳驖?rùn)土酸化得來(lái)，酸化時(shí)由于其中的雜質(zhì)和離子交換形成了微孔網(wǎng)格結(jié)構(gòu)，比表面積增大，增加了吸附能力和離子交換能力。活性白土因脫色效率高，吸附能力強(qiáng)，比表面積大，活性度低，因而在吸附和脫色方向具有良好的應(yīng)用前景。

2 活性白土的應(yīng)用

活性白土自問(wèn)世以來(lái)，得到了廣泛的應(yīng)用。它有著比活性炭吸附劑無(wú)法比擬的優(yōu)勢(shì)，比表面積大，活性度低，吸附能力更強(qiáng)，殘液率低，不溶于水和有機(jī)溶劑，也不與油脂及其它化學(xué)物質(zhì)發(fā)生化學(xué)作用等?；钚园淄粮且环N綠色吸附劑，它無(wú)毒、無(wú)味、無(wú)臭，還可以回收處理重新使用，不會(huì)造成環(huán)境污染。目前主要應(yīng)用于食用油脂脫色，化工產(chǎn)品精制，環(huán)保，催化等領(lǐng)域。

2.1 食用油脂的脫色

隨著社會(huì)的發(fā)展，人們生活質(zhì)量的提高，人們對(duì)各方面的要求都有所提高，特別在吃東西上面，更是越來(lái)越高，不僅要吃得健康，還要色香味俱全。食用油作為人們生活中必不可少的物質(zhì)，不管是動(dòng)物油脂還是植物油，未經(jīng)提煉過(guò)的都含有許多雜質(zhì)、色素等有害物質(zhì)[5～6]。

在食用油的加工處理中，使用強(qiáng)吸附劑來(lái)對(duì)初煉油中的有害物質(zhì)，生產(chǎn)出高質(zhì)量的食用油，滿足人們?nèi)粘Ｉ钚枰Ｄ壳盎钚园淄帘粐?guó)內(nèi)外廣泛用于各類植物油、動(dòng)物油和礦物油的脫色精制。它可除去油中的色素、過(guò)氧化物、微量金屬、殘?jiān)砗土字?，并可防止成品油的回色，提高貨架期[7]。

活性白土對(duì)油脂的脫色效果有很多影響因素，主要有：活性白土的質(zhì)量及添加量；脫色溫度；脫色壓力；攪拌強(qiáng)度；脫色時(shí)間。此外，還受脫色油品種和質(zhì)量的影響，如油的沸點(diǎn)范圍、油的精煉方法、油酸敗的程度等。

2.2 化工產(chǎn)品的精制

利用活性白土吸附能力強(qiáng)，不與化學(xué)物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)等特點(diǎn)，可用于化工產(chǎn)品精制，如潤(rùn)滑油、固體石蠟、乙醇、硫磺等?；瘜W(xué)反應(yīng)常伴隨著副反應(yīng)，也有雜質(zhì)生成，它們的存在影響產(chǎn)物的性能，精制是必須的一道工序。在精制化工產(chǎn)品過(guò)程中，主要是利用活性白土的強(qiáng)吸附性能除去雜質(zhì)，吸附一般為物理吸附，但也有可能伴有化學(xué)吸附。活性白土因?yàn)殡x子交換帶負(fù)電荷，可以除去產(chǎn)物中的陽(yáng)離子。所以活性白土是一種理想的吸附劑用于化工產(chǎn)品的精制。

2.3 活性白土在環(huán)境保護(hù)中應(yīng)用

隨著工業(yè)的發(fā)展，環(huán)境問(wèn)題越來(lái)越突出。在發(fā)展經(jīng)濟(jì)的同時(shí)，做好環(huán)保是我們的重點(diǎn)工作。三廢問(wèn)題一直是環(huán)保的重點(diǎn)，活性白土可用于三廢治理，去除廢水中顏色、混濁物、重金屬離子、怪味，吸附油污，處理硫酸生產(chǎn)中的尾氣等[8]。

活性白土在處理污水在得到了很好的應(yīng)用?；钚园淄猎谒峄瘯r(shí)形成的微孔網(wǎng)格結(jié)構(gòu)可以搭載不同的化學(xué)物質(zhì)，可以除去不同污染源的污水。由于活性白土晶胞帶有負(fù)電荷，具有吸附陽(yáng)離子的性能?；钚园淄翆?duì)除去水中的有機(jī)和無(wú)機(jī)污染物有著較高的化學(xué)和生物穩(wěn)定性。活性白土是一種綠色產(chǎn)品，可以再生利用，不會(huì)造成環(huán)境污染。

2.4 催化

活性白土作為一種催化劑，可用于烴類催化裂化和其它反應(yīng)的固體酸催化。李健秀等以活性白土為催化劑，以α-甲基苯乙烯為原料合成了α-甲基苯乙烯的低聚物，總收率達(dá)89.82%。張春生[9]以苯乙烯和苯酚為原料 ，以活性白土為催化劑合成橡膠防老劑苯乙烯化苯酚，收率大于 96%。穆允玲等以松香為原料、活性白土為催化劑催化松香脫氫裂化反應(yīng)取得了很好的效果。

活性白土還是一種重要的載體和助催化劑。孫曉然等以苯酚和苯乙烯為原料，以草酸和活性白土為混合催化劑合成苯乙基苯酚，收率達(dá)99.3%?；钚园淄镣ㄟ^(guò)負(fù)載 AlCl3催化劑大大提高了白土的脫除烯烴效果和使用壽命[10]。毛格清等提出了一種強(qiáng)堿型活性白土催化劑的制備方法，并將此催化劑用于催化油脂的酯交換反應(yīng)合成生物柴油。

由于活性白土本身就是一種催化劑，通過(guò)加載其它催化劑，可獲得更好的催化效果。

2.5 制備顆粒白土

顆粒白土是活性白土經(jīng)過(guò)一定的化學(xué)和物理處理得來(lái)的，吸附能力更強(qiáng)，具有更多的毛細(xì)孔道，因此比表面更大，吸油率小等優(yōu)點(diǎn)，它比活性白土更加實(shí)用，具有非常廣泛的應(yīng)用，有取代活性白土的趨勢(shì)。

2.6 無(wú)碳復(fù)寫紙生產(chǎn)

活性白土還有一個(gè)重要的應(yīng)用就是生產(chǎn)無(wú)碳復(fù)寫紙。日常辦公的日益規(guī)范化，對(duì)復(fù)寫紙要求越來(lái)越高，以前的涂蠟復(fù)寫紙因復(fù)寫不清晰，效率不高等已經(jīng)逐漸被無(wú)碳復(fù)寫紙?zhí)娲o(wú)碳復(fù)寫紙是在活性白土中加入粘合劑、分散劑、助劑等制成顯色涂料制成的，可用于生產(chǎn)各種發(fā)票、計(jì)算機(jī)記錄紙、帳單、信用卡。它較之涂蠟復(fù)寫紙有字跡清晰鮮艷、使用便捷、效率高、套記準(zhǔn)確、保密性好等特點(diǎn)。

2.7 其他方面應(yīng)用

活性白土除了以上幾種重要的應(yīng)用之外，還可用于高溫聚合劑，水分干燥劑，廢潤(rùn)滑油的再生，橡膠的補(bǔ)強(qiáng)劑[11]，涂料的生產(chǎn)，維生素A、B的吸附劑，在國(guó)防、醫(yī)學(xué)衛(wèi)生上，還可制成防化吸毒劑、解毒劑，等等。

3 結(jié)束語(yǔ)

活性白土具有脫色率高、吸附能力強(qiáng)、活性度低、比表面積大等優(yōu)點(diǎn)，已經(jīng)廣泛應(yīng)用于食用油脫色、化工產(chǎn)品精制等領(lǐng)域。隨著對(duì)活性白土研究的不斷深入，制備工藝不斷改進(jìn)，更多結(jié)構(gòu)各異、性能優(yōu)良、應(yīng)用更廣的活性白土產(chǎn)品將實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化、商品化。

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