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百科|硅酸盐矿物——埃洛石


来源:中国粉体网   茜茜

[导读]  埃洛石是一种典型的高岭石族矿物。埃洛石是地球上唯一存在的天然高岭石水合物,按水合程度的不同可分为10埃-埃洛石、7埃-埃洛石和层间距处于它们之间的x埃-埃洛石(x表示(001)底面间距)。埃洛石的用途与高岭石相似,也是优质陶瓷的原料,在化学工业上可以合成分子筛和作催化剂的载体,在塑料、橡胶和油漆工业中用作填料等。近年来已被广泛用作缓释容器、催化剂载体、有机聚合物填充材料、储氢材料和纳米材料模板等,具有重要的应用价值。

中国粉体网讯  埃洛石是一种典型的高岭石族矿物。埃洛石是地球上唯一存在的天然高岭石水合物,按水合程度的不同可分为10埃-埃洛石、7埃-埃洛石和层间距处于它们之间的x埃-埃洛石(x表示(001)底面间距)。埃洛石的用途与高岭石相似,也是优质陶瓷的原料,在化学工业上可以合成分子筛和作催化剂的载体,在塑料、橡胶和油漆工业中用作填料等。近年来已被广泛用作缓释容器、催化剂载体、有机聚合物填充材料、储氢材料和纳米材料模板等,具有重要的应用价值。

 

埃洛石的命名

埃洛石(halloysite)最早由Berthier于1826年命名,是为了纪念比利时科学家Omaliusd’Halloy发现了一种存在于石炭纪石灰石中的矿物材料。在之后相当长一段时间里,很多材料被描述为”halloysite”,Dana曾经列出了16种具有“halloysite”命名的矿物。到二十世纪初,随着X射线衍射仪(X-RayDiffraction,XRD)的诞生,人们才开始了对埃洛石真正意义上的研究。


长期以来,不同研究者对埃洛石进行不同的实验,所以埃洛石也经历了不同的命名阶段。


埃洛石的命名历史

 

埃-埃洛石结构


10埃-埃洛石

10埃-埃洛石的化学式为Al2O3•2SiO2•4H2O或Al2Si2O5(OH)4•2H2O,可由脱水后产物的XRD衍射结果,以及脱水过程中失重曲线等和高岭石对比得到;其基本结构为高岭石片层夹着一层水分子。在关于10埃-埃洛石的结构细节中,最被广泛接受的是Hendricks和Jeffersons提出的模型(如下图所示):高岭石片层间的水分子连接成六边形网状结构,其氧原子位于同一平面上。由于结构稳定性需要和水分子几何外形的影响,四分之一的氢原子没有和其它水分子作用,而是和相邻的层间四面体氧形成氢键;在另一侧,层间羟基氢中有三分之一和水分子氧形成氢键,其余的羟基氢和周围的层间羟基氧形成与三水铝石结构类似的氢键。他们认为高岭石片层离子性更强,因而层间结合力要比其和水分子间的要大,所以埃洛石一旦脱水便不可恢复。


 

10埃-埃洛石以及层间水分子的结构示意图


7埃-埃洛石

7埃-埃洛石是10埃-埃洛石脱水后的产物,结构类似于高岭石,但由于保留了10埃-埃洛石层间堆垛的紊乱,有序度甚至低于b轴无序高岭石,但有少量较为规则的晶粒表现出双层三斜或单斜的晶胞特性。


其它底面间距埃洛石

10埃-埃洛石在脱水时,根据脱水条件的不同(湿度、温度、压强、时间等),会产生出不同的衍射底面间距,如1.0nm(0.99nm),0.95nm,0.86nm,0.79nm,0.75nm(0.74nm)和0.73nm(0.72nm)等。除1.0nm和0.72nm外,其它底面间距的埃洛石是单相还是混层或者是混合物,是人们关注的重点。目前最普遍的观点是这些中间产物为10埃-埃洛石和7埃-埃洛石的区域混层产物。


埃洛石形貌

据文献中报道,埃洛石有管状、棒状、纤维状、球状或假球状、片状、板状、羽毛状、薄的圆柱状或盘状、网箱状织物或螺旋状、颗粒状,带卷曲边缘的不规则羽毛状、菌褶状等。

埃洛石在外观上呈各种颜色,主要为白色,其次为浅蓝色、黄白色、黄棕色及杂色。拥有蜡状或油脂光泽。贝壳状断口。比重为2:1,失水后可增高到2.6左右。空间分布上,黄棕色矿石主要分布在矿体上部,白色或浅蓝色在下部,常呈似层状,矿体底部常为黑色或黑白相间。

 

a-管状;b-球状;c-盘状;d-菌褶状;e-网箱状;f-片状


矿物分布

埃洛石是一种主要的粘土矿物,是典型的风化作用的产物,在风化壳中常与高岭石、三水铝石和水铝英石等共生。中国四川叙永、贵州习水一带和山西阳泉等地风化壳中均有产出,并因产地而又得名为叙永石。它也产于金属硫化物矿床的氧化带中,有时也少量产于现代沉积物中,与大量高岭石共生。


参考文献:

百度百科

牛继南等.埃洛石的命名结构、形貌和卷曲机制

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