王子嘉

（湖南省長沙市周南中學(xué) 410008）

淺談埃洛石納米管的應(yīng)用領(lǐng)域

王子嘉

（湖南省長沙市周南中學(xué) 410008）

埃洛石納米管是一種新型材料，價格低廉，有著獨特的結(jié)構(gòu)特點，在物質(zhì)吸附、儲存和運輸以及重油、酶以及金屬氧化物的催化上應(yīng)用廣泛。本文主要就埃洛石納米管的應(yīng)用進行分析。

埃洛石納米管；應(yīng)用；分析

埃洛石是一種硅鹽酸礦物，又被叫做水高嶺石，其化學(xué)成分和高嶺土十分類似，具有區(qū)別于高嶺土的片狀結(jié)構(gòu)的管狀結(jié)構(gòu)。埃洛石納米管形態(tài)完整的中空管狀結(jié)構(gòu)，不封端，無卷曲破裂或套管現(xiàn)象，管內(nèi)表面不均勻，部分區(qū)域存在著寬窄周期的變化，結(jié)構(gòu)獨特，是天然的多孔納米晶體材料。作為一種新型的性能優(yōu)異且價格低廉的納米材料，埃洛石納米管具有獨特的結(jié)構(gòu)特點以及明顯的資源優(yōu)勢，在物質(zhì)吸附、儲存和運輸以及重油、酶以及金屬氧化物的催化等方面有著廣泛應(yīng)用。

1 埃洛石納米管的性能分析

埃洛石納米管因其管狀結(jié)構(gòu)獨特，極性相比于表面積和內(nèi)表面積高，對許多分子吸附能力較強，具有較好的吸附、儲存和運輸?shù)男阅?，?yīng)用于氫鍵流體、燃料氣體、生物大分子或藥物分子等的存儲和運輸。

因為埃洛石納米管的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，有著精確可控的直徑和長度，其內(nèi)表面可以功能化，其吸附性能具有選擇性，運輸具有可調(diào)控性，在分子儲存、分離、吸附、運輸裝置甚至傳感器等方面都有很大的潛力和價值。尤其埃洛石納米管具有較大的孔徑和較高的內(nèi)表面極性，可以大幅提高水分子在納米管中的自擴散系數(shù)，可以在分子運輸和親油親水分子之間的分離領(lǐng)域進行廣泛應(yīng)用。

如果人們把碳納米管和多孔性炭與埃洛石納米管進行對比的話，就會發(fā)現(xiàn)埃洛石納米管在燃料氣體的運輸方面，優(yōu)勢明顯。其資源豐富，生產(chǎn)成本低，儲存容量高，應(yīng)用前景較好。

埃洛石納米管的黏土礦物粒子分散度使得埃洛石納米管具有良好的生物相容性，可以達到較大表面積和較高的包容度，可以防止藥物發(fā)生酶降解或者化學(xué)變化，增加水溶解性，并實現(xiàn)對藥物分子的微囊儲存。其吸附能力強，容易回收再生，且安全無毒，價格低廉。因而在生物大分子或藥物分子存儲和運輸方面具有優(yōu)勢。

2 埃洛石納米管在催化劑領(lǐng)域中的應(yīng)用

埃洛石納米管在催化行業(yè)被廣泛應(yīng)用。埃洛石的表面羥基可以在特定的條件下對酸性活性位點進行提供，因而可以用作催化劑對石油的裂化、直鏈脂肪酸與醇的酯化反應(yīng)等進行催化。還可以把埃洛石納米管當(dāng)成催化劑的載體，將催化劑在埃洛石納米管的表面或納米管內(nèi)進行固定，制造出活性和選擇性良好的催化劑，使得管徑的設(shè)定只有特定大小的分子才可以進入到納米管當(dāng)中，實現(xiàn)反應(yīng)物分子的某部分穿透管與活性位點的解除，進行擇形催化。

埃洛石納米管可以被用作酸的催化劑.因為其在重油的催化和裂化方面具有良好的活性，尤其是其反應(yīng)活性遠大于高嶺石，被廣泛應(yīng)用于石油煉制行業(yè)。而研究證明埃洛石納米管在進行催化酯化反應(yīng)的時候，再生容易。

埃洛石納米管還可以被用作環(huán)保、制藥和酶的催化劑載。雖然無機材料早已經(jīng)被用作了酶的固定化載體，且具有穩(wěn)定性和不溶于有機溶劑和易再生等優(yōu)點，但其直徑和表面積的大小制約了大分子對微孔表面的進入。而埃洛石納米管顯然更具有對大分子酶的吸附能力，更適合被人們用來作為酶的催化載體。

研究表明埃洛石納米管可以在有機物選擇性的氧化過程中被用來當(dāng)作金屬復(fù)合物的催化劑載體。目前可知金屬卟啉類可被固定在埃洛石納米管內(nèi)，在高壓和攪拌回流條件下陽離子鐵卟啉和陰離子鐵卟啉的固定率都可以到達100％。但埃洛石納米管對中性鐵卟啉的固定幾乎不能完成。

3 埃洛石納米管在其他領(lǐng)域中的應(yīng)用

人們在制備納米粒子或納米線的時候，可以把埃洛石納米管當(dāng)作納米反應(yīng)器；也可以把埃洛石納米管作為原料來進行水熱合成制備立方型分子篩，可以吸附廢水中的銨離子。

埃洛石納米管也被應(yīng)用在存儲電能方面。對碳、金屬氧化物和導(dǎo)電聚合物的對比中，人們發(fā)現(xiàn)聚吡咯是一種具有良好熱穩(wěn)定性和導(dǎo)電性的導(dǎo)電高分子，但由于其本身的單體脆性和較差的工藝性能，需要進行導(dǎo)電高分子材料的復(fù)合。研究表明，可以將丙胺接到埃洛石納米管的表面，通過路易斯酸堿作用和聚吡咯結(jié)合得到一種復(fù)合超級電容器材料，其導(dǎo)電率對溫度的依賴性較小。

4 結(jié)語

作為新型的納米材料，價格低廉，結(jié)構(gòu)獨特，優(yōu)勢明顯。但天然的埃洛石礦物本身純度不高，限制了埃洛石材料在高科技領(lǐng)域的應(yīng)用。并且對埃洛石納米管的許多研究還停留在初級階段，還有許多問題亟待解決。

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2016-11-5