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海泡石在医学与环保等领域的应用
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| 海泡石是一种纯天然的纤维状含水镁质硅酸盐矿物。这种矿物在自然界中并不常见，尤其形成具有工业开采价值的矿床更为少见，因而是极其珍贵的无机非金属矿产。目前，全世界探明储量约5000万吨，我国是世界上海泡石储量较大的国家之一，主要分布在江西、湖南和河北省的涿鹿、遵化等地。 纯净的海泡石多呈白色至浅灰色，颗粒细，有涩感。风化后的海泡石呈土块光泽，新鲜的表面呈珍珠光泽。目前公认的结构式为Mg(Si12O30)(OH2）4·8H2O。其纤维结构由硅氧四面体和镁氧八面体组成。这种特殊的连接方式决定了沿纤维延长方向存在着定向孔道且表面多沟槽，使得其比表面积最高可达800～900m2／g，是目前比表面积最高的天然无机矿物质。海泡石的这种特殊结构导致了它的三个基本特征——吸附性、流变性和催化性，并因为其安全性和有效性而被广泛应用于化工、环境保护、医疗、食品加工和保存、养殖业、化妆品、汽车制造等行业，是一种非常有前途的环保型天然无机非金属材料。
1 海泡石的特性 1.1 吸附性 海泡石由硅氧四面体和镁氧八面体通过共同顶点相互连接成三维立体的骨架结构，有贯穿整个结构的沸石孔道和孔隙，是一种十分空旷的多孔性矿物质，类似于沸石分子筛的结构。据前人测定，它的内外比表面积总共可达900m2／g(一般是指β海泡石，由于在海泡石的表面含有大量的碱性中心([MgO6])和酸性中心([SiO4])。是一个双中心的表面，具有较强的极性，故优先吸附极性强的物质。这就为某些物质的富集、干燥或净化提供了新的方法。
1.2 流变性 海泡石的颗粒外形呈不等轴针状，聚集成稻草束状。当遇到水或其它极性溶液时则迅速溶涨并解散，形成的单体纤维或较小的纤维束无规律地分散成互相制约的网络，并且增大体积。这样就形成了具有流变性能的高粘度、稳定的悬浮液。其流变性能随浓度、剪切应力、时间、pH值、电介质及其它因素不同而各异。
1.3 催化剂 海泡石含有大量朝向外部的Si－OH基团，对有机化合物具有较强的亲和力，能与有机反应剂的气态或液态直接作用，生成有机矿物衍生物，并能保留矿物的格架。Si－OH基团含有的多少与它的比表面积呈正比。
2 海泡石的应用 2.1 在医学领域的应用 2.1.1 液体的除杂、净化和缓释：海泡石对液体的脱色除杂作用，其基本原理是海泡石巨大的比表面对某些物质的定向吸附。在医学研究中，对溶液的某些杂质的去除，通过常规的方法很难办到。若将海泡石活化处理或表面改性，使之针对性地对某些极性或非极性物质吸附，完全可以达到实验要求。例如强致癌物黄曲霉素常常存在于保存不当的食用油中，研究表明，在植物油中加入250ppm黄曲霉素，然后加入1.6％的活化海泡石进行静态吸附，24小时后，测定黄曲霉素含量小于5ppm。 在制药工业中，海泡石可以作为离子交换剂、净化剂、发亮剂使用。因海泡石安全、无毒，可以广泛地应用于肠衣丸中，它对白喉毒素、生物碱、大肠杆菌等的吸收作用远远超过其它材料。由于海泡石的吸附作用，可用做特殊医药的缓释剂，既可以减少药性剧烈药品的副作用，也有利于在较长时间内维持体内有效的药品浓度。这一应用的研究已经受到人们的密切关注。
2.1.2 环境气体的净化：海泡石对某些有害气体，如氨气、甲醛、硫化物等有极强的吸附作用。用40g/m3的海泡石可以使环境中的氨气浓度由100ppm降至18ppm，而且海泡石还可以再生使用。在动物养殖基地，鼠、兔等动物极易受氨气等有害气体的侵害，有些气体恰恰是某些传染病的诱因。如果采用海泡石对环境进行改善，即使在冬季通风条件差的季节，也可使动物饲养环境达到较佳状况而且成本低廉。在家庭生活中，冰箱保存食品的最大弊端是气体的交叉污染，各种食品散发出的气体混合或反应，不但导致食品的风味降低，更容易引发腐烂变质而影响人体健康。而海泡石是这些有害气体的强吸附剂，在冰箱中放置经活化或添加了安全化学试剂(如高锰酸钾粉末等)的海泡石，则可极大地降低有害气体的浓度，保持冰箱的清洁，提高食品的保存质量和期限。如果将添加了高锰酸钾等强氧化剂的海泡石放置于水果箱或水果袋中，则可吸收水果放出的催熟香气而延缓水果的成熟和变质。
2.1.3 增稠和悬浮性能：因海泡石以针状形态存在，在遇到水或其它极性溶剂时，纤维束就规律地分散成互相制约的网络，而且增大体积，从而形成具有流变性的高粘度的稳定悬浮液。利用此种性质，可以将药物形态加以改变。例如，某些药物与溶剂间因极性不匹配，很难形成稳定的悬浮液，且常发生溶质团聚现象，影响药效。若用海泡石的悬浮作用和对微粒的吸附作用，可使药物均匀地分散于溶剂中。此外，海泡石作为药物的赋形剂也越来越受到重视，适当使用海泡石可增大液体的粘度，这种增稠作用，为膏体药物的生产提供了一种有效、经济的方法。
2.2 在环境保护及其它行业中的应用 2.2.1 清除废水中有害离子：海泡石具有独特的抗盐分散稳定性和很强的表面吸附性能，用作含有害离子废水处理剂的可能性已经引起了人们的重视。 上述实验结果表明，海泡石在处理含有害离子废水方面有很好的应用开发前景，特别是经Fe3＋离子改性的海泡石，为含重金属离子废水的处理提供了一条有价值的途径。
2.2.2 在轻工、造纸业中的应用：早在1942年，弗勒里等已确定，用海泡石代替30％的脂肪酸，能改善肥皂的洗涤性能。将海泡石用作洗涤剂成分的研究表明，它比蒙脱石或高岭石有更强的去垢能力，不但可以改善清洁质量和去污能力，还能改善最终的白度，并能降低衣服上和洗涤水中的细菌含量。海泡石用作化妆品的增稠剂，可使油脂和软膏具有适宜的粘度，并使之具有良好的保水性能，提高化妆品的品质。海泡石也可作为颜料的悬浮剂，有利于颜料的均匀分散。目前利用海泡石的化妆品有各种乳液、面膏、牙膏、油膏、干型香波等。国外大量从我国进口海泡石原矿，经深加工后返销我国的产品即有化妆品。 用海泡石加玻璃纤维及5％抗化学腐蚀增强剂，可制造无机不燃纸。它还是生产非碳复写纸的理想原料，利用它的催化性能，即在复式或无碳纸拷贝板的正面或接受面涂上海泡石，反面或传递面上涂上一层无色的中间颜料。由于海泡石是很好的显色物质，能使颜料分子吸附其上，可固定并确保颜色不变。
2.2.3 在环境建材中的应用：海泡石是很好的玻璃珐琅原料，将它制成水悬浮玻璃珐琅大量用于陶瓷工业。这种玻璃珐琅具有很高的白度和坚固性，无毒抗菌、非常适合用做卫生洁具装备家庭、医院、宾馆以及其它公共场所，是其它原料无法比拟的，故它还可用于搪瓷工业。医学上还经常用于修补牙齿。 用α型海泡石加适量的聚集剂，用造纸法将混合物制成薄板，也可以作成各种型号的产品，成为耐热无机纤维板。此种产品可在室温或100℃左右均能保持很高的强度和良好的柔韧性及挠性。 由纤维状海泡石与蛭石混合成型，经煅烧可制成无机耐热材料。蛭石具有薄片状多层结构，以累积形态赋存。海泡石在成型过程中由于纤维的缠绕，使蛭石的自由膨胀得到限制，从而形成聚合体。这种复合材料在常温或高温下表现出优良的弹性和塑性，由于无毒又不污染环境，适合在室内和高温环境重复使用。 由于海泡石无毒和增稠触变性能，是石棉的理想代用品。它既可以加强涂料的强度和隔热效果，还可喷涂，这是石棉制品难以达到的。在建筑内墙涂料中，海泡石制品无论附着力、悬浮性和亮度等性能指标均优于目前的各种涂料。用海泡石、合成树脂、颜料生产的合成涂料，目前已得到普遍应用。其特点是在墙壁上形成明亮的、色泽调和的薄膜，这种膜不但耐擦洗，而且具有较好的吸附作用，可以吸附部分有害气体，如果每隔一定时间更换涂料并加入清新剂，则有利于长期保持室内空气的清洁，改善室内环境。在海泡石内墙涂料中加入适量杀虫剂。可以杀死蚊、蝇、蟑螂等。 海泡石可以改善混凝土的流变性。将海泡石粉碎至3mm左右，在75～80℃干燥，使其水份含量为13％～15％。再进一步过筛，直至95％的产品粒度为125～437μm，制成10％的海泡石悬浮液，在制备混凝土时掺合使用。这样的混凝土可用于房屋建筑和船体防锈涂料。
3 结语 海泡石作为一种无机矿物质，由于特殊的地质成因，导致了独特的结构形态，使其具有优良的吸附性、流变性和催化性。依据这些特性，海泡石已在广泛的领域得到应用。目前在环境保护、医药等领域，海泡石的应用研究已呈现良好的发展前景。认真研究海泡石与特效药品及中药制剂的相互作用机理，探索海泡石缓释作用的可行性和对生物体内有害病菌的吸附作用，将是非常有意义的医学与化学结合的边缘课题。
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