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| 電氣石無機復合粉體材料的研究進展 |
| 來源：中國粉體技術網 更新時間：2014-08-25 11:04:38 瀏覽次數： |
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（中國粉體技術網/遠志）電氣石能產生永久電極、形成靜電場、產生負離子、發射遠紅外線、具有表面活性和吸附等優良性能。同時鑒于其穩定性好、原料易得、價格低廉，電氣石在環保、醫療保健、化工建等領域的應用已受到普遍重視。
但電氣石是非金屬礦物材料，屬于絕緣材料，晶體兩端形成的正負電荷無法形成有效導電回路，降低了電氣石的表面電場效應，影響了電氣石的電磁學性能; 而且實踐證明電氣石粉體越細、比表面積越大，其壓電性、熱電性發揮的效果較好，而電氣石結構致密、硬度可高達7 ~ 7. 5 度，磨細加工難度大; 同時單一的電氣石所具有的特性無法滿足性能的綜合要求和高指標要求，這些不足都限制了電氣石的廣泛應用。因此，為了更好地利用電氣石的優異性能，電氣石功能復合材料成為了一個研究的熱點。
電氣石/TiO2復合材料
電氣石/TiO2復合材料利用電氣石微粒的天然電場和輻射紅外線等優良性能提高了TiO2的光催化活性，同時利用TiO2的摻入提高了電氣石的白度，二者相輔相成，使其在環境、保健、建筑等領域有了更加廣闊的應用前景。
目前，電氣石/TiO2復合材料的制備主要通過溶膠-凝膠法，馮艷文等用此方法制備了含有電氣石粉體的TiO2復合凝膠，并在紫銅表面制備了復合薄膜。結果發現在電氣石微粒表面形成了TiO2微孔空心球簇，該結構增大了TiO2膜的比表面積，提供了更多的表面活性位，有利于反應物在TiO2表面的吸附，能顯著提高光催化降解速率，經紫外燈照射后，與不含電氣石的薄膜相比，含電氣石0. 5%的TiO2復合薄膜對甲基橙的降解率可提高31.9%。
梁金生等則在紫銅網表面制備TiO2/電氣石復合薄膜后，研究了電氣石促進TiO2光催化活性的機理。發現薄膜表面形成了以電氣石為核心的微粒簇，電氣石表面厚度十幾微米范圍內具有很強的電場，能電離水分子形成H+和OH－，OH－與附著在電氣石表面的納米TiO2光催化產生的H+ 結合生成自由基，提高了光催化活性。
但以上的研究均是在紫外燈的照射下得出的結論，而在很多應用環境中很難達到這個條件，這無疑又限制了這些材料的應用。為此，人們也做了一定的研究，林朋等在自然光照射下研究了電氣石摻雜TiO2對甲基橙的光催化降解能力，研究發現在自然光下電氣石的加入仍有利于TiO2光催化劑的活性提高。
王曉燕則分別在自然光和紫外光的條件下以降解甲基橙的實驗評價了電氣石/TiO2復合材料的光催化性能。結果表明: 自然光下放置14d 后，TiO2 /電氣石復合材料光催化降解率比純TiO2的光催化降解率提高32.7%。紫外光照20 h 后復合材料光降解率較純TiO2的提高31. 1%。顯然在自然光下的實驗周期較長，但經過一定的時間最終能將污染物降解，為實際應用中降低成本提供了可能性。
電氣石/無機抗菌粒子復合材料
電氣石/無機抗菌粒子復合材料通過電氣石與抗菌粒子的協同作用實現了抗菌性能與產生負離子及輻射遠紅外線等環保、保健性能一體化。電氣石在此種復合材料中主要起載體的作用，趙雪君等采用離子交換和固相合成法以電氣石為載體制備出了既具有電氣石的優良特性，又具有良好抗菌性能的天然電氣石載銀抗菌劑，研究發現燒結溫度高于800 ℃時會破壞電氣石結構進而導致抗菌劑的抗菌效果下降，為了保證抗菌劑優異的抗菌效果，燒結溫度應為800 ℃，Ag+ 含量應為0.160%。
王靜在研究了電氣石的抗菌性能及以電氣石為載體的無機抗菌材料( TiO2、Ag+、Cu2 + ) 的性能后對其可能的抗菌機理作了探討，認為電氣石能產生大量的負離子，而負離子可以抑制細菌生長; 同時電氣石本身含有少量Ag+、Cu2 +，在與水接觸時會溶出殺菌，這兩個原因可能使得電氣石能有效擔載抗菌組份實現良好的抗菌功能。
但是目前對電氣石/無機抗菌復合材料的研究仍處于初級階段，還存在一些不足之處，主要表現在:
( 1)缺乏大量的實驗依據來證明其抗菌機理;
( 2) 對無機抗菌粒子與電氣石的復合方式研究的較少;
( 3) 對在實際應用環境中電氣石/無機抗菌復合材料是否能實現其功能缺少考慮。這些研究的缺少使得其在從實驗室走向市場的道路上舉步維艱。為此，人們也做了一些研究來解決這些問題。
電氣石是一種天然非金屬礦產資源，也是一種極為重要的新型功能礦物材料，因其獨特的物理及化學特性，在復合材料中有非常廣泛的應用前景，對開發特殊性能與綜合性能的功能材料有重要的實際意義。目前大量的文獻表明，電氣石/無機復合材料表現出優于單一組分的性能及功能材料的綜合性能，如電氣石/尖晶石復合材料優異的紅外輻射性能、電氣石/氧化鋅較強的電磁屏蔽性能等。
但也發現電氣石復合材料作為一種功能型的材料，對其的研究仍然存在一些不足之處，如制備技術還不完善，不適合大批量的工業生產，而且對機理、材料結構與性能的關系等方面還有待進一步探索，同時對電氣石復合材料的研究仍處于初級階段，研究的不夠深入，沒有充分的利用其價值。電氣石復合材料在實際應用中的潛力是巨大的，相信隨著對電氣石研究的不斷深入和電氣石復合材料生產的進一步工業化，其應用領域將會越來越廣泛。
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