膨润土简单介绍

2.2.1 膨润土概述

膨润土是以蒙脱石为主要矿物成分的非金属矿产，蒙脱石结构是由两个硅氧四面体夹一层铝氧八面体组成的2：1型晶体结构，由于蒙脱石晶胞形成的层状结构存在某些阳离子，如ca、mg、na、k等，且这些阳离子与蒙脱石晶胞的作用很不稳定，易被其它阳离子交换，故具有较好的离子交换性。国外已在工农业生产24个领域100多个部门中应用，有300多个产品，因而人们称之为“万能土”。

膨润土也叫斑脱岩，皂土或膨土岩。我国开发使用膨润土的历史悠久，原来只是作为一种洗涤剂。(四川仁寿地区数百年前就有露天矿，当地人称膨润土为土粉)。真正被广泛使用却只有百来年历史。美国最早发现是在怀俄明州的古地层中，呈黄绿色的粘土，加水后能膨胀成糊状，后来人们就把凡是有这种性质的粘土，统称为膨润土。其实膨润土的主要矿物成分是蒙脱石，含量在85-90%，膨润土的一些性质也都是由蒙脱石所决定的。蒙脱石可呈各种颜色如黄绿、黄白、灰、白色等等。可以成致密块状，也可为松散的土状，用手指搓磨时有滑感，小块体加水后体积胀大数倍至20-30倍，在水中呈悬浮状，水少时呈糊状。蒙脱石的性质和它的化学成分和内部结构有关。

2.2.2 蒙脱石概述

蒙脱石(montmorillonite)是由颗粒极细的含水铝硅酸盐构成的层状矿物，名称来源于首先发现的产地－－法国的montmorillon。蒙脱石亚族属于蒙皂石族(smectite)矿物之一(另一亚族是皂石saponite), 是重要的黏土矿物，一般为块状或土状。分子式(al,mg)2[si4o10](oh)2·nh2o, 中间为铝氧八面体，上下为硅氧四面体所组成的三层片状结构的黏土矿物，在晶体构造层间含水及一些交换阳离子，有较高的离子交换容量，具有较高的吸水膨胀能力。蒙脱石晶体属单斜晶系的含水层状结构硅酸盐矿物。

蒙脱石颗粒细小，约0.2～1微米，具胶体分散特性，通常都呈块状或土状集合体产出。蒙脱石在电子显微镜下可见到片状的晶体，颜色或白灰，或浅蓝或浅红色。当温度达到100～200℃时，蒙脱石中的水分子会逐渐跑掉。失水后的蒙脱石还可以重新吸收水分子或其他极性分子。当它们吸收水分后还可以膨胀并超过原体积的几倍。蒙脱石的用途多种多样，人们将它的特性运用到化学反应中以产生吸附作用和净化作用。它还可以作为造纸、橡胶、化妆品的填充剂，石油脱色和石油裂化催化剂的原料等，还可作为地质钻探用泥浆，冶金用粘合剂及医药等等方面（主要制造蒙脱石散）。

我国关于蒙脱石产品的定义不统一，常造成蒙脱石产品歧义。关于蒙脱石产品的定义有二个，一个是非金属矿行业的蒙脱石产品的定义：黏土矿中蒙脱石含量大于80%就称为蒙脱石，如蒙脱石干燥剂等，其产品含量多用吸蓝量等方法定性定量，品位不外乎为纳米度的膨润土而已，蒙脱石是膨润土的一种起主要作用的成分，但膨润土不是蒙脱石，蒙脱石也不是膨润土，只不过是蒙脱石需要从膨润土中提纯获得的；另一个是医药化妆品等行业对蒙脱石产品的要求，这是真正意义上的蒙脱石，其概念接近科研研究领域上的蒙脱石的界定，其产品含量多用xrd等方法定性定量。为了和非金属矿行业的蒙脱石产品区别开来，国内外常常采用八面体蒙脱石或十六角蒙脱石的叫法。

蒙脱石的水含量因环境湿度而变化极大，其成分一般为（na,ca）0.33（al,mg）2（si4o10）（oh）2·nh2o。单斜晶系，晶体片状或絮状、毛毡状。薄片中为负突起。平行消光，正延性。二轴负晶。是碱性介质中形成的外生矿物，火山灰及凝灰岩的风化分解产物，是构成斑脱岩、膨润土和漂白土的主要成分。通常为土状块体。白色，有时微带红色或绿色。光泽暗淡。硬度1。密度约为2。吸水性很强。吸水后其体积膨胀而增大几倍至十几倍，具很强的吸附力和阳离子交换性能。因含有此种矿物的黏土是一种高造浆率的优质配浆黏土，常用作石油工业钻井液的降失水剂和增黏剂，也用于炼油、纺织、橡胶、陶瓷等工业。

2.2.3 纳米蒙脱石用途简述

蒙脱石源于大自然，又回归大自然，对大自然没有破坏，是对环境友善的物质，而且有着非常广泛的用途。利用其阳离子交换性能可制成蒙脱石有机复合体，广泛用于高温润脂、橡胶、塑料、油漆；利用其吸附性能，可用于食油精制脱色除毒、净化石油、核废料处理、污水处理；利用其粘结性可作铸造型砂粘结剂等；利用其分散悬浮性用于钻井泥浆。由于钠蒙脱石的许多性能优于钙蒙脱石，因而常利用蒙脱石的阳离子交换性能，进行改型处理，将钙蒙脱石改造成钠蒙脱石。我国对八面体蒙脱石的应用研究很多，如蒙脱石结肠定位释放片、血液净化吸附剂、锂型蒙脱石快离子导体电池、饲料添加剂、蒙脱石化妆品、肠胃药成分、蒙脱石补锌剂、 饮酒前保护胃肠黏膜剂、兽药和饲料添加剂成分等。作为纳米蒙脱石的主要用途，我们将着重阐述蒙脱石在医药和饲料中的应用以及可能带来的经济价值。

2.2.4 纳米蒙脱石在医药方面的应用

纳米蒙脱石在医药中应用也十分广泛，可以做医药载体，起控释剂功效，美国药典、英国药典及欧洲药典收载了斑脱岩。蒙脱石作为药用原料和辅料在医药行业中已应用多年，药用蒙脱石无臭，有轻微的土味，近白色或微黄色，有蜡样光泽，无刺激性。用小鼠自主活动仪测定膨润土对神经系统的影响，二道生理仪测定大鼠的呼吸深度及频率，鼠尾法测定大鼠血压，用elg-8511心电图仪，采用二道联测定大鼠心电图。结果：膨润土最大耐受量为8g/kg,，相当于人用量的2666倍，毒性很小。统计结果表明膨润土对神经、呼吸及心血管系统没有影响。蒙脱石因其特殊的晶体结构而具有良好的吸附能力、阳离子交换能力和吸水膨胀能力。蒙脱石药理研究表明，它对大肠杆菌、霍乱弧菌、空肠弯曲菌、金黄色葡萄球菌和轮状病毒以及胆盐都有较好的吸附作用；对细菌毒素有固定作用；蒙脱石只吸附、固定表面带有粒编码蛋白（cs31 a）的致病性带电病原菌，对表面不带 cs31 a 的正常菌群无固定清除作用 。

最早在临床上用于治疗腹泻及消化道溃疡的是蒙脱石散剂，由法国益普生公司研制并进口到中国，商品名为思密达(smecta)。对思密达的药理研究表明，它对大肠杆菌、霍乱弧菌、空肠弯曲菌、金葡菌和轮状病毒及胆盐有较好的吸附作用，对细菌毒素有固定作用；研究还表明蒙脱石只吸附固定表面带有粒编码蛋白(cs3la)的致病性带电病原菌，对表面不带cs3la的正常菌群无固定清除作用。蒙脱石在菌液中浓度达5%时，对细菌的吸附率几乎达100%。此后蒙脱石散剂的仿制药必奇、肯特令等在中国陆续上市，新剂型蒙脱石分散片于2005年由国家食品药品监督管理局（以下简称sfda）批准上市，商品名为赛立迈。目前，sfda已经发布了蒙脱石、蒙脱石散剂国家药品标准以及蒙脱石分散片国家新药标准。
　　蒙脱石原料来自于大自然，对环境没有污染，对消化道病原菌具有清除作用，是粘膜保护剂，口服蒙脱石不被人体吸收，不进入血液循环，不影响胃肠蠕动，不影响食物的消化吸收，没有禁忌症，适用于各种人群，特别是儿童。经多年临床试验证明，蒙脱石散治疗各种原因引起的急、慢性腹泻总有效率高，止泻迅速，可以最大限度降低腹泻对患者胃肠的损害。有关腹泻流行病调查数据显示，腹泻在城镇人口中发病率达到每年0.4次/人，市场容量达到35亿元。赛立迈蒙脱石分散片，每片1克，成人可以直接口服，儿童用水分散后口服，剂量准确，方便，为临床提供了除蒙脱石散以外的新的选择。

蒙脱石散除治疗腹泻外，还用于新生儿继发性消化道出血，拮抗红霉素胃肠道反应，治疗口腔溃疡和小儿口炎，治疗小儿霉菌性肠炎，治疗新生儿母婴性黄疸，治疗咽下综合症等。

除直接添加于药品中外，蒙脱石还可广泛用于药物合成。蒙脱石可用于纯化青霉素酰化酶。青霉素酰化酶是生产半合成β－内酰胺类抗生素的重要工业用酶。按0.6％(w/w)的比例将蒙脱石加到青霉素酰化酶发酵上清液中，可将酶100％吸附，而吸附的蛋白质仅占发酵上清液中的10％左右。吸附时的ph和无机盐对酶的吸附影响不大。使用不同ph和种类的缓冲液洗涤蒙脱石-酶复合物，不会将酶洗脱，但可洗脱15％左右吸附的杂蛋白。使用含10％以上的peg和nacl的磷酸缓冲液可将酶全部洗脱，酶纯化25倍，浓缩6倍左右。此方法特点是简便，酶活力收率高，可在常温下操作，也可直接从未除菌体的发酵液中提取酶，具有工业应用价值。将壳聚糖与蒙脱石相结合，制备成一种复合吸附剂，对中药提取液中鞣酸的脱除取得很好效果。对于高浓度 ( 0 .5 % ) 的鞣酸溶液，脱除率可达到 5 0 %。该吸附剂具有用量少、稳定性高、操作简单等优点。以酸活化蒙脱石可催化以水杨酸和乙酸酐为原料合成阿司匹林，收率可达90.44%。结果表明酸活化蒙脱石对阿司匹林的合成具有良好的催化活性。

取盐酸小檗碱1g，溶于50ml甲醇，加50ml水，搅匀，加蒙脱石及酸性石膏粉9.14g，不断搅拌，至上层溶液无色为止，抽滤沉淀，水洗沉淀并抽干，可配制成无味盐酸小檗碱，矫正盐酸小檗碱苦味。蒙脱石用于精制甘草浸膏，用5% -7%的蒙脱石加于甘草流浸膏中，调节ph=9.3，将混合物加热到95℃ ，保持45 min，过滤，制成的甘草浸膏其中甘草酸的含量比未经蒙脱石处理者约增高10％，且几乎无沉淀。

蒙脱石还是一种常用的药用辅料，由于具有吸水性、悬浮性、分散性、粘结性、触变性，可具有乳化、增稠、助悬、吸附的性能，是理想的药用辅料，广泛用于各种剂型。用甲紫1.2g，白凡士林10g，液体石蜡6g，十八醇9g，十二烷基硫酸钠1g，甘油5g，蒙脱石水分散液80ml(尼泊金乙酯0.5g)，可制得稳定性好、易于涂布、易洗脱、无刺激性、无毒性的甲紫乳膏。5份magne2siumacexamate及95份蒙脱石可制得治疗浓硫酸灼伤的糊剂。蒙脱石70-85份，表面活性剂1-5份，消毒剂0.2-1份，研磨料12-25份，可制得医院及家庭使用的消毒用糊剂。甲紫0.25%-3%，pvp7%-14%，蒙脱石22%-27%，再加入适量溶媒或分散剂制成的甲紫乳剂混悬剂，用时皮肤不着色，易洗脱。1%蒙脱石作为硫糖铝助悬剂，效果优于cmc-na，再分散性好，沉降慢，絮凝颗粒细腻；2%蒙脱石作炉甘石洗剂的助悬剂，其沉降容积比，微粒布朗运动，重分散力，结块情况，微粒大小等指标优于同浓度的cmc-na、海藻酸钠。

蒙脱石3.0g，cmc-na 1.7g，吐温-80及甘油各适量，制得600cm2口膜。此蒙脱石膜可与溃疡面紧密接触，且药膜5分钟左右溶化。蒙脱石可用于控释茶碱片的制备，将茶碱、微晶纤维素、蒙脱石、caco3、pvp混合后压片，然后用乙基纤维素包衣，可制得包衣控释茶碱片。

蒙脱石与微晶纤维素和玉米淀粉等作崩解剂制成的甲状腺素速崩片和咀嚼片，特别易于病人吞咽，在数秒钟内就可迅速崩解为精细的颗粒，非常适宜人体消化道对甲状腺素的吸收在制备17β－雌二醇的透皮制剂过程中，将蒙脱石加入压敏胶，可使药物更快释放。用溶剂蒸发技术制备微囊时，加入蒙脱石可防止胶凝及凝聚。

2.2.5 蒙脱石在饲料中的应用

纳米蒙脱石的另一大用途就是在饲料添加剂方面。蒙脱石在动物养殖上应用非常广泛，其热点几乎都集中在护肠止泻、饲料脱霉、止血消炎、移栏维护等方面。蒙脱石在畜类（猪，兔）养殖中有很好应用，尤其是仔、乳猪的黄白痢，小兔的拉稀，起到预防功效，鉴于蒙脱石的特性，还能作为最优秀的饲料脱霉剂的首选。纳米蒙脱石是经纳米杂化而得到的，具有更大比表面积，可大幅度提高吸附能力，吸附效果是普通蒙脱石产品的3倍。用于饲料的蒙脱石必须是经过提纯的、必须确定无毒（砷、汞、铅、方英石不超标），任何将膨润土原矿直接应用都将造成对禽畜的伤害。　

蒙脱石在动物养殖上有七大功能：　　

（1）吸附/固定功能　　

蒙脱石的不均匀带电性使其可以吸附各种消化道致病因子。

添加蒙脱石已成为适合在大规模饲料生产中脱霉措施的首选。经过浙江大学饲料科学研究所的测试，纳米蒙脱石对霉菌毒素具有强力吸附作用，吸附力（％）如下：黄曲霉毒素，100％；玉米赤霉烯酮，87％；赭曲霉毒素，70％；麦角毒素，100％；串珠镰孢菌毒素，91％。

蒙脱石对各种病因引起的腹泻均有效，见表1。

表1 几种药品对腹泻的疗效评

+有效    —无效

（2）粘膜屏障功能　　

蒙脱石与消化道粘液蛋白静电结合，可以增加粘液量并改善粘液质量提高粘液的内聚力和弹性。

（3)修复功能　　

蒙脱石可以修复受损的消化道上皮细胞。

(4)凝血功能　　

蒙脱石激活凝血因子，在消化道表面形成以蒙脱石颗粒为核心的血粘块，还可以促进血管收缩减缓局部血流，减少出血。

(5)解毒功能　　

添加蒙脱石控制残留农药的毒性。　　

蒙脱石对铅等重金属中毒有治疗作用。　　

(6)无抗体功能　　

没有任何迹象表明任何微生物对该产品产生了抗性。　　

蒙脱石不进入血液，完全排除体外，绝不残留，是绿色的动物保健品。　　

(7)抗应激功能　　

在断奶前后服用纳米蒙脱石，可有效地降低应激反应。

在苗猪出栏时，可提前3天服用纳米蒙脱石，可减少捕抓中因惊吓而造成的应激反应，也可减少运输中的应激排便等。

济，以低消耗、低排放、高效率为基本特征，符合可持续发展的理念。认真贯彻国家产业政策和行业节能设计规范，不采用落后、能耗高的设备及工艺。抓好与节能有关的其他环节，尽可能降低综合能耗水平。