纳米矿物:纳米粘土

纳米粘土是层状矿物硅酸盐的纳米颗粒。根据化学成分和纳米粒子的形态,纳米粘土可分为几类,如蒙脱石,膨润土,高岭石,锂蒙脱石和埃洛石。有机改性的纳米粘土(有机粘土)是一类具有吸引力的混合有机 - 无机纳米材料,其在聚合物纳米复合材料中具有作为流变改性剂,气体吸收剂和药物递送载体的应用潜力。

蒙脱石纳米粘土

板状蒙脱石是材料应用中最普通的纳米粘土。蒙脱石由约1 nm厚的铝硅酸盐层组成,其表面被金属阳离子取代并堆积成约10 µm的多层堆叠。根据粘土层的表面改性,蒙脱土可以分散在聚合物基质中形成聚合物 - 粘土纳米复合材料。纳米复合材料中纳米厚度的单层粘土完全分离形成纵横比非常高(纳米×微米)的板状纳米颗粒(图1A)。 Sigma-Aldrich与Nanocor公司合作,研发出一系列蒙脱石纳米粘土产品,经过不同的有机改性材料优化,可与多种聚合物体系相容。

埃洛石粘土纳米管的透射电镜显微照片

图1:

A. 2%尼龙 - 粘土纳米复合材料的透射电镜显微照片显示完全分散在聚合物基质中的纳米厚度的蒙脱石粘土板。插图显示了蒙脱石铝硅酸盐层结构的示意图。
B.埃洛石粘土纳米管的透射电镜显微照片。

埃洛石纳米粘土

埃洛石是一种天然存在的硅铝酸盐纳米管(图1B)。双层埃洛石管与高岭土的化学性质相似,平均尺寸为15×1000 nm,与碳纳米管相当。埃洛石管是空心的,可用于控制药物和纳米复合材料的递送与释放及流变改性应用。