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電氣石粉的新用途-空氣凈化、環(huán)境治理

2021/3/15 8:43:48

電氣石是以含硼為主的環(huán)狀硅酸鹽礦物,其工藝名稱(chēng)為碧璽, 英文名:Tourmaline,意為“紅玉骨綏(sui)”、“混合寶石”。在我國的一些歷史文獻中也有將“托瑪琳”稱(chēng)之為砒硒、碧霞希、碎邪金等,但多稱(chēng)為“碧璽”。電氣石最早發(fā)現于斯里蘭卡,當時(shí)被視為與鉆石、紅寶石一樣珍貴的寶石。人們注意到這種寶石在受熱時(shí)會(huì )帶上電荷,這種現象稱(chēng)為熱釋電效應,故得名電氣石。

電氣石的化學(xué)式如下:

Na(Mg,Fe,Mn,Li,Al)3Al6[Si6O18][BO3]3(OH,F)4或寫(xiě)成通式: NaR3Al6[Si6O18][BO3]3(OH,F)4。

【化學(xué)組成】 電氣石是一種硼硅酸鹽礦物,即除硅氧骨干外,還有[BO3]絡(luò )陰離子團。其中Na+可局部被K+和Ca2+代替,(OH)-可被F-代替,但沒(méi)有Al3+代替Si4+現象。R位置類(lèi)質(zhì)同像廣泛,主要有4個(gè)端員成分,即: 鎂電氣石 (Dravite)R=Mg; 黑電氣石(Schorl):R=Fe; 鋰電氣石(Elbaite):R=Li+Al; 鈉錳電氣石(Tsilaisit)R=Mn。

鎂電氣石—黑電氣石之間以及黑電氣石—鋰電氣石之間形成兩個(gè)完全類(lèi)質(zhì)同像系列,鎂電氣石和鋰電氣石之間為不完全的類(lèi)質(zhì)同像。Fe3+或Cr3+也可以進(jìn)入R的位置,鉻電氣石中Cr2O3可達10.86%。

【晶體結構】三方晶系; -R3m;a0=1.584~1.603 nm,c0=0.709~0.722 nm;Z=3。電氣石晶體結構基本特點(diǎn)為[SiO4]四面體組成復三方環(huán)。B配位數為3,組成平面三角形;Mg配位數為6(其中有兩個(gè)是OH-),組成八面體,與[BO3]共氧相連。在[SiO4]四面體的復三方環(huán)上方的空隙中有配位數為9的一價(jià)陽(yáng)離子Na+分布。之間以[AlO5(OH)]八面體相聯(lián)結。

電氣石釋放空氣負離子功能及應用 溫度和壓力變化引起的電氣石晶體之間的電勢差,能夠使其周?chē)諝庵械乃肿影l(fā)生微弱的電解作用;4H2O電解OH→H+,氫離子由電氣石電極之間的微弱電流中得到電子;2H++2e→H2↑,氫氧根離子與水分子結合形成空氣負離子:OH-+nH2O→O-H(H2O)n-[14]。

根據大地測量學(xué)和地理物理學(xué)國際聯(lián)盟大氣聯(lián)合委員會(huì )采用的理論,空氣負離子的分子式是O2(H2O)n。

負離子的生物效應有:1使氧自由基無(wú)毒化;2使體液呈弱堿性;3使空氣質(zhì)量得到改善;4負離子對促進(jìn)健康的直接效應;5負離子對人體各系統的直接生理效應;6負離子對疾病有輔助治療和康復作用??諝庳撾x子的作用已被廣大醫學(xué)界所認同,除了有益人體健康之外,還具有殺菌、除塵、除臭作用。電氣石釋放負離子不耗能,不產(chǎn)生臭氧和活性氧,是理想的綠色環(huán)保材料,目前國內外對電氣石的開(kāi)發(fā)研究已經(jīng)取得了一定的進(jìn)展。

韓躍新等通過(guò)對黑電氣石釋放負離子特性研究得到以下結論:黑電氣石釋放負離子嘗試較高,塊狀平均最大值可達18625個(gè)cm3、超細粉平均最大值可達25600個(gè)cm3,黑電氣石釋放負離子濃度相當于海濱、瀑布、森林的負離子嘗試。河北工大梁金生等人應用溶膠-凝膠技術(shù)在天然電氣石礦物粉表面生成高效TiO2光催化劑,制成了具有環(huán)境凈化和健康功能的新型復合材料,在電氣石自身電場(chǎng)對TiO2晶體生長(cháng)的影響下,TiO2在電氣石微粒表面形成了以微孔空心球和空心半球的平均粒徑為2um,應用此種技術(shù)制得的電氣石-TiO2復合薄膜具有較高的光催化活性。


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