关键词：黏土矿物;蛇纹石;机械力活化;晶体结构;反应活性;重金属去除
摘 要：蛇纹石(Mg₃Si₂O₅（OH）₄)是自然界中广泛存在的镁系层状黏土矿物，具有较好的工业应用前景。然而，天然蛇纹石晶体结构稳定导致反应活性不足，需经过预处理强化蛇纹石反应活性以提升其利用效率。因此，本文以天然蛇纹石为研究对象，采用机械力球磨方法对蛇纹石进行预处理，系统研究了机械力活化对蛇纹石晶体结构与反应活性的影响及作用机制，并利用XRD、FTIR、TG-DSC、SEM等进行了表征。研究结果表明，机械力球磨作用下蛇纹石晶体中镁氧八面体结构变形程度逐渐增大，大量Mg-O（H）键断裂，且随着球磨时间的延长，蛇纹石非晶化程度逐渐加深。进一步测定了活化蛇纹石在水中的溶解度及其对重金属离子的去除效率。结果显示，当球磨转速为600 r/min、球磨时间为5 min时，将0.05 g活化蛇纹石分散在100 mL水中，可使溶液pH快速提升至9.98；延长球磨时间至60 min时，溶液pH达到10.45，活化蛇纹石中镁溶出率是蛇纹石原料的11倍。当活化60 min的蛇纹石用量为0.5 g/L、重金属离子初始浓度为100 mg/L、反应时间为120 min时，Cu²⁺、Pb²⁺、Fe²⁺、Ni²⁺离子去除率达95%以上，Cd²⁺、Mn²⁺离子吸附量达到50 mg/g，远高于蛇纹石原料及热活化蛇纹石对重金属的去除效率，整体体现了基于机械力球磨方法对蛇纹石晶格活化与反应活性提升的优势。机械力活化处理的蛇纹石可潜在应用于黏土矿物基功能材料制备及重金属污染废水治理等方面，促进资源与环境的协调发展。总的来说，本研究所得结果可为蛇纹石类层状黏土矿物的机械力活化处理及应用提供一定技术支撑。
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