埃洛石的命名、结构、形貌和卷曲机制-论文.pdf

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1、第34卷第1期矿物学报vo1．34．NO．12014年3月ACTAMIERALoGICASINICAMat．，2014文章编号：1000．4734(2014)01．0013．10埃洛石的命名、结构、形貌和卷曲机制牛继南，强颖怀，王春阳，李祥，周一浩，商翔宇2，v，庄全超(1．中国矿业大学材料科学与工程学院，江苏徐州221116；2．中国矿业大学深部岩土力学与地下工程国家重点实验室，江苏徐州2210083．中国矿业大学力学与建筑工程学院，江苏徐州221116)摘要：埃洛石作为一种典型的高岭石族矿物，大部分情况下呈现出管状形貌，近年

2、来已被广泛用作缓释容器、催化剂载体、有机聚合物填充材料、储氢材料和纳米材料模板等，具有重要的应用价值。对埃洛石微观化学信息的研究，不仅有助于理解埃洛石地质成因、掌握埃洛石结构细节，还有助于提高埃洛石使用性能、拓宽其应用范围。本文针对埃洛石的结构、形貌和发生卷曲的机理等进行了详细介绍；此外，鉴于长期以来埃洛石名称的混乱状态，本文还对其命名历史进行必要综述。在此基础上，给出埃洛石的中文建议名称，提出目前结构研究中存在的一些问题，并对未来的研究方向进行了展望。关键词：埃洛石；命名；结构：形貌；卷曲机理中图分类号：P57；O641文献标

3、识码：A作者简介：牛继南，男，1981年生，博士，讲师，主要从事粘土矿物材料研究．E．mail：ninO516@cumt．edu．cn埃洛石是地球上唯一存在的天然高岭石水合着x射线衍射仪(x—RayDiffraction，XRD)的物，按水合程度的不同可分为l0埃．埃洛石、7埃诞生，人们才开始了对埃洛石真正意义上的研一埃洛石和层间距处于它们之间的x埃一埃洛石(究，这时开始从埃洛石的水合状态、晶体形貌和表示(001)底面间距)[1-2]。埃洛石大部分呈现独有序度等方面考虑埃洛石的命名。但长期以来埃特的管状形貌，这使其具有重要的应用

4、价值，如洛石命名一直比较混乱，不同研究者采用不同的可作为缓释容器、催化剂载体、有机聚合物填充命名方法，这给各研究结果问的对比带来了极大材料、储氢材料和制备其它材料的模板等【3】。困扰。微观结构和形貌信息是影响埃洛石实际应1934年Hofmann等J首次进行了10埃一埃洛用的重要因素，因此本文针对埃洛石的结构、形石脱水前后的XRD实验，他们认为1O埃一埃洛石貌和卷曲机理等研究进展进行综述，探讨目前存是高岭石的前期存在形式，因此其脱水形式被称在的问题和未来的研究方向。此外，为了澄清和为“kaolinite”。Mehmel[7]证实1

5、0埃一埃洛石的脱规范不同水合程度埃洛石的名称，本文还对其命水产物不同于高岭石，他们也将“halloysite”作名历史进行必要回顾。为完全水合的埃洛石的名称，而将“metahalloy—site”作为脱水埃洛石的名称以示区别。但随后的1埃洛石的命名Hendricks[8J在文章中将完全水合的埃洛石称为埃洛石(halloysite)最早由Berthier[4]于1826“hydratedhalloysite”，而把“halloysite”当作脱年命名，是为了纪念比利时科学家Omalius水埃洛石的名称。d’Halloy发现了一种存

6、在于石炭纪石灰石中的矿Alexander等J建议用一个新词“endellite”物材料。在之后相当长一段时间里，很多材料被来表示完全水合的埃洛石，“halloysite”同样表示描述为“halloysite”，Dana曾经列出了l6种具有脱水埃洛石。他的这种命名方法被Bradely[1~]~)]：“halloysite”命名的矿物l5】。到二十世纪初，随采用。但最开始的时候，因不能确定两者之间及和高岭石的关系，人们把实验室中10埃。埃洛石收稿日期：2012—11-21的脱水产物和自然界中存在的7埃一埃洛石当作基金项目：中央高校基

7、本科研业务费专项基金(编号：不同的矿物来研究，如Hofmann等L6J把实验室中2012QNA08；2012DXS02)；国家大学生创新性实验计划(编号201210290105)埃洛石的脱水产物称为“kaolinite”；Mehmel14矿物学报所指的“metahalloysite”也仅为实验室的脱水产Brindley[在国际著作(Crystalstructuresof物，他甚至不知道自然界中存在同样的物质L1。claymineralsandtheirX—rayidentification)的第三Alexander等[9]提供了

8、一系列证据证明了自然界版中接受了之前Churchman和CarrUSl的建议，但中的7埃埃洛石也是10埃．埃洛石的脱水产物。他认为用“hydrated”等前缀不能表明埃洛石的自此，天然存在的7埃．埃洛石和10埃一埃洛石的底面间距，所以用前缀“10A”或“7A．”