活性白土的性质及应用

蔡广超 倪海明 张雪旺 龙世良 李克贤 慕朝师 黄科林 谢清若

(1.中国科技开发院广西分院，广西 南宁 530022；2.广西化工研究院, 广西 南宁 530001；3.广西民族大学化学化工学院, 广西 南宁 530006；4.广西科技情报研究所, 广西 南宁 530022)

活性白土是经过无机酸活化处理的膨润土，在工业上称为活性白土或漂白土。工业生产尤其在油脂精炼过程中，活性白土是必不可少的，这主要是利用活性白土的吸附性能在生产中能脱除油脂的颜色、除去油脂的臭味和去除其他杂质，此外，活性白土还具有一些其他性能如催化性能等，已经在很多学科领域得到了很好应用。本文主要对活性白土的性质和应用加以简要的叙述。

1 活性白土的性质

1.1 活性白土的结构及制备方法

活性白土是膨润土经硫酸活化处理而得，而膨润土的主要矿物为蒙脱石，所以蒙脱石的特性决定了活性白土的基本性能。蒙脱石是层状硅酸盐矿物，化学式 Al2O3·4SiO2·nH2O，由两层硅氧四面体中间夹一层铝氧八面体层构成基本结构[1]，它们之间靠共用氧原子连接。在硅氧四面体和铝氧八面体层之间充满了水分子和可交换的阳离子（Na+、Ca2+、K+等离子），高价态的离子可能被低价态的离子置换[2-4]，使蒙脱石晶胞带负电荷，具有吸附和脱色的能力。活性白土的生产方法有湿法、干法、半湿法、汽相法、煅烧法等，制取高效活性白土的关键是：选择理想原料，进行有效的活化处理，活化工艺参数包括酸浓度、固液比、温度、时间等。

1.2 活性白土的性质

活性白土是一种无毒、无臭、无味的绿色环保化工原料，以膨润土为原料，经酸化处理，再经不同加工工艺制成的，外观为白色或乳白色粉末，有较强的吸附和脱色能力，能吸附有色物质、有害物质。活性白土不溶于水、有机溶剂和各种油类物质，也不与其他化学物品发生反应，但几乎全溶于热烧碱和盐酸。化学组成主要为SiO2；Al2O3；Fe2O3；MgO等，活性白土的化学组成随所用原料和活化条件不同而有一定的差别。活性白土由膨润土酸化得来，酸化时由于其中的杂质和离子交换形成了微孔网格结构，比表面积增大，增加了吸附能力和离子交换能力。活性白土因脱色效率高，吸附能力强，比表面积大，活性度低，因而在吸附和脱色方向具有良好的应用前景。

2 活性白土的应用

活性白土自问世以来，得到了广泛的应用。它有着比活性炭吸附剂无法比拟的优势，比表面积大，活性度低，吸附能力更强，残液率低，不溶于水和有机溶剂，也不与油脂及其它化学物质发生化学作用等。活性白土更是一种绿色吸附剂，它无毒、无味、无臭，还可以回收处理重新使用，不会造成环境污染。目前主要应用于食用油脂脱色，化工产品精制，环保，催化等领域。

2.1 食用油脂的脱色

随着社会的发展，人们生活质量的提高，人们对各方面的要求都有所提高，特别在吃东西上面，更是越来越高，不仅要吃得健康，还要色香味俱全。食用油作为人们生活中必不可少的物质，不管是动物油脂还是植物油，未经提炼过的都含有许多杂质、色素等有害物质[5～6]。

在食用油的加工处理中，使用强吸附剂来对初炼油中的有害物质，生产出高质量的食用油，满足人们日常生活需要。目前活性白土被国内外广泛用于各类植物油、动物油和矿物油的脱色精制。它可除去油中的色素、过氧化物、微量金属、残皂和磷脂等，并可防止成品油的回色，提高货架期[7]。

活性白土对油脂的脱色效果有很多影响因素，主要有：活性白土的质量及添加量；脱色温度；脱色压力；搅拌强度；脱色时间。此外，还受脱色油品种和质量的影响，如油的沸点范围、油的精炼方法、油酸败的程度等。

2.2 化工产品的精制

利用活性白土吸附能力强，不与化学物质发生反应等特点，可用于化工产品精制，如润滑油、固体石蜡、乙醇、硫磺等。化学反应常伴随着副反应，也有杂质生成，它们的存在影响产物的性能，精制是必须的一道工序。在精制化工产品过程中，主要是利用活性白土的强吸附性能除去杂质，吸附一般为物理吸附，但也有可能伴有化学吸附。活性白土因为离子交换带负电荷，可以除去产物中的阳离子。所以活性白土是一种理想的吸附剂用于化工产品的精制。

2.3 活性白土在环境保护中应用

随着工业的发展，环境问题越来越突出。在发展经济的同时，做好环保是我们的重点工作。三废问题一直是环保的重点，活性白土可用于三废治理，去除废水中颜色、混浊物、重金属离子、怪味，吸附油污，处理硫酸生产中的尾气等[8]。

活性白土在处理污水在得到了很好的应用。活性白土在酸化时形成的微孔网格结构可以搭载不同的化学物质，可以除去不同污染源的污水。由于活性白土晶胞带有负电荷，具有吸附阳离子的性能。活性白土对除去水中的有机和无机污染物有着较高的化学和生物稳定性。活性白土是一种绿色产品，可以再生利用，不会造成环境污染。

2.4 催化

活性白土作为一种催化剂，可用于烃类催化裂化和其它反应的固体酸催化。李健秀等以活性白土为催化剂，以α-甲基苯乙烯为原料合成了α-甲基苯乙烯的低聚物，总收率达89.82%。张春生[9]以苯乙烯和苯酚为原料 ，以活性白土为催化剂合成橡胶防老剂苯乙烯化苯酚，收率大于 96%。穆允玲等以松香为原料、活性白土为催化剂催化松香脱氢裂化反应取得了很好的效果。

活性白土还是一种重要的载体和助催化剂。孙晓然等以苯酚和苯乙烯为原料，以草酸和活性白土为混合催化剂合成苯乙基苯酚，收率达99.3%。活性白土通过负载 AlCl3催化剂大大提高了白土的脱除烯烃效果和使用寿命[10]。毛格清等提出了一种强碱型活性白土催化剂的制备方法，并将此催化剂用于催化油脂的酯交换反应合成生物柴油。

由于活性白土本身就是一种催化剂，通过加载其它催化剂，可获得更好的催化效果。

2.5 制备颗粒白土

颗粒白土是活性白土经过一定的化学和物理处理得来的，吸附能力更强，具有更多的毛细孔道，因此比表面更大，吸油率小等优点，它比活性白土更加实用，具有非常广泛的应用，有取代活性白土的趋势。

2.6 无碳复写纸生产

活性白土还有一个重要的应用就是生产无碳复写纸。日常办公的日益规范化，对复写纸要求越来越高，以前的涂蜡复写纸因复写不清晰，效率不高等已经逐渐被无碳复写纸替代。无碳复写纸是在活性白土中加入粘合剂、分散剂、助剂等制成显色涂料制成的，可用于生产各种发票、计算机记录纸、帐单、信用卡。它较之涂蜡复写纸有字迹清晰鲜艳、使用便捷、效率高、套记准确、保密性好等特点。

2.7 其他方面应用

活性白土除了以上几种重要的应用之外，还可用于高温聚合剂，水分干燥剂，废润滑油的再生，橡胶的补强剂[11]，涂料的生产，维生素A、B的吸附剂，在国防、医学卫生上，还可制成防化吸毒剂、解毒剂，等等。

3 结束语

活性白土具有脱色率高、吸附能力强、活性度低、比表面积大等优点，已经广泛应用于食用油脱色、化工产品精制等领域。随着对活性白土研究的不断深入，制备工艺不断改进，更多结构各异、性能优良、应用更广的活性白土产品将实现产业化、商品化。

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