图2.1 蒙脱石晶体单元层结构
·—硅;●—铝（镁);○—氧（氢氧)
蒙脱石的晶体结构是由两层硅氧四面体片中间夹一层铝（镁)氧八面体片构成的2∶1型层状硅酸盐,如图2.1所示。其中硅氧四面体片是由硅氧四面体共角顶连接形成位于同一平面的近似六方网状的硅氧片;铝（镁)氧八面体片是由两层相对的硅氧四面体片提供4个氧原子和2个由处于同一平面的羟基提供的氧原子所构成的八面体共棱连接形成的八面体片,而金属阳离子铝（镁)则位于八面体中心,从而形成了铝（镁)氧八面体片。蒙脱石晶体结构特征一是两个单元层间以分子间力连接,结构比较松散,所以水分子或其他有机分子易进入层间,使膨润土产生吸水膨胀、高分散性及吸附性等;二是铝氧八面体中的铝离子可以被镁、锌等多种离子置换,硅氧四面体中的硅离子也可以被铝离子置换,由于低价阳离子置换高价离子使得蒙脱石的晶体结构带负电荷,因此为了达到电价平衡,蒙脱石晶胞会吸附交换性阳离子（K+、Na+、Ca2+等),从而使得蒙脱石矿物有吸附阳离子和极性有机分子的特性。
蒙脱石亦称微晶高岭石或胶岭石,是含少量碱及碱土金属的含水铝硅酸盐矿物,其化学通式为:Nax（H2 O)4｛（Al2-x Mgx)［Si4 O10］（OH)2｝。由于蒙脱石的成因类型或产地不同,其化学组成有所变化,但Si、Al、Fe、Mg始终是蒙脱石的主要成分,其次是K、Na、Ca等元素,如表2.4所示。
膨润土由于具有优良的物理化学性质,因此在环境治理、食品、医药和农业等领域的应用逐年扩大。膨润土的物理化学性质主要有:
（1)吸水膨胀性
膨润土具有良好的吸湿性,能吸附8～15倍于自身体积的水量。吸水后膨胀可达到原体积的30余倍。钠基膨润土吸水速度慢,但吸水量大,而钙基膨润土吸水速度快（一般2 h即可达到饱和),吸水量小。钠基膨润土的吸水量和膨胀倍数是钙基膨润土的2～3倍。
表2.4 国内外膨润土主要化学成分对比 单位:%
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