2.2.1 膨潤土概述

膨潤土是以蒙脫石為主要礦物成分的非金屬礦產(chǎn)，蒙脫石結(jié)構(gòu)是由兩個硅氧四面體夾一層鋁氧八面體組成的2：1型晶體結(jié)構(gòu)，由于蒙脫石晶胞形成的層狀結(jié)構(gòu)存在某些陽離子，如ca、mg、na、k等，且這些陽離子與蒙脫石晶胞的作用很不穩(wěn)定，易被其它陽離子交換，故具有較好的離子交換性。國外已在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)24個領(lǐng)域100多個部門中應(yīng)用，有300多個產(chǎn)品，因而人們稱之為“土”。

膨潤土也叫斑脫巖，皂土或膨土巖。我國開發(fā)使用膨潤土的歷史悠久，原來只是作為一種洗滌劑。(四川仁壽地區(qū)數(shù)百年前就有露天礦，當(dāng)?shù)厝朔Q膨潤土為土粉)。真正被廣泛使用卻只有百來年歷史。美國Zui早發(fā)現(xiàn)是在懷俄明州的古地層中，呈黃綠色的粘土，加水后能膨脹成糊狀，后來人們就把凡是有這種性質(zhì)的粘土，統(tǒng)稱為膨潤土。其實膨潤土的主要礦物成分是蒙脫石，含量在85-90%，膨潤土的一些性質(zhì)也都是由蒙脫石所決定的。蒙脫石可呈各種顏色如黃綠、黃白、灰、白色等等?？梢猿芍旅軌K狀，也可為松散的土狀，用手指搓磨時有滑感，小塊體加水后體積脹大數(shù)倍至20-30倍，在水中呈懸浮狀，水少時呈糊狀。蒙脫石的性質(zhì)和它的化學(xué)成分和內(nèi)部結(jié)構(gòu)有關(guān)。

2.2.2 蒙脫石概述

蒙脫石(montmorillonite)是由顆粒極細的含水鋁硅酸鹽構(gòu)成的層狀礦物，名稱來源于首先發(fā)現(xiàn)的產(chǎn)地－－法國的montmorillon。蒙脫石亞族屬于蒙皂石族(smectite)礦物之一(另一亞族是皂石saponite), 是重要的黏土礦物，一般為塊狀或土狀。分子式(al,mg)2[si4o10](oh)2·nh2o, 中間為鋁氧八面體，上下為硅氧四面體所組成的三層片狀結(jié)構(gòu)的黏土礦物，在晶體構(gòu)造層間含水及一些交換陽離子，有較高的離子交換容量，具有較高的吸水膨脹能力。蒙脫石晶體屬單斜晶系的含水層狀結(jié)構(gòu)硅酸鹽礦物。

蒙脫石顆粒細小，約0.2～1微米，具膠體分散特性，通常都呈塊狀或土狀集合體產(chǎn)出。蒙脫石在電子顯微鏡下可見到片狀的晶體，顏色或白灰，或淺藍或淺紅色。當(dāng)溫度達到100～200℃時，蒙脫石中的水分子會逐漸跑掉。失水后的蒙脫石還可以重新吸收水分子或其他極性分子。當(dāng)它們吸收水分后還可以膨脹并超過原體積的幾倍。蒙脫石的用途多種多樣，人們將它的特性運用到化學(xué)反應(yīng)中以產(chǎn)生吸附作用和凈化作用。它還可以作為造紙、橡膠、化妝品的填充劑，石油脫色和石油裂化催化劑的原料等，還可作為地質(zhì)鉆探用泥漿，冶金用粘合劑及醫(yī)藥等等方面（主要制造蒙脫石散）。

我國關(guān)于蒙脫石產(chǎn)品的定義不統(tǒng)一，常造成蒙脫石產(chǎn)品歧義。關(guān)于蒙脫石產(chǎn)品的定義有二個，一個是非金屬礦行業(yè)的蒙脫石產(chǎn)品的定義：黏土礦中蒙脫石含量大于80%就稱為蒙脫石，如蒙脫石干燥劑等，其產(chǎn)品含量多用吸藍量等方法定性定量，品位不外乎為納米度的膨潤土而已，蒙脫石是膨潤土的一種起主要作用的成分，但膨潤土不是蒙脫石，蒙脫石也不是膨潤土，只不過是蒙脫石需要從膨潤土中提純獲得的；另一個是醫(yī)藥化妝品等行業(yè)對蒙脫石產(chǎn)品的要求，這是真正意義上的蒙脫石，其概念接近科研研究領(lǐng)域上的蒙脫石的界定，其產(chǎn)品含量多用xrd等方法定性定量。為了和非金屬礦行業(yè)的蒙脫石產(chǎn)品區(qū)別開來，國內(nèi)外常常采用八面體蒙脫石或十六角蒙脫石的叫法。

蒙脫石的水含量因環(huán)境濕度而變化極大，其成分一般為（na,ca）0.33（al,mg）2（si4o10）（oh）2·nh2o。單斜晶系，晶體片狀或絮狀、毛氈狀。薄片中為負突起。平行消光，正延性。二軸負晶。是堿性介質(zhì)中形成的外生礦物，火山灰及凝灰?guī)r的風(fēng)化分解產(chǎn)物，是構(gòu)成斑脫巖、膨潤土和漂白土的主要成分。通常為土狀塊體。白色，有時微帶紅色或綠色。光澤暗淡。硬度1。密度約為2。吸水性很強。吸水后其體積膨脹而增大幾倍至十幾倍，具很強的吸附力和陽離子交換性能。因含有此種礦物的黏土是一種高造漿率的優(yōu)質(zhì)配漿黏土，常用作石油工業(yè)鉆井液的降失水劑和增黏劑，也用于煉油、紡織、橡膠、陶瓷等工業(yè)。

2.2.3 納米蒙脫石用途簡述

蒙脫石源于大自然，又回歸大自然，對大自然沒有破壞，是對環(huán)境友善的物質(zhì)，而且有著非常廣泛的用途。利用其陽離子交換性能可制成蒙脫石有機復(fù)合體，廣泛用于高溫潤脂、橡膠、塑料、油漆；利用其吸附性能，可用于食油精制脫色除毒、凈化石油、核廢料處理、污水處理；利用其粘結(jié)性可作鑄造型砂粘結(jié)劑等；利用其分散懸浮性用于鉆井泥漿。由于鈉蒙脫石的許多性能優(yōu)于鈣蒙脫石，因而常利用蒙脫石的陽離子交換性能，進行改型處理，將鈣蒙脫石改造成鈉蒙脫石。我國對八面體蒙脫石的應(yīng)用研究很多，如蒙脫石結(jié)腸定位釋放片、血液凈化吸附劑、鋰型蒙脫石快離子導(dǎo)體電池、飼料添加劑、蒙脫石化妝品、腸胃藥成分、蒙脫石補鋅劑、 飲酒前保護胃腸黏膜劑、獸藥和飼料添加劑成分等。作為納米蒙脫石的主要用途，我們將著重闡述蒙脫石在醫(yī)藥和飼料中的應(yīng)用以及可能帶來的經(jīng)濟價值。

2.2.4 納米蒙脫石在醫(yī)藥方面的應(yīng)用

納米蒙脫石在醫(yī)藥中應(yīng)用也十分廣泛，可以做醫(yī)藥載體，起控釋劑功效，美國藥典、英國藥典及歐洲藥典收載了斑脫巖。蒙脫石作為藥用原料和輔料在醫(yī)藥行業(yè)中已應(yīng)用多年，藥用蒙脫石無臭，有輕微的土味，近白色或微黃色，有蠟樣光澤，無刺激性。用小鼠自主活動儀測定膨潤土對神經(jīng)系統(tǒng)的影響，二道生理儀測定大鼠的呼吸深度及頻率，鼠尾法測定大鼠血壓，用elg-8511心電圖儀，采用二道聯(lián)測定大鼠心電圖。結(jié)果：膨潤土Zui大耐受量為8g/kg,，相當(dāng)于人用量的2666倍，毒性很小。統(tǒng)計結(jié)果表明膨潤土對神經(jīng)、呼吸及心血管系統(tǒng)沒有影響。蒙脫石因其特殊的晶體結(jié)構(gòu)而具有良好的吸附能力、陽離子交換能力和吸水膨脹能力。蒙脫石藥理研究表明，它對大腸桿菌、霍亂弧菌、空腸彎曲菌、金黃色葡萄球菌和輪狀病毒以及膽鹽都有較好的吸附作用；對細菌毒素有固定作用；蒙脫石只吸附、固定表面帶有粒編碼蛋白（cs31 a）的致病性帶電病原菌，對表面不帶 cs31 a 的正常菌群無固定清除作用 。

Zui早在臨床上用于治療腹瀉及消化道潰瘍的是蒙脫石散劑，由法國益普生公司研制并進口到中國，商品名為思密達(smecta)。對思密達的藥理研究表明，它對大腸桿菌、霍亂弧菌、空腸彎曲菌、金葡菌和輪狀病毒及膽鹽有較好的吸附作用，對細菌毒素有固定作用；研究還表明蒙脫石只吸附固定表面帶有粒編碼蛋白(cs3la)的致病性帶電病原菌，對表面不帶cs3la的正常菌群無固定清除作用。蒙脫石在菌液中濃度達5%時，對細菌的吸附率幾乎達。此后蒙脫石散劑的仿制藥必奇、肯特令等在中國陸續(xù)上市，新劑型蒙脫石分散片于2005年由國家食品藥品監(jiān)督管理局（以下簡稱sfda）批準上市，商品名為賽立邁。目前，sfda已經(jīng)發(fā)布了蒙脫石、蒙脫石散劑國家藥品標準以及蒙脫石分散片國家新藥標準。
　　蒙脫石原料來自于大自然，對環(huán)境沒有污染，對消化道病原菌具有清除作用，是粘膜保護劑，口服蒙脫石不被人體吸收，不進入血液循環(huán)，不影響胃腸蠕動，不影響食物的消化吸收，沒有禁忌癥，適用于各種人群，特別是兒童。經(jīng)多年臨床試驗證明，蒙脫石散治療各種原因引起的急、慢性腹瀉總有效率高，止瀉迅速，可以Zui大限度降低腹瀉對患者胃腸的損害。有關(guān)腹瀉流行病調(diào)查數(shù)據(jù)顯示，腹瀉在城鎮(zhèn)人口中發(fā)病率達到每年0.4次/人，市場容量達到35億元。賽立邁蒙脫石分散片，每片1克，成人可以直接口服，兒童用水分散后口服，劑量準確，方便，為臨床提供了除蒙脫石散以外的新的選擇。

蒙脫石散除治療腹瀉外，還用于新生兒繼發(fā)性消化道出血，拮抗紅霉素胃腸道反應(yīng)，治療口腔潰瘍和小兒口炎，治療小兒霉菌性腸炎，治療新生兒母嬰性黃疸，治療咽下綜合癥等。

除直接添加于藥品中外，蒙脫石還可廣泛用于藥物合成。蒙脫石可用于純化青霉素酰化酶。青霉素酰化酶是生產(chǎn)半合成β－內(nèi)酰胺類抗生素的重要工業(yè)用酶。按0.6％(w/w)的比例將蒙脫石加到青霉素酰化酶發(fā)酵上清液中，可將酶100％吸附，而吸附的蛋白質(zhì)僅占發(fā)酵上清液中的10％左右。吸附時的ph和無機鹽對酶的吸附影響不大。使用不同ph和種類的緩沖液洗滌蒙脫石-酶復(fù)合物，不會將酶洗脫，但可洗脫15％左右吸附的雜蛋白。使用含10％以上的peg和nacl的磷酸緩沖液可將酶全部洗脫，酶純化25倍，濃縮6倍左右。此方法特點是簡便，酶活力收率高，可在常溫下操作，也可直接從未除菌體的發(fā)酵液中提取酶，具有工業(yè)應(yīng)用價值。將殼聚糖與蒙脫石相結(jié)合，制備成一種復(fù)合吸附劑，對中藥提取液中鞣酸的脫除取得很好效果。對于高濃度 ( 0 .5 % ) 的鞣酸溶液，脫除率可達到 5 0 %。該吸附劑具有用量少、穩(wěn)定性高、操作簡單等優(yōu)點。以酸活化蒙脫石可催化以水楊酸和乙酸酐為原料合成阿司匹林，收率可達90.44%。結(jié)果表明酸活化蒙脫石對阿司匹林的合成具有良好的催化活性。

取鹽酸小檗堿1g，溶于50ml甲醇，加50ml水，攪勻，加蒙脫石及酸性石膏粉9.14g，不斷攪拌，至上層溶液無色為止，抽濾沉淀，水洗沉淀并抽干，可配制成無味鹽酸小檗堿，矯正鹽酸小檗堿苦味。蒙脫石用于精制甘草浸膏，用5% -7%的蒙脫石加于甘草流浸膏中，調(diào)節(jié)ph=9.3，將混合物加熱到95℃ ，保持45 min，過濾，制成的甘草浸膏其中甘草酸的含量比未經(jīng)蒙脫石處理者約增高10％，且?guī)缀鯚o沉淀。

蒙脫石還是一種常用的藥用輔料，由于具有吸水性、懸浮性、分散性、粘結(jié)性、觸變性，可具有乳化、增稠、助懸、吸附的性能，是理想的藥用輔料，廣泛用于各種劑型。用甲紫1.2g，白凡士林10g，液體石蠟6g，十八醇9g，十二烷基硫酸鈉1g，甘油5g，蒙脫石水分散液80ml(尼泊金乙酯0.5g)，可制得穩(wěn)定性好、易于涂布、易洗脫、無刺激性、無毒性的甲紫乳膏。5份magne2siumacexamate及95份蒙脫石可制得治療濃硫酸灼傷的糊劑。蒙脫石70-85份，表面活性劑1-5份，消毒劑0.2-1份，研磨料12-25份，可制得醫(yī)院及家庭使用的消毒用糊劑。甲紫0.25%-3%，pvp7%-14%，蒙脫石22%-27%，再加入適量溶媒或分散劑制成的甲紫乳劑混懸劑，用時皮膚不著色，易洗脫。1%蒙脫石作為硫糖鋁助懸劑，效果優(yōu)于cmc-na，再分散性好，沉降慢，絮凝顆粒細膩；2%蒙脫石作爐甘石洗劑的助懸劑，其沉降容積比，微粒布朗運動，重分散力，結(jié)塊情況，微粒大小等指標優(yōu)于同濃度的cmc-na、海藻酸鈉。

蒙脫石3.0g，cmc-na 1.7g，吐溫-80及甘油各適量，制得600cm2口膜。此蒙脫石膜可與潰瘍面緊密接觸，且藥膜5分鐘左右溶化。蒙脫石可用于控釋茶堿片的制備，將茶堿、微晶纖維素、蒙脫石、caco3、pvp混合后壓片，然后用乙基纖維素包衣，可制得包衣控釋茶堿片。

蒙脫石與微晶纖維素和玉米淀粉等作崩解劑制成的甲狀腺素速崩片和咀嚼片，特別易于病人吞咽，在數(shù)秒鐘內(nèi)就可迅速崩解為精細的顆粒，非常適宜人體消化道對甲狀腺素的吸收在制備17β－雌二醇的透皮制劑過程中，將蒙脫石加入壓敏膠，可使藥物更快釋放。用溶劑蒸發(fā)技術(shù)制備微囊時，加入蒙脫石可防止膠凝及凝聚。

2.2.5 蒙脫石在飼料中的應(yīng)用

納米蒙脫石的另一大用途就是在飼料添加劑方面。蒙脫石在動物養(yǎng)殖上應(yīng)用非常廣泛，其熱點幾乎都集中在護腸止瀉、飼料脫霉、止血消炎、移欄維護等方面。蒙脫石在畜類（豬，兔）養(yǎng)殖中有很好應(yīng)用，尤其是仔、乳豬的黃白痢，小兔的拉稀，起到預(yù)防功效，鑒于蒙脫石的特性，還能作為Zui的飼料脫霉劑的。納米蒙脫石是經(jīng)納米雜化而得到的，具有更大比表面積，可大幅度提高吸附能力，吸附效果是普通蒙脫石產(chǎn)品的3倍。用于飼料的蒙脫石必須是經(jīng)過提純的、必須確定無毒（砷、汞、鉛、方英石不超標），任何將膨潤土原礦直接應(yīng)用都將造成對禽畜的傷害?！?/p>

蒙脫石在動物養(yǎng)殖上有七大功能：　　

（1）吸附/固定功能　　

蒙脫石的不均勻帶電性使其可以吸附各種消化道致病因子。

添加蒙脫石已成為適合在大規(guī)模飼料生產(chǎn)中脫霉措施的。經(jīng)過浙江大學(xué)飼料科學(xué)研究所的測試，納米蒙脫石對霉菌毒素具有強力吸附作用，吸附力（％）如下：黃曲霉毒素，100％；玉米赤霉烯酮，87％；赭曲霉毒素，70％；麥角毒素，100％；串珠鐮孢菌毒素，91％。

蒙脫石對各種病因引起的腹瀉均有效，見表1。

表1 幾種藥品對腹瀉的療效評

+有效    —無效

（2）粘膜屏障功能　　

蒙脫石與消化道粘液蛋白靜電結(jié)合，可以增加粘液量并改善粘液質(zhì)量提高粘液的內(nèi)聚力和彈性。

（3)修復(fù)功能　　

蒙脫石可以修復(fù)受損的消化道上皮細胞。

(4)凝血功能　　

蒙脫石激活凝血因子，在消化道表面形成以蒙脫石顆粒為核心的血粘塊，還可以促進血管收縮減緩局部血流，減少出血。

(5)解毒功能　　

添加蒙脫石控制殘留農(nóng)藥的毒性。　　

蒙脫石對鉛等重金屬中毒有治療作用?！　?/p>

(6)無抗體功能　　

沒有任何跡象表明任何微生物對該產(chǎn)品產(chǎn)生了抗性?！　?/p>

蒙脫石不進入血液，完全排除體外，絕不殘留，是綠色的動物保健品?！　?/p>

(7)抗應(yīng)激功能　　

在斷奶前后服用納米蒙脫石，可有效地降低應(yīng)激反應(yīng)。

在苗豬出欄時，可提前3天服用納米蒙脫石，可減少捕抓中因驚嚇而造成的應(yīng)激反應(yīng)，也可減少運輸中的應(yīng)激排便等。

濟，以低消耗、低排放、高效率為基本特征，符合可持續(xù)發(fā)展的理念。認真貫徹國家產(chǎn)業(yè)政策和行業(yè)節(jié)能設(shè)計規(guī)范，不采用落后、能耗高的設(shè)備及工藝。抓好與節(jié)能有關(guān)的其他環(huán)節(jié)，盡可能降低綜合能耗水平。