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    電氣石粉的新用途-空氣凈化、環境治理

    2021-3-15 8:43:48

    電氣石是以含硼為主的環狀硅酸鹽礦物,其工藝名稱為碧璽, 英文名:Tourmaline,意為“紅玉骨綏(sui)”、“混合寶石”。在我國的一些歷史文獻中也有將“托瑪琳”稱之為砒硒、碧霞希、碎邪金等,但多稱為“碧璽”。電氣石最早發現于斯里蘭卡,當時被視為與鉆石、紅寶石一樣珍貴的寶石。人們注意到這種寶石在受熱時會帶上電荷,這種現象稱為熱釋電效應,故得名電氣石。

    電氣石的化學式如下:

    Na(Mg,Fe,Mn,Li,Al)3Al6[Si6O18][BO3]3(OH,F)4或寫成通式: NaR3Al6[Si6O18][BO3]3(OH,F)4。

    【化學組成】 電氣石是一種硼硅酸鹽礦物,即除硅氧骨干外,還有[BO3]絡陰離子團。其中Na+可局部被K+和Ca2+代替,(OH)-可被F-代替,但沒有Al3+代替Si4+現象。R位置類質同像廣泛,主要有4個端員成分,即: 鎂電氣石 (Dravite)R=Mg; 黑電氣石(Schorl):R=Fe; 鋰電氣石(Elbaite):R=Li+Al; 鈉錳電氣石(Tsilaisit)R=Mn。

    鎂電氣石—黑電氣石之間以及黑電氣石—鋰電氣石之間形成兩個完全類質同像系列,鎂電氣石和鋰電氣石之間為不完全的類質同像。Fe3+或Cr3+也可以進入R的位置,鉻電氣石中Cr2O3可達10.86%。

    【晶體結構】三方晶系; -R3m;a0=1.584~1.603 nm,c0=0.709~0.722 nm;Z=3。電氣石晶體結構基本特點為[SiO4]四面體組成復三方環。B配位數為3,組成平面三角形;Mg配位數為6(其中有兩個是OH-),組成八面體,與[BO3]共氧相連。在[SiO4]四面體的復三方環上方的空隙中有配位數為9的一價陽離子Na+分布。之間以[AlO5(OH)]八面體相聯結。

    電氣石釋放空氣負離子功能及應用 溫度和壓力變化引起的電氣石晶體之間的電勢差,能夠使其周圍空氣中的水分子發生微弱的電解作用;4H2O電解OH→H+,氫離子由電氣石電極之間的微弱電流中得到電子;2H++2e→H2↑,氫氧根離子與水分子結合形成空氣負離子:OH-+nH2O→O-H(H2O)n-[14]。

    根據大地測量學和地理物理學國際聯盟大氣聯合委員會采用的理論,空氣負離子的分子式是O2(H2O)n。

    負離子的生物效應有:1使氧自由基無毒化;2使體液呈弱堿性;3使空氣質量得到改善;4負離子對促進健康的直接效應;5負離子對人體各系統的直接生理效應;6負離子對疾病有輔助治療和康復作用??諝庳撾x子的作用已被廣大醫學界所認同,除了有益人體健康之外,還具有殺菌、除塵、除臭作用。電氣石釋放負離子不耗能,不產生臭氧和活性氧,是理想的綠色環保材料,目前國內外對電氣石的開發研究已經取得了一定的進展。

    韓躍新等通過對黑電氣石釋放負離子特性研究得到以下結論:黑電氣石釋放負離子嘗試較高,塊狀平均最大值可達18625個cm3、超細粉平均最大值可達25600個cm3,黑電氣石釋放負離子濃度相當于海濱、瀑布、森林的負離子嘗試。河北工大梁金生等人應用溶膠-凝膠技術在天然電氣石礦物粉表面生成高效TiO2光催化劑,制成了具有環境凈化和健康功能的新型復合材料,在電氣石自身電場對TiO2晶體生長的影響下,TiO2在電氣石微粒表面形成了以微孔空心球和空心半球的平均粒徑為2um,應用此種技術制得的電氣石-TiO2復合薄膜具有較高的光催化活性。


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