電氣石應用于水處理 .
1品用電氣石吸附水中重金屬離子 電氣石具有高的機械化學穩(wěn)定性,不溶于酸,將電氣石晶體置于待處理廢水中,電氣石晶體表面會吸附水中重金屬離子并形成沉淀,使水中重金屬離子濃度降低且遠低于國標(GB8978-88)規(guī)定值,通過水流攪動很容易使形成的沉淀脫離電氣石表面,電氣石可反復使用。電氣石對廢水中重金屬離子的去除率能達到99%,去除率的高低與電氣石的粒度、用量、被處理水的pH值、溫度及反應時間有關。電氣石對含重金屬離子廢水的凈化原理與沸石、蒙脫石等不同,它是通過其晶體表面靜電場將重金屬離子吸附到晶體負極,使局部重金屬離子濃度增高,與電氣石表面羥基離解而產(chǎn)生的OH-發(fā)生反應,形成各種沉淀或堿式鹽析出。當溶液中各種離子濃度達到平衡時,反應不再繼續(xù),因此不會存在處理過度的問題,也不會有負作用;而有益的K+、Na+等則不會發(fā)生沉淀,保持了自然界的平衡關系,且不產(chǎn)生二次污染,體現(xiàn)了天然自凈化的特點。
2 電氣石用于凈化水中界面 自來水管中的管壁與水的界面常常生成并附著了一層腐蝕物,使自來水受到二次污染。為了消除污染,傳統(tǒng)做法是在水中加入化學試劑即表面活性劑來清洗水中界面的腐蝕層。這樣做一是要花費用購買設備及化學品,二是處理后廢水對環(huán)境有不良影響。電氣石顆粒周圍存在靜電場,在與水接觸瞬間可將水電解,產(chǎn)生H3O3-,并使水呈弱堿性。當水管壁金屬M與堿性水接觸時,形成M(OH)n化合物,管壁金屬被鈍化,且由于水中弱堿環(huán)境,這種鈍化狀態(tài)得以保持,從而防止管道生銹、結垢。用電氣石凈化水中界面界面較傳統(tǒng)做法成本低且無污染產(chǎn)生,可廣泛用于自來水廠、樓頂水箱、輸水管道等各種輸水、存水裝置。
3電氣石用于水活化 平常人們飲用的水中,由于氫鍵作用,水分被締合成大分子團(通常有36~37個水分子),導致水分的活性降低和老化,即使是純凈水,也只解決了水污染問題,而沒有解決水退化問題。老化試驗的水功能較差,不能使人體得到較強的活力。用電氣石經(jīng)燒結制成陶瓷來處理飲用水,由于其發(fā)射遠紅外線與水中氫鍵共振,可將大分子團的氫鍵切斷,經(jīng)核磁共振檢測,水分子團變小到6~8個水分子。不的分子團越小,水能量越高,其滲透力、溶解力、代謝力就越強,即水分子被除數(shù)活化。
4電氣石用于保健與環(huán)保功能性紡織品 經(jīng)紅外發(fā)射率測定,電氣石在常溫下能發(fā)射波長4~14um,發(fā)射率在0.92以上的遠紅外線。電氣石的這種功能與其電學性質有關,電氣石同時具有顯著的壓電性與熱性,即使在常溫下,一旦環(huán)境壓力或溫度發(fā)生微弱變化,其內部分子即振動增強,偶極矩發(fā)生變化,即熱運動使極性分子激發(fā)到更高的能級,當它向下躍遷時,就把多余的能量以光子的形式被帶走。因此,電氣石向外界發(fā)射紅外線的動力來自于外界環(huán)境溫度與壓力的變化,該過程的本質是電氣石與環(huán)境之間發(fā)生的能量交換過程。將電氣石用于紡織品,其發(fā)射遠紅外線與釋放負離子兩種功能協(xié)同作用比單一功能更激發(fā)人體細胞的活性,促進人體血液循環(huán)及新陳代謝,是理想的保健功能材料,可制成保健內衣、健康寢具等產(chǎn)品。
電氣石應用于紡織品的關鍵技術在于電氣石超細粉的制備與表面改性。研究表明,電氣石的自發(fā)極化效應引起的電氣石顆粒沿著C軸兩端的靜電壓,隨著粒徑減少而增大。通過超細技術將電氣石加工到微米直至亞微米級,可極大提高電氣石顆粒的表面活性,從而獲得較強的釋放負離子與發(fā)射遠紅外線的保健功能。另一方面,為了紡絲工藝的質量不受影響,作為雜質摻入的電氣石顆粒粒徑必需足夠細且需經(jīng)過表面改性。 含電氣石的紡織品還可制成窗簾、沙發(fā)套等軟裝潢材料,其釋放的負離子可發(fā)揮環(huán)保功能。
根據(jù)大地測量學和地理物理學國際聯(lián)盟大氣聯(lián)合委員會采用的理論,空氣負離子的分子式是O2-(H2O)n,,或OH-(H2O)n,或CO4-(H2O)n。這里所說具有環(huán)保功能的空氣負離子主要指前兩種小分子負離子??諝庳撾x子能還原來自大氣的污染物質、氮氧化物、香煙等產(chǎn)生的活性氧(氧自由基)、減少過多活性氧對人體的危害;中和帶正電的空氣飄塵無電荷后沉降,使空氣得到凈化。電氣石是永久性釋放負離子的天然礦物材料,與人工獲得負離子的方法相比,電氣石釋放負離子不耗能,不產(chǎn)生臭氧和活性氧,制成軟裝潢紡織品,可改善室內小環(huán)境的空氣質量,是理想的綠色環(huán)保材料。電氣石永久釋放負離子的機理目前有幾種解釋,其中之一是歸因于電氣石對水的電解作用: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→OH-(H2O)n根據(jù)這種理論,電氣石釋放負離子的濃度與其自發(fā)極化效應強弱有關,必要條件是空氣中的水分。