埃洛石纳米管的应用研究现状

第24卷第2/3期2012年3月

化学进展

PROGRESSINCHEMISTRY

Vol．24No．2/3

Mar．2012

埃洛石纳米管的应用研究现状

马

智

*

王金叶高祥丁彤秦永宁

（天津大学化工学院催化科学与工程系

摘

要

天津300072）

埃洛石纳米管是一种新型的纳米材料，价廉易得且具有优异的性能，目前对它的研究是国际材

料领域的前沿和热点，与碳纳米管相比它具有独特的结构特点和明显的资源优势。本篇综述回顾了埃洛石纳米管的应用研究进展，扼要介绍了埃洛石纳米管的化学组成及晶体结构。埃洛石纳米管的功能与其结构特点息息相关，文章以它对水、甲醇、乙醇等氢键流体的输运性能、对燃料气体的储存容纳、对药物大分子微浅谈它在物质吸附、储存、输运方面的应用；以它作为重油催化裂胶囊包裹以及作为治理环境吸附剂等为例，

化的催化剂和酶及金属氧化物的催化剂载体为例，浅谈在催化方面的应用。最后，对高岭土资源的有效开发利用以及埃洛石纳米管应用研究领域的未来方向提出了一些设想。

关键词

埃洛石纳米管

吸附

缓释

催化剂

催化剂载体

281X（2012）02/3-0275-09文章编号：1005-中图分类号：O613.71；TB383

文献标识码：A

ApplicationofHalloysiteNanotubes

MaZhi*

WangJinye

GaoXiang

DingTong

QinYongning

（DepartmentofCatalysisScienceandTechnology，CollegeofChemicalEngineeringand

Technology，TianjinUniversity，Tianjin300072，China）

Abstract

Halloysitenano-particleshaverecentlybecomethesubjectofresearchattentionasanewtypeof

material．Halloysitenanotubes（HNTs）arereadilyobtainableandaremuchcheaperthanothernano-particlessuchascarbonnanotubes（CNTs）．Moreimportantly，theuniquecrystalstructureofHNTsnotonlyresemblesthatofCNTsintermsofaspectratio，butalsohasahighlyorderedstructurewithaluminolgroupsboundintheinnersurfaceandsilanolgroupsontheexternalsurface．ConsequentlyHNTsnotonlyhavepotentialasadditiveforenhancingthemechanicalperformanceofpolymersbutalsomakethemattractivecandidatesforavarietyofpotentialapplications，includingmolecularadsorption，molecularencapsulation，storageandtransport，catalystorcatalystsupportinchemicalreactions．Thisreviewsummarizestheextensivebutscatteredliteratureonhalloysitenanotubes’application，fromitscrystalstructure，chemicalandcharacteristicofmorphological，toitsadsorption，transportandcatalysisreactivity，involvingthevariousvaluableprospects．Finally，thefuturetrendsandprospectsinthedevelopmentofapplicationresearchofHNTsarehighlighted．

Keywords

halloysitenanotubes；adsorption；controlled-release；catalyst；catalystsupport

33.13.2

Adsorption，storageandtransportpropertiesofHNTs

Transportpropertiesofhydrogen-bondingliquidssuchaswater，methanolandethanol

AdsorptionstoragepropertiesoffuelgasCH4，

Contents

12

Introduction

Chemicalcompositionandcrystallinestructureofhalloysitenanotubes

收稿：2011年6月，收修改稿：2011年9月*Correspondingauthor

e-mail：mazhi@tju．edu．cn

H2onHNTs3.33.444.14.24.356

HNTsasthesupportfordrugsorbioactivemolecules

HNTsassorbentsforcontaminantsandpollutantsHNTsusedascatalystorcatalystsupportAcidcatalystEnzymaticcarrier

ThesupportofthecatalystmetalcomplexesSomeotherpropertiesofHNTsOutlook

在一起，复合材料不仅具有陶金属与HNTs“焊接”

瓷的耐高温特性，而且具有金属材料的导电性，具有化学及物理学性能，可用于电子制造及特殊的电学、

高科技陶瓷复合材料的制备；此外，将不同功能的官在不改变材料物理性能的能团嫁接到HNTs表面，

前提下进行表面化学修饰，以实现预期的表面界面结合。

——基于以上优势，本文对这种新兴材料—HNTs，包括物化性质、晶体结构以及大量的基础应对HNTs的吸附、储存、输运用研究现状做了综述，

性能，以及催化剂及催化剂载体做了详细论述，此外将其他性能做了一一列举，并展望了其将来的应用前景。

1引言

2008年美国的NaturalNano公司实现了添加

5%—13%的埃洛石纳米管（halloysitenanotubes，缩该复合材料写HNTs）功能聚丙烯（PP）的中试生产，

拉伸强度及冲击强度都有了显著的提的弯曲性能、

高。推测HNTs对PP的增强作用与其较高的长径通过氢键作用或者比和独特的表面化学性质有关，

电荷转移链接成的无机网络或聚合体能够转移部分压力，同时独特的结晶行为也是导致复合纳米材料HNTs也是PP的机械性能提高的重要原因，此外，有效阻燃剂。从此引发了人们对HNTs的重新重研究发现，它不仅具有优良的材料加强性能视，

等方面具有优良的性能。

在物质储存输运方面，碳纳米管被认为是最有发展前景的功能材料，高强度碳纳米管可以用来制作高通量、高选择性的膜

［12，13］

［1］

2HNTs的化学组成及晶体结构

埃洛石是1∶1二八面体高岭土系矿物，结构和

化学组成与高岭石、地开石、珍珠石非常相似，埃洛石区别于高岭石的主要性质是水化程度和层间含水虽然球形、片状的也有报道量不同，

普遍的形貌是管状结构曲成管。Berthier

［17］

［14，16］

［15］

，但该矿物最

，铝氧八面体层与硅氧

四面体层之间的空间不相匹配位错促使片状晶体卷

于1826年首次对HNTs进行报

道，这种由无机晶体发生弯曲形成纳米管首次由Pauling［18］于1930年预测，而其结构在19世纪50年代由科学家大量报道分布在中国

［24］

［19—22］

［23］

，，它储量丰富主要

［25］［26］

、法国和新西兰等国。HNTs

，

而且在物质吸附、存储、输运、催化以及电化学、储能

是形态完整的中空管状结构，不封端、无卷曲破裂或套管现象，为天然多孔纳米晶体材料

［27］

，可在养料、药物供给。HNTs与

系统与细胞之间形成圆筒形的渠道，输送肽、蛋白

［2—5］

，质、质粒DNA或寡核苷酸等物质然而碳纳米［6］

管管径一般在2—20nm，大分子的物质进入比较

晶体结构如图1所高岭石相比表面羟基密度较小，

Al∶Si为1∶1，示，管内侧Al—OH基团，管边缘为Al—OH和Si—OH基团，通过傅里叶变换红外光谱证明HNTs外表面基团主要以O—Si—O存在（ca．1030cm－1）［11］。HNTs随着脱水的进行d001由10变为7，且这个过程不可逆。HNTs与高岭土有相化学式可以表示为Al2Si2O5（OH）4·似的化学组成，

nH2O，n等于0和2，分别代表脱水HNTs和水化

29，30］

HNTs［27，，因土层的不同管长的大致范围是［28］500—1000nm，。管内径15—100nm

困难。目前虽然已有厘米级的碳纳米管出现

［7，8］

，

然而其制备成本较高，在实际应用中仍存在成本上的问题。因此，开发高效低成本的新型纳米管状材料替代碳纳米管是当前的热点。

相比碳纳米管光滑的内表面及均匀的孔结构，HNTs纳米管的内表面不是很均匀，存在宽窄周期变化的区域，具有独特的结构特点，如表面羟基的亲水性、表面可有机功能化及在极性溶剂中的易分散性等。HNTs是一种硅铝酸盐

［9］

Guimares等［31］采用电荷自洽密度泛函紧束缚（SCC－DFTB）方法系统地计算了单壁HNT的结构模型（如图2所示），研究了单壁HNT的稳定性、电学和机械性能，主要计算了HNT的结构特征、应变杨氏模量和能带隙等。分析得出HNT的应变能能、

较碳纳米管大，管内壁带正电荷，管外壁带微弱的负

，管内壁是铝氧八

外壁是硅氧四面体层，内表面基团是面体层，

［10，11］

Al—OH，。Al—OH外表面则是O—Si—O基团

的存在使得该纳米管有望成为优良的梯度材料，可以与许多物质链接在一起，改性效果明显，比如，将

电，等电点大约在pH=3附近，为绝缘体。虽然

［32］HNTs没有CNTs坚硬，、GaS［33］但与丝状铝英石

在不的自扩散实验以及分子动力学模拟已被研究，同的吸附量、管尺寸以及化学功能的纳米管中，扩散

－5－2

cm2/s。Striolo［75］研从10—10系数变化很大，

和温石棉纳米管

［34］

的杨氏模量在一个数量级，说明

HNTs是一种很好的力学材料

。究发现，碳纳米管表面被氧化的位点对水分子的扩

［70］

经Zang等计算硅铝纳米管的扩散散是不利的，

系数与部分氧化碳纳米管的扩散系数在同一个数量

－52

级，大小约为10cm/s。与分子筛（扩散系数为

10－6—10－8cm2/s）［77］相比，水分子在硅铝纳米管中推测可能与较大的孔径以及金属元素的扩散更快，

图1Fig．1

HNTs的晶体结构

［35］

与水分子的强大作用力等因素有关

［78］

。

Crystallinestructureofhalloysitenanotubes［35

］

80］

Mukherjeei等［79，采用化学合成的方法制备出

管径可控的SiAl/GeAl纳米管，他们发现锗元素部分替代硅元素的GeAl纳米管管径较SiAl纳米管的更大。Zang等

［70］

通过模拟计算发现纳米管的管径

水分子在GeAl纳对管内分子的输运有重要的影响，

这是由于孔米管中的自扩散系数有了大幅的提高，

径的增大，使得在距离管轴7以内的水分子与体相水分子具有几乎相同的氢键数（如图3所示）。同样的吸水量，水分子在GeAl纳米管内主要集中在扩散能力与体相水相当，而在SiAl纳米管管中部，

内则位于近壁区。由此可知HNTs具有较大的孔径

图2Fig．2

单壁HNT的结构与截面图

［36］

以及较大的内表面极性，在分子输运以及亲油亲水分子之间的分离方面具有潜在的应用前景

。

Structureofhalloysitemonolayerandcrosssection

viewsofHNT［36］

3

3.1

HNTs的吸附、储存、输运性能

CH3OH、C2H5OH等氢键流体的输运对H2O、

通过对金属氧化物纳米管中的流体输运现象研

来开发分子储存、分离、运输装置以及传感器等究，

具有非常大的潜在价值。金属氧化物纳米管之所以精确可控的直径受欢迎是因为它具有稳定的结构、

和管长、表面悬空基团以及可以功能化的内表面，因此它具有吸附选择性和输运可调控性。然而目前还没有对HNTs分子输运动力学模拟以及实验研究的作者对与之非常类似的一种硅铝纳米管相应报道，

Imogolitenanotubes［71］的输运性能做一综述，以示启发。Zang等

［70］

图3线

［70］

每一个水分子与其他水分子形成的氢键数对水分

子在SiAl纳米管与GeAl纳米管内的径向位置的关系曲Fig．3water's

Numberofhydrogenbondsformedperwaterradial

position

in

aluminosilicate

and

moleculewithotherwatermoleculesasafunctionofthealuminogermanateNTs［70］

采用分子动力学模拟研究了H2O、

CH3OH、C2H5OH等氢键流体在单壁硅铝氧化物纳研究发现这三种物质的自扩散米管中的输运性质，

系数随着负载量的增加而降低，在低吸附量自扩散系数比体相扩散系数大，该研究为硅铝纳米管在分子输运方面的应用提供了理论可能性。

水分子在碳纳米管

［72—75］

3.2

H2等燃料气体的吸附储存对CH4、

HNTs在新能源储存领域也显示了独特的性

能，其表面极性较强对许多分子都具有较强的吸附较高的比表面积及内表面能力。独特的管状结构、

较大的极性，对储氢研究极为有利，通过简单的物化

和氮化硼纳米管

［78］

中

·278·化学进展

［39］

第24卷

处理，有望制备一种新型、廉价储能材料，具有较好的应用前景。埃洛石与多孔活性炭、碳纳米管等多具有资源丰富、生产成本低廉、储孔储氢材料相比，

氢容量高等无可比拟的优势，具有较好的开发应用

［81］

。目前国内报道的最大储氢量为2.8wt%前景，

容易回收再生类有很高的吸附能力，。此外，

［40］

HNTs作为无毒安全、吸附能力较强以及廉价易得的一种吸附剂可以用于水和大气的治理。Lu等认为HNTs有望用于水和大气污染物的分解和消除。Kilislioglu和Bilgin发现HNTs可以吸附水中的对吸附机理和动力学也做了研究，结果显污染物铀，

在高温下更容易进示吸附反应是吸热的过程，行

［41］

通过对微孔/介孔结构的控制以及表面改性可以获HNTs有望成为一种多功能吸得更强的吸附能力，附剂。Ohashi等

［82］

研究了合成硅铝纳米管对甲烷。在大气治理方面，据报道有一种含有机物、

研究发现储存能力为50.6mg/ml，而的存储能力，

在同样的温度与压强条件下高压储存量只有28mg/ml。HNTs有望成为高储量储综合前人研究，能材料，将对天然气及氢能源的利用产生深远影响。3.3

作为生物大分子、药物的载体

HNTs可以将目标生物大分子或药物分子储存并靶向定量运输。为了防止药物发生化学或酶降增加水溶解性，降低溶出率并实现耙向释放，将解，

药物分子包裹在微米或纳米颗粒系统中具有战略意义。在众多的纳米材料中，黏土矿粒子分散度在亚微米级，并且有较好的生物相容性，具有较大表面积和较高的包容量子

［44，45］

［46］

膨润土和HNTs的新型生物过滤池能够有效地消除灰尘和空气中的内毒工业孵化场潜在病源菌、素

［42，43］

。

4HNTs作为催化剂及催化剂载体

HNTs被广泛的应用于催化行业［95—104］。HNTs

表面羟基在特定的条件下可以提供酸性活性位点，可以催化石油裂化、直链脂肪酸与醇的酯化反应等。HNTs被用作催化剂的载体，此外，这是因为纳米级管腔结构可以将催化剂固定在表面或管内部，制得活性和选择性都很好的催化剂，设定尺寸的管径只这样反应物分子的允许特定大小的分子进入管内，

一部分穿透管与活性位点接触，实现择形催化；另一个重要的原因是负载催化剂的纳米管腔结构对反应物的扩散阻碍较小，有利于反应速度的提高。HNTs的活性及离子交换能力都较大，所以它是一种非常比如作为酶以及金属复有发展潜力的催化剂载体，合物的载体。4.1

酸催化剂

特别是石油炼制近几年HNTs被用作催化剂，

Rong和Xiao［83］研究了其在重油催化裂化方工业，

并且证明其反应活性大于高岭石。他们面的活性，

对新鲜纯净的三个不同产地高岭土系矿物的催化裂BET比表面化活性作了比较研究：微反应活性评价、

积测定以及化学组成分析等，结果如表1所示。从表中可以看出，催化剂的催化活性不是随着比表面积的增加而增加，而200—460℃的热重分析，表明三个样品的脱氢率分别为29.3%，10.7%和0.06%，符合微反应活性的结果。在本催化反应中，L酸位B酸位起着很重要的作用，在反应温度

+

460℃下，H+与残余的羟基形羟基被破坏生成H，

。HNTs作为一种微囊法储存的

天然工具，可以控制释放亲水性和亲油性药物分

。Viseras等将HNTs作为5-氨基水杨酸的。同时，HNTs作为理想的载体，可以载入药

［57—69］

实现了消炎药5-氨基水杨酸在大肠中的靶向载体，释放

［47］

实现药物、生物活性分子或其物或者其他化学物质，他添加剂的缓释或控释剂和化妆品等

［50—56］

；作成胶囊状封装油漆

的添加剂、润滑油添加剂、除草剂、驱虫剂、食品添加

，达到控制释放或持续释放的目

的。Shchukin等研制成一种新型的缓蚀涂料，将腔内充有缓蚀剂的HNTs添加到涂料里缓慢释放，延长了涂料的寿命3.4

［48，49］

。

对污染物的吸附处理

HNTs是一种具有中空管腔结构的纳米级多孔

材料，较大的比表面积以及表面羟基赋予了它强大的吸附能力，同时HNTs具有较大的阳离子交换容量，因此表面改性效果明显，可以嫁接具有特殊功能的物质以实现预期吸附目标。比如，作为污染物的Zhao和Liu［37］对水溶液中的阳离子染料亚吸附剂，

甲基蓝做了吸附处理，效果很好。Liu等

［38］

用HNTs

吸附去除水溶液中的阳离子染料甲基紫，取得很好并得出吸附过程是自发放热的。表面活性的效果，

剂十六烷基三甲基溴化铵（CTAB）修饰HNTs形成新的吸附剂，红外和热重分析显示季铵盐阳离子成功地嫁接到HNTs的表面，修饰后的HNTs对铬酸盐

5配位形成L成B酸位，铝离子从6配位转变为4、酸位，而这些酸位中的一部分正是反应的活性位点。因此越容易形成上述酸位反应活性就越强。不同的矿物虽有大致相同的化学组成但它们有不同的羟基这就决定了它们的催化活性有很大的不同，地结构，

开石的羟基与相邻层氧原子形成较强的氢键；而高岭石的表面羟基与层间氧原子形成相对较弱的氢键；埃洛石的表面羟基则与层间水分子形成非常弱的氢键，没有与相邻层的氧原子形成氢键。在催化容易形成氢键的反而不容易形成L酸裂化温度下，

位B酸位，因此反应活性大小顺序为埃洛石＞高岭石＞地开石。

表1

纯化后样品的性质

［83］

说明该固定化酶的保存期也得到延持在90%以上，

长；经过7次循环使用仍有55%的活性，说明HNTs固定化酶可以循环再利用。HNTs的内表面在pH低于8.5时带正电荷，有利于带负电荷的大分子的负载吸附。而α-淀粉酶和脲酶的等电点分别为pH=4.6和pH=6［89］，因此这两种酶在固定化过程中（pH=6）都带负电荷，通过离子吸附作用结合在一起

［90］

，他们推测其吸附机理如图4所示

。

Table1

sample

Thepropertiesofthepurifiedsamples［83］

purifiedK1purifiedK2halloysite46.7639.1289.461.9

kaolinite（70%）

halloysite（30%）46.5439.5441.124.3

purifiedK3dickite46.8039.679.07.0

mineralcompositionSiO2（wt%）Al2O3（wt%）specificsurfacearea（m2/g）

specificsurfacearea（calcinedat800℃）（m2/g）

retentionofspecificsurfacearea（%）micro-reactionactivity（%）

图4Fig．4

酶的固定化过程

［90］

Schematicillustrationofimmobilizationofenzymes

69.1824

59.1213.4

77.780

onHNTs［90］

4.3催化剂金属复合物的载体

金属卟啉类与载体的连接方式有很多种，不同

HNTs还可以被用来催化酯化反应，具有再生daCostaZatta等［84］用HNTs催化甲醇、容易的优点，

乙醇与月桂酸的酯化反应，在HNTs的催化作用下转化率最高分别可达到95.02%和87.11%，超过没使用HNTs时的热转化转化率75.61%和59.86%。4.2

酶催化载体

可在很多领域使用，如酶是纳米级生物催化剂，

环保、制药和酶催化等。制约酶应用的是使用寿命短、回收和循环再生困难，其中固定化酶可以解决这些问题，在研究中除了固定化方法外，载体的选择也是非常重要的。与有机载体相比无机载体具有较大的稳定性、不溶于有机溶剂、抗微生物侵袭以及易再生处理等优点。传统的无机材料，如分子筛滑石

［87］

［86］

的连接模式产生不同的选择性，可以固定在表面或管内部。Machado等

［91］

分别研究了表面固定金属

阳/阴离子卟啉类的HNTs新型材料在有机物选择性氧化过程中的催化活性。高压和搅拌回流条件都可以将金属卟啉类固定在HNTs上，阳离子铁（Ⅲ）卟啉和阴离子铁（Ⅲ）卟啉都可以达到100%的固定率，但是中性铁（Ⅲ）卟啉几乎不能固定，证明HNTs的表面电荷与金属卟啉类的极性基团之间的相互作制得的催化剂用于环用是发生固定化作用的条件，

辛烯、环己烷、正庚烷的选择氧化。使用亚碘酰苯（PhIO）作为氧供体，从表2可以看到醇酮比增大，选择性显著增大，同时发现合成高岭石纳米管比天然HNTs更适合作为金属卟啉类的载体，选择性更

［92］

好。此外Liu等采用AgNO3原位还原将直径

和水

，已经有被用作固定化载体，但是由于它们

的直径和表面积很小，制约了大分子进入到微孔表

［86］

，面。如分子筛的孔径在0.5—1.1nm相对分子

10nm左右的纳米银粒子负载到HNTs上，用来催化NaBH4还原对硝基苯酚（4-NP）生成对氨基苯酚（4-AP），发现转化率随着NaBH4浓度的增加而增加。

Barrientos-Ramírez等［94］研究了HNTs作为复合催化剂CuBr-N-氨乙基-γ-氨丙基三甲基硅烷（CuBr/AEAPTS）的载体聚合甲基丙烯酸甲酯（MMA），研究表明CuBr-AEAPTS均相催化与HNTs-CuBr/AEAPTS多相催化相比CuBr-AEAPTS负载到HNTs之后能调控MMA的聚合反应，数均分子量（Mn）随

HNTs纳米管更加适合筛和其他天然材料的缺点，大分子酶的吸附

［85］

。Tierrablanca等［88］将天然纳米

管材料HNTs作为血色素的载体，实现了聚苯胺的使大规模环保地合成聚苯胺成为可能性。合成，

Zhai等［90］采用HNTs为载体，分别对α-淀粉酶和脲酶进行固定，结果表明加热60min后仍保持80%的活性，说明该固定化酶耐高温；保存15天后活性保

着转化率的增加而线性增加，与理论Mn线平行，分子量分布指数PDI降低，转化率得到了的大幅度提分子量分布也得到很好的控制Mw/Mn=1.3。高，

根据红外光谱分析测试推测CuBr/AEAPTS是以物

［94］

，再一理吸附氢键的方式与HNTs相结合在一起

但聚吡咯单体脆性大，工艺性能差，因此复合电性，

导电高分子材料引起了人们的关注。Yang等

［123］

实

先将丙胺嫁接到现了复合超级电容器材料的制备，

HNTs的表面，然后与聚吡咯通过路易斯酸碱作用生成的同轴管状HNTs/聚吡咯超级电结合在一起，

容器在室温下具有很大的电导率，并且在一定范围内随着HNTs加入量的增加，电导率对温度的依赖性逐渐减弱。因此HNTs在电化学方面有很好的应用潜力。

次印证了表面羟基的存在对催化载体的重要性。

表2

在不同的介质中阴离子铁（Ⅲ）卟啉催化亚碘酰苯

CyclohexaneoxidationbyPhIOcatalyzedbyan

（PhIO）氧化环己烷［91］Table2

anioniciron（Ⅲ）porphyrinindifferentmedia［91］

catalystFe-Hallo［Fe（TDFSPP）］Fe-Kao-Hallorawhalloysite

3－

6

run1234

展望

HNTs作为一种廉价易得且结构独特的目前，

alcohol

yield（%）391928trace

ketoneyield（%）37—trace

alcohol/ketone13328—

新型纳米材料，具有无可比拟的优势，但是该领域的研究仍处于初级阶段，也有许多问题需要解决：（1）天然获得的埃洛石矿物本身在很多情况下与其他黏土伴生有许多杂质，纯度并不高，需要进一步纯化，因此限制了其在高科技领域的应用，如果能找到一制得单分散且管径可控的高岭土系硅种合成方法，

铝纳米管，将会有非常大的实用价值和应用前景。（2）从我国的高岭土资源分布来看，管状结构的埃洛石大多分布在南方多雨地带经风化形成，而在北生产高档陶瓷的原方储量最多的则是煤系高岭土，

料大多是含有管状晶体结构的高岭土，如果通过不懈的努力能够将煤系高岭土成功地人工转变成管状结构的黏土，那么储量丰富的煤系高岭土将有可能成为生产优质陶瓷的替补原料。（3）除了具有较好HNTs表面具有非常大的可修热学性能外，的力学、

饰空间，有望在新型多功能及功能/结构一体化材料方面得到广泛应用，应该加强其在电子、国防、航空、新材料及新能源领域特殊性能的研究。（4）目前的研究往往只是从现象或结果的角度出发来推测HNTs的性能，应该从HNTs和基体之间相互作用的角度来考虑问题，结合计算机模拟手段及原位技术，研究HNTs和基体的作用机制并阐明内在机理，拓展其应用范围。

参考文献

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Fe-Hallo：［Fe（TDFSPP）］immobilizedonrawhalloysitebymeansofthepressurizedmethod．［Fe（TDFSPP）］3－：homogeneouscatalysis．Fe-Kao-Hallo：［Fe（TDFSPP）］immobilizedonsynthetichalloysite-likenanotubes［93］

5HNTs的一些其他性能研究

纳米管反应器在近十几年很受关注，然而高成

本与复杂的制备过程限制了它的广泛应用。基于其HNTs被用作纳米反应器制备纳米纳米管状结构，

粒子或纳米线。如Luca和Thomson

［105］

将苯胺在

HNTs的管内聚合得到了聚苯胺。另外，HNTs作为纳米反应器或纳米模板可以制备纳米颗粒、纳米线、纳米涂层等

［107—115］

，如在HNTs中以蔗糖为前驱体

比表面积很大的介孔材经聚合碳化制备出孔容、

——多孔碳，料—此过程比通过高温碳化制备过程简单且成本低的多

［106］

。合成分子筛有均匀的孔结构

和较大的表面积，与天然的分子筛相比具有较大的石棉、偏高岭土、纤吸附能力。有研究者用粉煤灰、

维蛇纹石和米糠等合成分子筛，但是这些研究大多有以下缺点：转变时间长、合成温度高、产物纯度低等，限制了分子筛的应用，因此高效、廉价地合成高吸附容量的分子筛一直是难题

+

［117—122］

。Zhao等［116］

首次采用HNTs为原料水热合成高度有序的立方型分子筛，用于废水中NH4的吸附，取得很好的效果，与其他吸附剂相比，合成分子筛吸附速度快且吸附HNTs在储存电能方能力强。与碳纳米管相类似，

面也有一定的应用，通常用作超级电容器材料的主金属氧化物和导电聚合物，其中要有3种物质：碳、

聚吡咯作为一种导电高分子有良好的热稳定性和导

第2/3期

12492—12493

马智等埃洛石纳米管的应用研究现状·281·

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402

第24卷

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第2/3期马智等埃洛石纳米管的应用研究现状·283·

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MesoporousMater．，2009，122：275—282

［119］JuanR，HernandezS，AndresJM，RuizC．J．Hazard．Mater．，

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HZ．MicroporousMesoporousMater．，2008，116：548—554

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