背景及概述^[1][2][3]

自然界中天然硅酸鹽礦物約占地殼質(zhì)量的95%，硅酸鎂中硅、鎂兩種骨架元素的結(jié)合，形成了一系列不同硅鎂比、不同結(jié)構(gòu)的硅酸鎂礦物，如蛇紋石 (Chrysotile，Mg₃Si₂O₅ (OH )₄ )、滑石 (Talc，Mg₃Si₄O₁₀ (OH)₂)、海 泡 石 (Sepiolite，Mg₉Si₁₂ O₃₀(OH)₄ ·6H₂O)、凹凸棒石 (坡僂石) (Attapulgite，Mg₅Si8O₂₀(OH) ₂ (OH₂) ₄ ·4H₂O)、橄欖石( Forsterite，Mg₂SiO₄ )、透輝石( Diopside，CaMgSi₂O₆ )、膨潤土(Bentonite，(Al₂，Mg₃ ) Si₄O₁₀ OH₂·nH₂O) 等。

這些硅酸鎂礦物被廣泛的應(yīng)用于吸附劑、脫色劑、耐火材料等，這表明“MgO - SiO2-H2O” 體系中“MgO”與“SiO2” 結(jié)合的復(fù)雜性與多樣性，為制備硅酸鎂提供了理論基礎(chǔ)。人工合成的硅酸鎂主要是三硅酸鎂、六硅酸鎂以及鎂硅和其他金屬的復(fù)合鹽類、硅酸鎂鋁、硅酸鎂鋰等。盡管已有的幾種硅酸鎂作為吸附劑用于物質(zhì)的精制提純，吸附脫色等得到廣泛應(yīng)用；鎂硅比、鎂源對產(chǎn)物吸附性質(zhì)具有明顯影響。

應(yīng)用^[1]

在 19 世紀 90 年代初，硅酸鎂主要用作防火保溫材料。在 1000 ℃～1200 ℃ 的火焰中燃燒 1 h，材料無著火痕跡，質(zhì)量、性能也不發(fā)生改變。目前硅酸鎂的大規(guī)模應(yīng)用主要是作為有機物精制的吸附劑。利用水玻璃和鎂鹽制備的硅酸鎂作為有機化合物的吸附劑—用硅酸鎂對 3' 異氰酸酯，3'硫氰酸酯和 N － 苯基 － 氨基丙基硅的吸附作為指標評價硅酸鎂的吸附性能。硅酸鎂對于吸附脫除食用油中的極性物質(zhì)也表現(xiàn)出良好的效果。

1）聚醚精制

聚醚多元醇的精制加工中需用到一些堿金屬離子催化劑，對于殘留的催化劑的去除和后處理過程一直是個困擾聚醚行業(yè)的一個問題。它決定了成品聚醚的水分、酸值、K + 、Na + 含量及聚醚色度等重要指標。在聚醚多元醇生產(chǎn)過程中最后一道精制工序中，按量加入硅酸鎂處理棕黃色精聚醚，經(jīng)循環(huán)過濾便轉(zhuǎn)成無色透明的油狀液體。它的作用原理是通過硅酸鎂與金屬離子結(jié)合形成較大粒度的復(fù)合鹽的結(jié)晶和在聚醚本體中很小的溶解度來過濾去除，同時也利用其多孔結(jié)構(gòu)以達到脫色除臭效果。

2）煎炸油處理吸附劑、濾油粉

隨著肯德基濾油門事件的平息，合成硅酸鎂作為一種安全、可靠而且有效的煎炸油處理吸附劑的這一事實已被眾人所周知。硅酸鎂中的有效物質(zhì)通過物理和化學(xué)的作用深入到油分子中吸附及分解有害物質(zhì)，全面抑制游離脂肪酸、過氧化酯含量、去除色澤、抑制極性化合物生成、徹底清除異味提供質(zhì)量優(yōu)良的食品。硅酸鎂吸附劑能夠讓煎炸油不再被廢棄，但不只是專門處理廢棄煎炸油的產(chǎn)品。

它應(yīng)該被應(yīng)用于原油次煎炸食品后，以后每一次的煎炸作業(yè)完成后都要使用一種優(yōu)良吸附劑。處理后的油色 澄 清、無異味，完全符合炸油標準和美國FDA＆USDA 標準。此產(chǎn)品適用于炸雞、薯片、蝦條、方便面、果蔬片、花生米等一切煎炸油的處理，廣泛用于食品工業(yè)，國內(nèi)雞塊加工廠、薯片、果蔬片生產(chǎn)廠等一些大型食品企業(yè)也已大量使用。

3）生物柴油精制

硅酸鎂還可以用來處理純化生物柴油，去除脂肪酸、皂化物和其它極性物質(zhì)，對極性化合物( 過剩甲醇、游離甘油、皂化物、單和雙甘油酯、金屬污染物等)也有強吸附性，與傳統(tǒng)的水清洗方式相比，它只需干洗，更節(jié)省了時間，投資，能源以及污水處理的費用。

傳統(tǒng)的水洗生產(chǎn)方法常因存在較高的皂化物容易發(fā)生乳化作用，因此需多次清洗才能達到要求，在這一過程中常常伴隨著分離效果、分離時間等問題而導(dǎo)致生物柴油的質(zhì)量和產(chǎn)量下降，會產(chǎn)生大量的污水影響環(huán)境；而采用吸附法可有效解決生產(chǎn)過程中的這一難題，為生物柴油的生產(chǎn)提供新的解決問題途徑。目前歐美發(fā)達國家在生物柴油的生產(chǎn)過程中已開始應(yīng)用這一技術(shù)和方法，但因吸附劑目前生產(chǎn)成本較高，使其在生產(chǎn)中的應(yīng)用受到限制，開發(fā)價格低廉、效果顯著的吸附劑將推動生物柴油的應(yīng)用和發(fā)展。

其中實用硅酸鎂吸附劑的部分可以實用吸附柱進行，進行再生多次利用。另外，硅酸鎂在吸附脫除重金屬離子方面也表現(xiàn)出良好的性能。將硅酸鎂用于吸附脫除 Cs + ，Co2 + 和 Eu3 + 離子，發(fā)現(xiàn)硅酸鎂對三種離子的吸附性滿足 Eu3 + ＞ Co2 + ＞ Cs + 的關(guān)系，且利用硝酸可以使硅酸鎂脫附再生。硅酸鎂對金屬離子的吸附效果，Co2 + ＞ Cd2 + ＞ Zn2 + ＞ Cu2 + ＞ Cs + ＞ Fe3 + 。硅酸鎂還可以用于脫除水中的鉛和鎘。硅酸鎂的吸附重金屬和其他物質(zhì)的性質(zhì)可以為其凈化精制生物柴油提供更有利的支持，這樣獲得的生物柴油純度更高，能更好的滿足生物柴油的不
同需求。

制備 ^[1-2]

目前，制備硅酸鎂的方法各不相同，并沒有一個系統(tǒng)的制備方法分類。主要制備方法可以分為沉淀法、水熱法和固體熔融法。采用七水硫酸鎂和泡花堿為原料生產(chǎn)出醫(yī)用三硅酸鎂，指標達到中國藥典標準要求。在參考其它硅酸鎂鹽合成方法的基礎(chǔ)上，以氯化鎂和硅酸鈉為原料，摸索出一條易于掌握、經(jīng)濟合理的生產(chǎn)六硅酸鎂的工藝路線。用氯化鎂和硅酸鈉為原料，在 60 ℃ 和不斷攪拌下，將等濃度的兩種原料 1 ∶ 1混合后立即在軟化水中水解。然后加入氨水產(chǎn)生沉淀后陳化過濾、烘干得到硅酸鎂樣品。經(jīng)紅外光譜(IR分析)、X-射線衍射(XRD 衍射分析)和差熱 －熱重實驗分析后得出結(jié)論，這種方法制備的為無定形硅酸鎂: 

利用硫酸鎂和硅酸鈉沉淀法制備出硅酸鎂，用沉淀法制備出性能良好的硅酸鎂。采用水熱法制備出類似天然皂石的硅酸鎂，分子式為Mg₃Si₄O₁₀ (OH)₂·nH₂O，粒徑約 100 nm 。對利用硫酸鎂和硅酸鈉制備無定形硅酸鎂進行了系統(tǒng)探討，并對硅酸鎂的物理化學(xué)性質(zhì)和表面形態(tài)進行了深入研究。將氧化鎂和二氧化硅放入坩堝中微波加熱到1 000 ℃ 后在1 570 ℃微波加熱 3 h 使氧化鎂和二氧化硅熔融，然后1570 ℃保溫 20 min 后自然冷卻至室溫制得純斜頑火石相的 MgSiO3。

主要參考資料

[1] 硅酸鎂材料及其應(yīng)用

[2] 陳淑英. 六硅酸鎂的合成工藝研究[J]. 四川化工與腐蝕控制, 2000, 3(5): 3-6.

[3] 張麗麗, 王海增, 楊華, 等. 硅鎂膠的合成與吸附性能[J]. 鹽業(yè)與化工, 2011, 40(3): 15-18.