1、.：.；電氣石的環境功能屬性及運用研討動態 級別：0 發布時間：2021-04-23 10時 來源：121.29.238 HYPERLINK fzxm/2007member/?url=2_trade.php t _blank 我也要發布 電氣石(Tourmaline)是電氣石族礦物的總稱，是以含硼為特征的鋁、鈉鐵 鎂 鋰的環狀構造硅酸鹽礦物構造式為Na(Mg，FeMn，Li，AI)3AI6Si6 018BO33(OH，F)4 。根據不同的類質同像可分為鐵電氣，鎂電氣石和鋰電氣石。電氣石晶體構造為三方晶系，對稱型為L3 3P，晶體常呈短柱狀、長柱狀或針狀，柱面有縱紋，橫斷面呈粒球面三角形，集合體

2、呈針狀纖維狀或放射狀有時呈粒狀或隱晶質塊狀，顏色隨成分而異，有黑色(含Fe)紅色(富含Mn、Li、Cs)、褐黃色(含Cr)，無色透明的少見；玻璃光澤，硬度77.5，無解理，密度2.93.5g/cm3 ，具有熱電性與壓電性。 電氣石作為一種新型的工業礦物，在環保、電子、*、化工、輕工、建材等領域，由于礦物獨特的性頃及產品的高附加值，遭到世界各國的普遍注重。 1 電氣石的自發極化效應 1989年，日本學者Kubo發現并提出電氣行具有永久性自發極化效應。電氣石晶體在沿其三次對稱軸的兩端會積聚一定量的異性電荷產生異性兩極；Voigt檢測了室溫下電氣石晶體的自發極化值，得到Ps=0.01lMCcm2。普

3、通以為極化電荷的產生是由電氣石具有的熱電性和壓電性引起的。當電氣石晶體所處環境溫度與壓力變化時,晶體中帶電粒子之間發生相對位移，正負電荷中心發生分別，晶體的總電矩發生變化，從而導致極化電荷產生。電氣石的自發極化效應表現為，在電氣石晶體周圍存在著以 C 軸軸面為兩極的靜電場，場強E0=PS/20據Voigt給出的 PS值，得到E0=6.2 l06V/m。當電氣石鼎粒很小時，電氣石微粒的作用相當于一電偶極子，由于正負電荷作用相互抵消。在平行 C 軸方向電場強度最大，靜電場隨著遠離中心迅速減弱，Er=(23)E0(ar)3，a為電氣石微粒半徑,r為測點距中心的間隔 。由此可知，在電氣石外表十幾微米范

4、圍內存在10104Vm的高場強。電氣石的自發極化效應是永久性的，與其構造和成分親密相關。電氣石晶體構造由Si6O18復三方環、BO3，X-03(OH)三重八面體組成(x為Fe2+ 、Mg2+ ，A13+、Li+ 、Fe3+、Mn2+ )。構成Si6O18復三方環的六個硅氧四面體，角頂指向同一方向，被解釋為其極性存在的本質緣由 。 2 電氣石環境功能屬性及運用 電氣石作為環境功能資料已得到國內外環境科學界的公認，在日本、美國、韓國、中國等國家，電氣石用于居室等小環境的改善已實現了產業化。研討證明：由于自極化效應使得電氣石具有一些環境功能屬性，如在無源條件下可產生負離子；具有遠紅外發射功能，發射率

5、可達09 3；電磁屏蔽功能；調理水的pH值至中性；活化水分子等。這些環境功能屬性使得電氣石具有廣泛的運用。 2.1 電氣石的紅外輻射功能及運用 紅外線是電子波譜的一部分，其波長為0.76l 000m，介于可見光與微波之間。按波長不同又分為近紅外(0.761.50m)、中紅外(1.55.6m)、遠紅外(814m)和超遠紅外(15l 000m)。如前所述，電氣石同時具有顯著的壓電性與熱電性，即使在常溫下，一旦環境壓力或溫度發生微弱變化，其內部分子振動加強，偶極矩發生變化，即熱運動使極性分子激發到更高的能級，當它向下躍遷至較低能級時，就以發射電磁波的方式釋放多余的能量，其他的能量以光子方式被帶走。因

6、此，電氣石向外界發射電磁波的動力于外界環境溫度與壓力的變化，該過程本質上是電氣石與環境之間的能量交換。同濟大學的楊如增、楊滿珍等測試了天然黑色電氣石的紅外輻射特性，測試結果如下表所示。 天然黑色電氣石在復原性氣氛條件下進展熱處置后，可具有比遠紅外陶瓷粉更高的紅外比輻射率值，其紅外輻射峰值與維恩定律具有很好的對應關系，在室溫下峰值輻射波長為9.5m左右。 天然黑色電氣石的強紅外輻射特性已引起人們的廣泛關注。日本已利用天然黑色電氣石開發出一系列科技產品，其中包括化裝品、空氣凈化、防輻射等產品。日本一家公司的一項發明專利是關于電氣石在人造絲纖維中的運用，即人造絲纖維中含有00520，顆粒直徑不超越0

7、.3m的電氣石顆粒。該纖維可以經過促進血液循環有效地加強者體生理機能，詳細過程是將含有電氣石顆粒(均勻分散在其中)的人造絲纖維溶液，紡織成纖維外形，而制得駐極體纖維 。 采用硅烷偶聯劑對電氣石進展改性實驗，改性后的電氣石與EVA、PP、PE等混合加工可以消費多種產品，如具有 EVA 樹脂層的鞋襪資料、具有抗菌性能的電氣石內衣等。日本大和紡織將放射性礦石微粉與遠紅外微粒按一定比例混合后，經整理附著于織物上，開發了“IONINA新產品。這種方法使織物具有負離子和遠紅外雙重效果，其床單產品經運用檢測，證明對被檢測者腦電波中的 波產生抑制，因此對一些慢性病有較好的輔助療效。我國臺灣省工研院化工所與慶祥

8、光波公司，利用納米技術和光波遠紅外原料，共同開發出納米遠紅外紡織品。 在專利US6798982中，研討人員將白云母、電氣石和鑭系元素混合制備成襯墊包裹在電熱線周圍，當電熱線受熱時，遠紅外線和空氣負離子就會從電氣石襯墊中不斷地釋放出來。這種電氣石襯墊具有廣泛的用途。在專利WO2004075986中涉及了一種遠紅外發生器，它由稀有元素和電氣石組合而成，可以有效產生遠紅外線，可以用于人體保健和加熱保暖。中國專利CN1467313中，利用電氣石和纖維合成一種遠紅外功能纖維，電氣石的含量為18，粒度120180nm，這種纖維具有較高的降效應。在專利KR2002090615和KR2002067197中研討

9、人員研制了一種含有電氣石的遠紅外橡膠板和結晶陶瓷，這兩種資料可以有效地釋放遠紅外線，在人體保健、遠紅外加熱方面的應器具有寬廣的前景。我國新疆、內蒙古和云南等地發現了豐富的黑色電氣石資源，雖然寶石級電氣石的首飾運用已有悠久的歷史，但是，對天然黑色電氣石功能的開發運用還只是處在開場認識和少量消費階段，有關電氣石的紅外輻射特性等功能利用與開發的實際研討遠落后于實踐消費。 22 電氣石釋放空氣負離子功能及運用 溫度和壓力變化引起的電氣石晶體之間的電勢差，可以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

10、與水分子結合構成空氣負離子：OH- +nH20 O-H(H2O)n-14。根據大地丈量學和地理物理學國際聯盟大氣結合委員會采用的實際，空氣負離子的分子式是02(H2O)n ，或OH一(H2O)n。負離子的生物效應有：使氧自在基無毒化；使體液呈弱堿性；使空氣質量得到改善；負離子對促進降的直接效應；負離子對人體各系統的直接生理效應；負離子對疾病有輔助治療和康復作用。空氣負離子的作用已被寬廣醫學界所認同，除了有益人體降之外，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，是理想的綠色環保資料， 目前國內外對電氣石的開發研討曾經獲得了一定的進展。 韓躍新等經過對內蒙東部黑電氣石

11、釋放負離子特性研討得到以下結論：黑電氣石釋放負離子濃度較高，塊狀平均最大值可達18 625個cm3 、超細粉平均最大值可達25 600個cm3 ，黑電氣石釋放負離子濃度相當于海濱、瀑布、森林的負離子濃度。 河北工大梁金生等人運用溶膠一凝膠技術在天然電氣石礦物粉外表生成高效TiO2光催化劑，制成了具有環境凈化和降功能的新型復合資料，在電氣石本身電場對TiO2 晶體生長的影響下，TiO 2在電氣石微粒外表構成了以微孔空心球和微孔空心半球構成的微孔空心球簇構造，空心球和空心半球的平均粒徑為2m，運用此種技術制得的電氣石一TiO2 復合薄膜具有較高的光催化活性 。 在一項發明專利(CN1222494A

12、)中專門引見了利用電氣石制陶瓷球的技術。它由電氣石磨成直徑為6140m的微粒，占總分量的398；粘土占總分量的972；加水攪拌后，成型枯燥燒結為直徑550ram的小球。它可以加強飲用水活性或使空氣中負離子添加，可廣泛用于飲用水活化、污水處置、農作物施噴水和凈化空氣各領域。在專利CN1454560中，電氣石被參與到一種陶瓷水杯和餐具中，使得這種餐具可以具有電氣石的功能，它可以釋放空氣負離子，提高水的活性，長期運用有益于人體降。 華東理工大學李書等采用電氣石制備了納米級功能負離子，并引見了其性質、功能、制備的原理和方法及在工程運用中的位置。在專利US2004060141中，02040o的Ge、02

13、040%的Zr、0.20.4的Be、12的電氣石和96.898.8高分子基資料制備的空氣負離子刷子，這種刷子可以釋放大量的空氣負離子，有益于人體降。日本富士紡織利用溫泉中的天然發射性礦石(電氣石)，經納米技術與聚酯纖維結合，消費出“STAIYAZ負離子織物，經醫學臨床實驗證明，對腰痛、肩疼、關節炎及過敏性皮炎等有顯著療效。據日本纖研新聞報道，日本松下電器與一家礦石研討所協作，采用納米級電氣石和一種激發劑混入聚酯原液中消費出特殊滌綸，共同開發出一種在“靜置條件下能源源不斷產生負氧離子的織物；日本日清紡織新推出的負氧離子產品“10NAGE，是將放射性礦石(電氣石)微粉化后，混煉參與附著在織物上；日

14、本倉敷將放射性礦微粉與電氣石粉分層附著在織物上，以提高織物的負離子化效果，消費出“HOLIC織物，其A4紙大小的織物在空氣中產生的負離子為15 000個cm3 ，接近森林中負離子的效果 。 電氣石負離子粉體具有很大的市場前景：它可以添加在化纖中，織成化纖織物，做成人體服飾，在人體能量的作用下，不斷地產生負離子。促進人體皮膚新陳代謝、提神醒腦、消除人體異味。例如將負離子超細粉體制成母粒在紡絲時加到纖維中即可制成各種規格的負離子功能纖維，與棉紡紗制成襪子、內衣等，紡成無紡布制成保健保暖內衣，作為枕頭、被子、床墊的填充料，交錯后制成室內裝飾資料等。此外，它還可以做成各種纖維裝飾面料，對堅持室內空氣清

15、新，消除室內煙、油味具有一定作用。可以添加到油漆、涂料、木板粘接劑中，堅持室內裝修后空氣的清新，不斷釋放負離子等具有一定的作用。 23 電氣石的電磁屏蔽功能及運用 電氣石可與空氣中的水分子發生反響，構成陰離子，中和輻射發出的陽離子，以妨礙電磁波的傳播。用含電氣石微粉的物質做成外殼，就能有效的起到電磁屏蔽的作用。在一項最新適用專利(CN2358663Y)中引見了一種電磁防護器制法，它由層狀構造組成，第一層為電氣石微粒層；第二層為膠層；第三層為塑料薄膜層；第四層也為膠層，第五層為紙層，這種防護器可防止有害電磁波侵襲人體，能將其轉化為對人體無害的遠紅外線。它可廣泛用于汽車駕駛室、電腦操作室、電弧操作

16、車間、變電所等各處以及游戲機、電視機、微波爐、電熱毯、和手機等多種電氣設備上。如在專利JP2004l78780中，研討人員利用電氣石來消除光盤靜電和電磁輻射，而且可以提高光盤的音質 。 24 電氣石在水處置中的運用 電氣石的構造嚴密、金屬離子不易進入其晶體構造，因此電氣石的吸附主要為外表吸附，吸附類型主要為離子、分子吸附，類似石英、剛玉等簡單氧化物，經過外表絡合起吸附作用。電氣石對溶液中金屬離子、酸根離子均具有吸附、濃集作用，并在電氣石外表上結晶析出，從而起到凈化工業廢水的作用 。 (1)對Cu2+ 的吸附 電氣石對含CU2+廢水的凈化原理與蒙脫石等不同，它是經過靜電場將CU2+吸附到電氣石的

17、負極，使部分 CU2+ 濃度增高，與外表羥基離解產生的OH-發生反響，構成各種沉淀。 當溶液中離子濃度到達平衡時，反響不再繼續。這樣，不會存在處置過度的問題，是很好的綠色環保資料。電氣石具有高的機械化學穩定性，不溶于酸，經過水流攪動很容易使構成的沉淀脫離電氣石外表，可反復運用。 (2)對SO42-的吸附 采用含電氣石的多孔陶瓷l0g，浸泡于500mLH2SO4 溶液(0。1molL)中，2個月后發現，陶體外表有細小針狀、放射狀晶體構成，經x-射線粉晶衍射確定為石膏CaSO4 2H2O。影響電氣石吸附作用的主要要素為：吸附時間、溫度、電氣石粉體的粒度、溶液中離子濃度以及pH值等，其中影響較大的是

18、溶液pH值，pH值增高，有利于提高電氣石對重金屬離子的吸附率，當pH值6時，具有較高的吸附率。 (3)電氣石對水體pH值的影響 冀志江、金宗哲等經過對電氣石對水體pH值的影響的研討發現電氣石顆粒的電極性影響水溶液的氧化復原電位，調理水溶液的pH值，使之趨向中性，使酸性溶液pH值增大，因此可利用電氣石的電極性以及對水體的氧化復原性影響處置污水。 25 電氣石在電子及聲電資料中的運用 由于電氣石礦物晶體具有壓電性能，這一特性被廣泛運用于無線電工業中，可用電氣石作波長調整器，偏光儀中的偏光片。結晶完好、無彎曲、無裂紋的電氣石，可作測定空氣和水中沖壓用的壓電計，還可用于聲納元件、測試資料的規范件、儀器和工業設備上的元器件等，如用于皮膚表皮的發電控制器，設計成允許光線經過藥品的附近區域，在光射方向引導出動搖場。另外還用于含有拋物柱面反射鏡和含有電流輸出的電氣石晶體電動傳感器。許多科學和工業儀器運