视角 关于非金属矿物纳米化的现状分析

纳米粒子

目前，无机非金属矿物的纳米化在世界范国内还处于初期研究阶段，纳米化是否能够赋予矿物新的特性，是否能够使矿物原有的性质得到加强，是研究的重点之一 。

矿物在形成过程中周围的温度、压力及流体成分千差万别, 因此一些矿物在某些特定的环境中产生了纳米量级的结晶或非结晶的，甚至是准晶态的具有不同的化学成分、显微结构以及物理性质的固体颗粒, 这就是自然界中的纳米矿物。

例如：黏土类矿物如蒙脱石、高岭石、绿泥石、海泡石等在自然状态下就有许多处于纳米级别的微粒; 某些煤矸石中的硅质徽粒, 其颗粒粒度可达15~20nm; 我国南方一些地区的黄土中的硅质风化产物, 是暴露在自然条件下的岩石及矿物长期风化的结果, 粒度达到50~100nm; 还有一些地区的火山灰是在温度极高的火山喷发后的残留物，其粒度也为10nm到几十纳米。

目前已发现的纳米矿物资源主要分布在大洋底部及陆地, 受限于开采技术, 大洋底部的纳米矿物尚难利用, 陆地的纳米矿物有氧化物和硅酸盐等, 其中层状结构的黏土矿物尤为重要。

1、种类繁多

已知的矿物种类达到3000多种。

2、结构复杂

结晶学中的32种点群、230种空间群都来自矿物结构。其复杂的结构给合成纳米非金属矿物带来了困难，但也正是因为这些结构使得非金属矿物具有许多优良的特性，如层状（高岭石、蒙脱石）的插层纳米化以及海泡石天然纳米孔道的利用。

3、成分多样

从成分上分类，非金属矿物包括自然元素、硫化物及其类似化合物、氧化物、氢氧化物、含氧盐、卤化物。

4、具有多种特性、应用广泛

矿物的光学、力学、磁学、电学等性质可以直接利用到生产中去。例如：冰洲石可获得偏振光用于激光偏光材料；石墨相对密度小、耐高温，在航空、宇航工业中可作为轻质材料；石英在压电性在电子工业中作为振荡元件等。

5、具有纳米级颗粒

矿物在自然界形成时就具有纳米级微粒。

6、纳米化相对困难

能够用化学合成法进行纳米化的非金属矿物较少，而且结构简单。大量结构复杂的非金属矿物目前还无法进行合成。物理破碎法受到仪器、设备、成本等因素的影响又具有一定的难度。

对于大部分非金属矿物材料来讲，在传统工艺技术下，其粒径均是在微米量级以上，在这一量级以上的材料保持着传统的物理、化学、磁、电等特性，但一进入纳米级，材料的物理和化学性质则产生巨大的变化，一些有关纳米的特性也会随之而来。