①课题来源与背景： 本项目属于国家自然科学基金项目，该课题的经费由国家自然科学基金委员会支助25万元。 粘土矿物广泛存在于各种土壤和水体沉积物中，特殊的晶体结构赋予粘土矿物许多特性，而且通过离子交换、交联、柱撑、复合等技术处理，人们可以根据需要设计、合成更多的新型材料。 从国内外发表的文献资料来看，研究蛭石的⽂章远没有研究蒙脱石的文章那样多。已有的研究也表明，蛭⽯具有一些蒙脱石所没有的独特性质。蛭⽯的层电荷密度高，致使其具有高的阳离子交换容量，但交换作用的发生不如蒙脱石那样容易。由于高的层电荷，致使层与层之间的结合力增强，晶体结构的有序度、结晶度及热稳定性都⽐蒙脱石高。与国外对蛭石的研究相比，我国在蛭石的矿物学研究方面相对滞后许多。主要有张乃娴、彭同江、曹俊臣等学者对蛭石与金云母的层结构及矿物学特征进行了研究，而在蛭石的柱撑、与有机物的相互作用方面还基本上是空白。这势必会对蛭石应用水平产生不利的影响。蛭石矿物是我国的优势非金属矿种，其矿床储量通常是大型和超大型的，其矿物也相对较纯，蛭石的选矿及提纯都比膨润土容易，且柱撑蛭石的表面活性和介孔性能都优于柱撑蒙脱石。因此开展蛭石的复合柱撑研究具有重要的理论意义和广阔的应用前景。近年来，我们开展蛭石有机/无机双阳离子复合柱撑的研究，并取得了一定的进展。申请者及合作者所在单位华南理工大学、华南师范大学具有良好的实验研究条件，有完善的环境科学与工程研究实验室和配套的现代谱学和矿物物理学测试仪器，包括X-射线衍射仪(XRD)、红外光谱仪(FTIR)、喇曼光谱仪、固体高分辨魔角旋转核磁共振谱仪(MAS NMR)、透射电子显微镜(HRTEM)、俄歇电子能谱仪、电子顺磁共振谱仪(EPR)、扫描电镜(SEM)、穆斯堡尔谱仪和高温微分差示天平(DTA)等。同时申请者与中国科学院广州地球化学研究所的“有机地球化学国家重点实验室”和“广东省矿物物理和材料开发研究重点实验室”有良好的合作关系，项目中的有机污染物的分析测试可以利用他们的高效液相色谱(HPLC)或气相色谱-质谱联用分析仪(GC-MS)进行。

    ②研究目的与意义： 研究蛭石的有机/无机双阳离子复合柱撑机理、复合柱撑过程中蛭石的纳米介孔微结构变化特征以及这种微结构变化对其稳定性和表面活性的影响。深入地研究柱结构的微结构特性与蛭石矿物层间域表面活性变化的关系、柱撑蛭石矿物可变电荷表面的电荷分布模式，揭示有机/无机双阳离子复合柱撑蛭石矿物对有机污染物的吸附机理，对于拓展蛭石矿物在土壤及地下水有机污染修复、水污染治理、无机介孔膜材料及土地填埋场衬垫层处理工程领域的应用具有重大的理论意义与潜在的应用价值。为合理开发我国丰富的蛭石矿物资源、研制新型高效的环保材料提供科学依据，并对非膨胀性粘土矿物的柱撑提供了新的思路和方法。

    ③主要论点与论据： 在无机柱化剂中引入有机阳离子表面活性剂，使得有机/无机双阳离子柱化剂之间具有协同效应，从而增加有机/无机双阳离子复合柱化剂的稳定性，并使粘土矿物层间域中的Keggin结构柱排布更均匀，结构更稳定。聚羟基金属阳离子与阳离子表面活性剂在一定条件下能形成混合胶束，对有机污染物能产生协同增溶作用；另外，长碳链阳离子表面活性剂自身也可以创造出一个好的分配环境，使有机污染物“溶解”在自身形成的有机介质中。

    ④创见与创新： 1）本课题采用表面活性剂与Keggin离子形成双阳离子复合胶束（柱化剂）作为模板，对蛭石进行复合柱撑并实现介孔化，可解决蛭石柱撑的关键问题（柱化剂进入蛭石层间域易水解、柱撑反应条件较苛刻、较难实现介孔化等），是柱撑理论方法的突破，充分体现了本项目前沿性和学科的交叉性。 2）本课题运用“模板机制”来制备有机/无机双阳离子胶束、运用“共聚法”来优化复合柱撑过程，体现了技术路线的创新性。 3）应用现代谱学分析测试技术从原子和分子及化学成键特征的水平上研究有机/无机双阳离子复合柱化剂与蛭石矿物层间域表面的成键特征、复合柱撑机理、复合柱撑过程中蛭石表面介孔微结构变化特征，体现了本课题研究方法的创新性。

     ⑤社会经济效益，存在的问题： 本项目属于基础研究类，无明显的经济效益，社会效益主要是：在蛭石的复合柱撑机理、柱撑过程微结构变化特征与表面活性的关系、有机/无机双阳离子复合柱化剂的协同作用机理、柱撑蛭石稳定性及对有机污染物的分子吸附模式等方面取得突破性进展，并且对云母、高岭石甚至包括叶腊石等非膨胀性粘土矿物的柱撑具有重要的参考和借鉴意义。

    ⑥历年获奖情况：无。