2:1型黏土矿物是由多层厚度约为1nm的结构单元层堆垛而成的二维纳米片层结构，具有亲水性。在一定条件下，可通过引入有机分子或离子交换层间无机阳离子对黏土矿物进行改性得到有机黏土，从而使黏土矿物具有疏水性，并提高了其对有机分子的相容性。有机黏土对有机污染物具有强烈的吸附作用，是有机污染物的良好吸附剂，在有机物污染物控制领域备受关注。此外，有机黏土在黏土基聚合物纳米材料领域应用也受到重视，有机黏土的添加能使黏土-聚合复合物纳米材料显示出优异的机械性能、热稳定性、流变性能和阻隔性能。而有机黏土这些优异的性能和行为很大程度上取决于其结构和层间有机物的分子环境，如有机黏土的底面间距，层间有机物的负载量、堆垛密度和排布模式。

　　与黏土矿物蒙脱石（层电荷密度为0.2~0.6 eq/O₁₀(OH)₂）类似，蛭石矿物通过有机改性后可获得类似于有机黏土结构和性质的有机蛭石。但蛭石矿物的结构和性质与蒙脱石存在一定差异，其阳离子交换容量比蒙脱石大，具有更大的层间域容纳有机物。蛭石矿物层电荷密度高（0.6~0.9 eq/ O₁₀(OH)₂），且层电荷主要来源于四面体片中Al³⁺取代Si⁴⁺，四面体片层对有机阳离子具有更强的静电作用力，在较低浓度表面活性剂的条件下有机蛭石就能获得较大的底面间距和一定的负载量，这些结构特征对聚合物纳米复合材料的性能，以及对有机污染物的吸附性能都有重要的影响。此外，有机黏土的热稳定性也是影响其应用的非常关键因素，因为黏土基聚合物纳米复合材料通常是聚合物和有机黏土通过高温混合搅拌制备。大量文献报道了在不同条件下有机蒙脱石的热稳定性，而对有机蛭石矿物结构特征和热稳定性研究鲜有报道。

　　中国科学院广州地球化学研究所矿物学与成矿学重点实验室的苏小丽博士，以蛭石矿物为原料，将不同浓度十六烷基三甲基铵根离子引入蛭石矿物层间域内，制备了有机蛭石。研究表明，蛭石矿物层电荷密度的不均匀导致有机蛭石非均匀结构特征形成，有机蛭石结构演化如图1所示，其疏水性和热稳定性增加。

　　该研究工作得到了国家自然科学基金（41402038，41322014）和广东省自然科学基金团队项目（S2013030014241）等的资助。研究成果论文已发表在Applied Clay Science期刊上。

　　论文信息：Su Xiaoli, Ma Lingya, Wei Jingming, Zhu Runliang*. Structure and thermal stability of organo-vermiculite [J]. Applied Clay Science, 2016, 132-133: 261-266.

　　https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0169131716302599

图1 有机蛭石结构演化示意图（A）蛭石的有机改性，（B）小于1CEC有机蛭石底面间距特征，（C）大于1CEC有机蛭石底面间距特征