水鎂石（Mg(OH)?）作為一種天然礦物材料，因其獨特的層狀結(jié)構(gòu)、高熱穩(wěn)定性和環(huán)境友好性，在阻燃、環(huán)保和材料科學(xué)領(lǐng)域備受關(guān)注。然而，其親水性強、分散性差等缺陷限制了其應(yīng)用范圍。本文系統(tǒng)綜述了水鎂石的物理化學(xué)改性方法，包括表面包覆、插層改性和復(fù)合改性技術(shù)，并探討了改性后水鎂石在聚合物復(fù)合材料、廢水處理及功能材料中的創(chuàng)新應(yīng)用，最后對改性技術(shù)的未來發(fā)展方向提出展望。

1. 水鎂石是一種天然礦物，化學(xué)成分為氫氧化鎂，具有層狀結(jié)構(gòu)和優(yōu)異的阻燃性能。然而，其表面極性高、易團聚等問題導(dǎo)致其在非極性基體中分散困難。通過改性技術(shù)可顯著改善其界面相容性，拓展其在高端領(lǐng)域的應(yīng)用。本文將從改性方法、應(yīng)用案例及挑戰(zhàn)三方面展開討論。

2. 水鎂石改性方法

2.1 表面包覆改性

通過硅烷偶聯(lián)劑（如KH-550）或硬脂酸等對水鎂石表面進行化學(xué)修飾，可降低其表面能。例如，硬脂酸改性后，水鎂石在聚丙烯中的接觸角從45°提升至110°，顯著改善了與基體的相容性。

2.2 插層改性

利用有機分子（如十二烷基硫酸鈉）或金屬離子（如Al3?）插入水鎂石層間，可擴大其層間距并增強穩(wěn)定性。研究表明，插層改性后水鎂石的熱分解溫度可提高50℃以上。

2.3 復(fù)合改性

將水鎂石與納米二氧化鈦或碳納米管復(fù)合，可賦予其光催化或?qū)щ娦阅堋＠纾琓iO?/水鎂石復(fù)合材料對甲基橙的降解效率達到92%，表現(xiàn)出優(yōu)異的催化活性。

3. 改性水鎂石的應(yīng)用

3.1 聚合物復(fù)合材料

改性水鎂石作為無鹵阻燃劑，可顯著提升聚乙烯（PE）的阻燃等級（UL-94 V-0級），且煙霧釋放量降低60%。

3.2 廢水處理

改性后水鎂石對重金屬離子（如Pb2?、Cd2?）的吸附容量提升至200 mg/g以上，適用于電鍍廢水處理。

3.3 功能材料

通過改性可制備高導(dǎo)熱填料，用于電子器件散熱材料，導(dǎo)熱系數(shù)達1.5 W/(m·K)。

4. 挑戰(zhàn)與展望

當(dāng)前改性技術(shù)仍面臨成本高、工藝復(fù)雜等問題。未來研究方向包括：

開發(fā)綠色改性劑（如生物基表面活性劑）；

探索改性水鎂石在新能源領(lǐng)域（如鋰電池隔膜）的應(yīng)用；

結(jié)合人工智能優(yōu)化改性工藝參數(shù)。