高嶺土應用廣泛，隨著科學技術的不斷革新，各行各業對高嶺土的各項指標都有了更高的要求，特別是造紙、涂料、橡膠等行業對高品質高嶺土的需求不斷增加。對高嶺土進行改性可以改變其表面的理化性質，進而提升其附加值，以滿足現代新工藝、新技術及新材料方面的需求。目前常用的改性方法有煅燒改性、酸堿改性、磨剝細化處理以及插層剝離改性等方法。
　　
　　1、煅燒改性
　　
　　煅燒改性是高嶺土行業最常用也是最成熟的改性方法，特別是對于煤系高嶺土，煅燒改性能去除其中的有機質進而得到高白度、高質量的高嶺土產品。影響高嶺土煅燒品質的因素眾多，原料品質、原料粒度、煅燒制度、煅燒氣氛以及添加劑的選擇都對煅燒高嶺土的品質有重大的影響。
　　
　　對高嶺土進行煅燒會使其晶體結構發生一定的轉變，低溫煅燒下，高嶺土中部分有機質及物理吸附水逐漸脫離，煅燒至500~900℃時，高嶺土脫羥基，晶體結構破壞，成無定形化，層狀結構坍塌，比表面積增大，活性也相應提升，這個溫度階段煅燒得到高嶺土稱為偏高嶺土。煅燒溫度達到1000℃左右時高嶺石發生相轉變，生成鋁硅尖晶石結構；煅燒至1100℃以上時發生莫來石轉變。
　　
　　各個煅燒溫度的高嶺土產品都有廣泛的應用，低溫煅燒得到的偏高嶺土用作水泥添加劑，發揮其火山灰活性，增加混凝土強度、抗滲性和耐腐蝕性，因其具有較大的比表面積而被作吸附劑，吸附重金屬離子及有機污染物；高嶺土高溫煅燒產品基本都形成強度較大的莫來石，常被用來制造石油壓裂支撐劑。
　　
　　近年來有學者發現通過微波快速升溫能有效地提升煤系高嶺土的比表面積，相較傳統煅燒工藝更加高效節能，也有學者通過微波煅燒的方式以煤系高嶺土為原料合成了13X型分子篩，大大提升了高嶺土的活性，進一步提高了高嶺土的吸附性。
　　
　　2、酸堿改性
　　
　　對高嶺土進行酸堿改性能有效地改善粉體表面的吸附性和反應活性。王玉飛分別用鹽酸、氫氧化鈉對煅燒煤系高嶺土進行改性，得出了吸油值最佳時所對應的處理條件，由于高嶺土煅燒處理后形成了具有酸反應活性的四面體Al，鹽酸改性后高嶺土中的Al元素浸出，極大地豐富了高嶺土的孔道結構；氫氧化鈉改性能浸出煅燒高嶺土中的Si元素，使小孔結構增加，這是因為煅燒處理后高嶺土中的一部分SiO2轉化為游離的SiO2，易于與堿性物質發生反應。酸改性中高嶺土中的金屬氧化物雜質浸出，也能使高嶺土孔道豐富，進一步提升其孔徑、粒度分布、比表面積等重要性能參數。隨堿處理時間的增加，煅燒煤系高嶺土孔徑分布變寬，比表面積減小、孔體積增加，裂化活性和裂化選擇性提高。
　　
　　3、插層/剝離改性
　　
　　對高嶺土進行插層剝離改性，制備超微細粉體是提升高嶺土品質的一個重要的手段，對提升高嶺土可塑性、白度、易分散性以及吸附性有著重要的意義。高嶺土結構是由硅氧四面體和鋁氧八面體周期性重復排列，缺乏膨脹性，較難與有機物發生插層反應，只有少數分子量小、極性較強的有機小分子才能插入到高嶺土層間，如甲酰胺、醋酸鉀、二甲基亞砜以及尿素等。常見的高嶺土插層復合物的制備方法有浸漬法、機械攪拌法、超聲法以及微波誘導的方法，插層處理能使高嶺土的層間距從0.72nm擴大到1.12nm左右。對于一些不能直接發生插層反應的有機物還需進行兩步置換插層或是三步插層才能將其有效插入高嶺土分子層間，將高嶺土層結構撐開。一般是將一種極性小分子插入其中作為前置物，然后通過超聲波輔助或高溫高壓的方式將大分子與小分子進行置換，進而將高嶺土剝離開來。
　　
　　Li等人以張家口高嶺土為原料，利用超聲波輔助剝離，促進CTAC插入高嶺土層間，形成了高嶺土納米卷，層間距約3.9nm，其比表面積較原土增加了10倍。Xu等人以高嶺土/DMSO插層復合物為前驅體在100℃進行溶劑熱反應，使CTAC插入高嶺土層間，也制備得到“高嶺土納米管”。
　　
　　4、磨剝處理
　　
　　高嶺土的粒度是一個重要的指標，在造紙填料涂料行業，剝片后的高嶺土涂覆在紙張的表層，這些薄片狀高嶺土相互交錯、疊加并平行于紙張的表面，紙張就會更光滑，更白、更亮，且印刷后墨水不會產生水印等效果。
　　
　　常用的高嶺土磨剝方法有干法超細粉碎、濕法研磨、擠壓以及化學浸泡等。干法粉碎一般是將高嶺土原料在氣流粉碎機、旋風自磨機、高速機械沖擊式超細粉磨機以及振動磨中進行粉磨，為了控制粒度品級，一般還需進行分級等工序。研磨法是借助研磨介質與物料進行相對運動，對高嶺土顆粒進行剪切、沖擊以及磨剝作用，使其沿層間剝離成超微細顆粒。擠壓法是用高壓均漿機將高嶺土漿料高速磨擠噴出，使其晶體疊層產生松動，從而沿層間剝離。化學浸泡法是用化學藥劑破壞高嶺土中以氫鍵結合的晶體面，使其層間結合力減弱進而將晶體片剝離，原理等同于高嶺土插層處理。
　　
　　程宏飛等人采用插層與機械磨剝相結合的方法成功制備出粒度近于1μm的煤系高嶺土片層材料，通過粒度測試和掃描電鏡對插層-磨剝過程中引起粒度變化的影響因素進行了分析，研究表明：應該選擇較為合適的磨剝時間(2h)，并非時間越長效果越好；當介質球直徑以(0.8~1.2mm):(1.5~2.0mm):(2.0~2.5mm)=3:2:1的比例混合時磨剝效果最佳，對煤系高嶺土中高嶺石晶形的破壞較小。
　　
　　Tang等人研究評估了干磨對由高嶺土制備的二氧化硅材料的理化性質的影響，由二氧化硅的X射線衍射數據計算出的非晶化程度隨研磨時間的增加而增加，形態和結構研究表明，高嶺土殘留物的晶體結構在研磨過程中被破壞，浸出樣品的SiO2含量隨研磨時間而變化，最大值在92%以上。研磨使得二氧化硅的表面積增加至167.84m2/g，但又隨研磨時間的延長而減小，研磨引起的結構破壞被認為是提高浸出行為和改善SiO2含量和多孔性的主要原因。
　　
　　資料來源：《張濤.超聲波輔助改性煅燒煤系高嶺土及其吸油性能研究[D].太原理工大學,2021》，由【粉體技術網】編輯整理，轉載請注明出處！