电气石作为环保材料的应用

一、引言

　　习近平总书记指出：“生态兴则文明兴，生态衰则文明衰。”在人类社会发展的宏大叙事中，人与自然的关系始终是绕不开的重要命题。“珍爱地球，人类与自然和谐共生”不仅是一句口号，更是新时代中国的庄严承诺和实践方向。在人类追求与自然和谐共生的道路上，科技创新正成为实现绿色未来的关键力量。随着全球环境问题的日益严峻，绿色科技与可持续发展已成为推动人类社会进步的重要动力。在这一背景下，电气石（Tourmaline）作为一种具有独特物理化学性质的天然矿物，近年来在环境修复、功能材料及健康领域展现出广阔的应用前景。电气石不仅具有永久自发电极、释放负离子、辐射远红外线等特性，还可通过复合改性提升其功能性与适用性，成为连接地球科学与现代材料技术的重要桥梁。

　　本文旨在系统介绍电气石在环境污染治理、绿色建材、医疗保健等方面的具体应用，探讨其在推动绿色技术创新、助力生态文明建设方面的潜力与前景。

二、电气石在水污染治理中的应用

　　水体重金属污染是当前全球面临的重大环境问题之一。电气石复合材料因其优异的吸附与催化性能，在污水处理中展现出良好的应用潜力。

　　电气石复合材料是以电气石为主要功能组分，通过与聚合物、粘土、腐殖酸等基体复合制备而成的新型功能材料。在研究不溶性腐殖酸/电气石复合材料修复铁锰重金属所污染的地下水时发现，电气石吸附Fe2+、Mn2+的影响顺序从大到小为：电气石投加量>pH值>反应时间。Liu等（2022a）制备了不溶性腐殖酸/电气石复合颗粒（IHA/TM），研究了复合颗粒对水环境中Fe2+和Mn2+的去除特性和机理。结果发现，IHA/TM对Fe2+和Mn2+的吸附在240min达到平衡，IHA/TM对水中Fe2+和Mn2+的吸附过程是自发的、吸热的和可持续的。Liu等（2022b）进一步研究了TM和IHA在不同煅烧温度和煅烧时间下对Fe2+和Mn2+吸附性能的影响，结果表明，当煅烧温度为330°C，煅烧时间为90min时，IHA/TM复合颗粒对Fe2+和Mn2+的去除率分别达到99.85%和99.51%。

　　除了重金属吸附，电气石复合材料还对有机污染物表现出降解能力。其表面微电场能够促进羟基自由基的产生，从而分解水中的有机污染物。这一特性使电气石复合材料在处理工业废水、农业径流等方面具有广阔应用前景。

三、电气石在绿色建材领域的创新应用

　　随着人们对居住环境健康需求的提升，具有空气净化功能的建材日益受到关注。电气石因能持续释放负离子，被广泛应用于功能性涂料中。许多企业都推出了能释放负离子的功能涂料，其中很多产品是通过添加一些负离子助剂来赋予涂料的负离子释放功能，但其负离子释放量低，释放时间有限，远不如具有永久自发电极的电气石负离子涂料，有些甚至没有负离子释放功能。随着空气污染愈发严重，单纯地在涂料中添加电气石粉末作为功能填料，已难以满足改善和净化空气的要求，所以许多科研工作者希望通过特殊处理来提高电气石的负离子释放能力，进而研制生产出一款能持久释放大量负离子的涂料，改善人们的家居环境（林杰赐等，2019）。

四、电气石在医疗保健领域的应用进展

　　电气石释放的负离子与远红外线在医疗与健康领域也显示出积极效果。研究表明，负离子可调节人体生理功能，改善血氧代谢，缓解呼吸系统疾病与疲劳感；远红外线则有助于促进局部血液循环，缓解肌肉与关节疼痛（鹿桂花和李玉强，2024）。

　　基于这些机制，电气石已被用于健康纺织品、理疗设备等功能产品中，为现代预防医学与健康生活提供支持。

五、电气石未来研究方向展望

　　1）技术升级与规模化。研发耗能低、效率高的粉碎和超细化加工技术及相应设备，促进电气石矿物材料提纯工艺的自动化与规模化。2）高附加值产品开发。深入研究改性电气石在涂料、纤维、塑料和橡胶中的应用，力求规模化生产电气石的高附加值产品，满足市场对高性能材料的需求。3）功能复合材料创新。基于电气石的负离子释放和红外辐射性能，研发电气石功能复合材料，拓展其在医疗仪器、保健品、污水处理等领域的应用。4）负离子机理研究与标准化。进一步探究电气石释放负离子的机理，明确其结构与性能之间的关系，促进负离子性能提升与工业化生产的有机结合。同时，推动负离子检测方法的标准化，为电气石产品的质量控制与市场推广提供科学依据。

六、结语

　　电气石作为环保材料的发展是地球科学与材料科学、环境科学交叉融合的典范。正如“珍爱地球”不仅仅是一句口号，电气石在环保方面的应用体现了人类利用自然资源解决环境问题的智慧。在科技创新与社会责任的双重驱动下，这种绿色材料必将在建设美丽中国的征程中绽放独特光彩，为全球生态环境治理提供中国方案和中国智慧。

参考文献

　　林杰赐,陈炳耀,陈明毅.2020. 浅谈电气石在负离子涂料中的应用[J].现代涂料与涂装, 23(04): 30-32.

　　鹿桂花, 李玉强. 2024. 电气石功能材料在医疗保健领域的应用进展[J].科技视界, 14(23): 107-109.

　　王敏, 张尚坤, 赵鹏大. 2007. 国内外电气石研究进展[J]. 山东国土资源, (Z1): 16-20+23.

　　Garda G M, Trumbull R B, Beljavskis P, et al. 2009. Boron isotope composition of tourmalinite and vein tourmalines associated with gold mineralization, Serra do Itaberaba Group, central Ribeira Belt, SE Brazil[J]. Chemical Geology, 264(1~4): 207-220.

　　Hong W, Cooke D R, Zhang L, et al. 2017. Tourmaline-rich features in the Heemskirk and Pieman Heads granites from western Tasmania, Australia: Characteristics, origins, and implications for tin mineralization[J]. American Mineralogist, 102(4): 876-899.

　　LIU L, ZHANG T, YU X, et al. 2022a. Removal of Fe2+ and Mn2+ from polluted groundwater by insoluble humic acid/tourmaline composite particles[J]. Materials, 15(09): 3130.

　　LIU L, MA J, YU X, et al. 2022b. Dynamic adsorption properties of insoluble humic acid/tourmaline composite particles for iron and manganese in mine wastewater[J]. Materials, 15(12): 4338.