本发明涉及一种凹凸棒土复合材料及其应用，该复合材料主要用于书籍档案等文献纸张脱酸之用。
背景技术：
纸质文献在保存过程中会逐渐老化，伴随着纸张酸化和机械强度下降。酸是加速文献纸张脆化变质的罪魁祸首。纸质的主要组成是植物纤维，而酸是纤维素水解的催化剂，纤维素在酸性条件下很容易发生水解，生成水解纤维素，导致纤维素聚合度降低，纸张的强度也随之降低，当纤维素水解程度严重时，纸张就会粉化。
纸质文献中的酸主要有两个来源，一方面来自环境污染产生的酸性气体，特别是在工业污染严重的地区，空气中存在着大量的二氧化硫、二氧化氮、硫化氢等酸性气体，这些酸性气体与水反应生成酸。另一方面来自我国的造纸工艺在纸张制备过程中加入的沉淀剂硫酸铝所致，硫酸铝在纸浆中逐渐水解生成硫酸。
对书籍、档案等纸质文献脱酸是延长其寿命的有效措施之一。纸质文献脱酸方法主要为液相脱酸法和气相脱酸法。液相脱酸法是用碱性水溶液或碱性有机溶液除酸，常用的碱性物质有氢氧化钙、碳酸氢镁、甲醇镁及甲基碳酸镁等。气相脱酸法是使用碱性气体除酸，如氨、吗啉、二乙基锌等。
凹凸棒土又称坡缕石，是一种具有链层状结构的含水富镁铝硅酸盐粘土矿物，还含有钾、钙等碱金属或碱土元素，在江苏和安徽等地区储量丰富。凹凸棒土晶体结构中存在孔道，棒晶间有空隙，棒晶束杂乱排列会产生更大的空隙，因而具有良好的吸附性。凹凸棒土表面呈现电负性，因此可以交换和吸附阳离子。凹凸棒土是一种具有特殊结构、形态、物化性质的矿物资源，可以充分开发和利用凹凸棒土本身的优异性能，增加或赋予矿物必要的特性，以制备具有特殊功能的复合材料。
纸张液相脱酸法中多用碱土金属化合物，而碱金属元素的碱性比碱土金属更强。凹凸棒土本身碱金属和碱土金属含量较高，在凹凸棒土上交换、负载碱金属进一步提高碱金属含量，制备碱金属/凹凸棒土复合材料用于纸质文献脱酸。
技术实现要素：
本发明的目的是提供一种用于书籍档案等文献纸张脱酸的凹凸棒土复合材料及其制备方法和应用，以克服现有技术存在的缺陷。
本发明采用的技术方案是：一种用于纸张脱酸的凹凸棒土复合材料，凹凸棒土交换/负载/组装/结合碱金属元素制备的凹凸棒土复合材料。
所述碱金属元素为锂、钠、钾、铷、铯；锂、钠、钾、铷、铯碱金属元素的含量占凹凸棒土复合材料的1%~50%。
锂、钠、钾、铷、铯等碱金属元素的含量占凹凸棒土复合材料的10%~30%，优选的，碱金属元素种类为钠、钾。
锂、钠、钾、铷、铯碱金属元素的来源为氧化物、氢氧化物、碳酸盐、碳酸氢盐、甲酸盐、乙酸盐、草酸盐、草酸氢盐化合物；优选的，锂、钠、钾、铷、铯等碱金属元素的来源为碳酸盐、碳酸氢盐、甲酸盐、乙酸盐、草酸盐、草酸氢盐等化合物。
所述凹凸棒土复合材料的碱金属元素采取浸渍法交换/负载/组装/结合到凹凸棒土上。
所述凹凸棒土为经提纯的凹凸棒土，提纯方法为：将凹凸棒土矿粉粹成粉末后，加入去离子水，剧烈搅拌后静置，取上层悬浮液，悬浮液烘干后所得固体为提纯的凹凸棒土。
将所述凹凸棒土活化，活化方法为：采用酸活化或焙烧法活化。焙烧法活化条件为，200-300℃活化1-5h；优选的，焙烧法活化条件为，200-250℃活化2-4h。
所述凹凸棒土复合材料分散于含卤素原子的有机溶剂。
所述含卤素原子的有机溶剂为全氟庚烷、氟利昂，凹凸棒土复合材料质量含量为0.1~1%；优选的，凹凸棒土复合材料质量含量为0.2~0.5%。
所述凹凸棒土复合材料用于书籍档案文献纸张的脱酸。
本发明所制备的凹凸棒土复合材料，用于书籍档案等文献纸张的脱酸，优点如下：凹凸棒土是天然矿物，原料易得，凹凸棒土本身碱金属和碱土金属含量较高且具有特殊的结构；凹凸棒土复合材料中碱金属含量较高，碱性较强；凹凸棒土复合材料位于孔道中的碱金属具有缓释效果，可长时间维持文献纸张呈碱性；分散介质为氟代烷烃不易燃，沸点低、易挥发，对文献纸张和字迹破坏作用很小等。
具体实施方式
下面的实施例用于对本发明进行具体说明。实施例并不意味本发明的实用范围限制在实施例叙述的条件内。
实施例1
将凹凸棒土矿经球磨机球磨粉粹为粉末。将凹凸棒土矿粉末200g加入到1000ml去离子水中，剧烈搅拌半小时后静置，取上层悬浮液置于烘箱中110℃干燥，所得固体为提纯的凹凸棒土。
实施例2
将实施例1中提纯的凹凸棒土置于马弗炉中，程序升温至250℃，恒温2h，得活化的凹凸棒土。
实施例3
称取实施例2中的活化凹凸棒土10g，量取0.20mol/lna2c2o4水溶液30ml，搅拌半小时后，将样品置于烘箱中110℃干燥12h，得na/凹凸棒土复合材料，其中na含量为2.5%。
实施例4
称取实施例2中的活化凹凸棒土10g，量取0.87mol/lk2co3水溶液30ml，搅拌1小时后，将样品置于烘箱中110℃干燥12h，得k/凹凸棒土复合材料，其中k含量为15%。
实施例5
称取实施例2中的活化凹凸棒土10g，量取0.35mol/lcshco3水溶液30ml，搅拌2小时后，将样品置于烘箱中110℃干燥12h，所得样品置于0.35mol/lcshco3水溶液30ml重复浸渍1次，搅拌2小时后，将样品置于烘箱中110℃干燥12h，得cs/凹凸棒土复合材料，其中cs含量为20%。
实施例6
将实施例4中的k/凹凸棒土复合材料5g，与30ml全氟庚烷混合，并在球磨机中研磨2h，将研磨后产物加全氟庚烷稀释至固体质量含量为0.5%的悬浮液，即可用于书籍档案纸张去酸。
实施例7
用按实施例6的方法制备的k/凹凸棒土复合材料脱酸液，将平均ph值为4.4的文献纸张浸泡在该脱酸液中，浸泡30min，浸泡后将纸张取出，经真空干燥后，检测纸张平均ph值为8.2，表明k/凹凸棒土复合材料对文献纸张具有很好的脱酸效果。