凹凸棒石是重要的稀缺性非金属矿产资源,素有“工业味精”之称,享有“千用之土、万土之王”之美誉,具有“胶体、吸附、载体、补强”四大核心功能。目前,对凹凸棒石热处理功能化研究主要集中在热处理温度为800℃以下,凹凸棒石结构未塌陷之前进行实验探索研究,而凹凸棒石在800℃以后煅烧热处理后晶相、物理化学性质的变化研究较少,纳米凹凸棒石凝胶化成地质聚合物再烧结成型制备新型陶瓷产品的研究更是一个全新的课题。其次,凹凸棒石有机功能化有助于改善粒子在聚合物中分散性质和结合性能,有机改性后的凹凸棒石材料对聚合物材料具有增强补强的作用,有机功能化凹凸棒石与聚酰亚胺制备ATP/PI复合薄膜,探索ATP/PI复合薄膜的性能变化也具有很大的意义。可以改善PI薄膜的一些性能,同时提高凹凸棒石的高值化应用。本文研究内容如下:（1）针对热处理凹凸棒石的结构演化及性能变化研究,对凹凸棒石在100℃、200℃、300℃、400℃、500℃、600℃、700℃、800℃、900℃、950℃、1000℃、1050℃、1100℃、1050℃、1200℃、1250℃这16个温度点进行煅烧热处理,探究温度升高对凹凸棒石晶形结构演变规律,耐热性能,对甲醛、甲苯的吸附性能,硬度的变化规律。纳米凹凸棒石纤维900℃时开始熔融,900℃到1150℃是镁铝榴石（Mg3Al2（Si O4）3）到石英、顽火辉石（Mg2[Si2O6]Fe2[Si2O6]）和蓝晶石（Al2[Si O4]O）的相变。石英相从1050℃开始转变成新的物相。热处理温度1200℃时,石英相降低,新的物相菱沸石(Ca2Al4Si8O24)生成。1250℃新的物相硫酸钙（Ca SO4）生成。1100℃、1200℃热处理凹凸棒石1000℃时失重率和800℃热处理凹凸棒石失重率几乎一样,热性能稳定。ATP-200℃是对甲苯、甲醛吸附率最高,分别为28.7%、26.6%,可以成为一种替代活性炭的便宜吸附剂。ATP-1150℃硬度达到了最高,为8.3,主要是由于蓝晶石（Al2[Si O4]O）晶相的生成。（2）针对纳米凹凸棒石凝胶化烧结成型结构与性能研究,以纳米凹凸棒石为原料综合溶胶-凝胶法、覆膜养护、热养护工艺制备纳米凹凸棒石地质聚合物,然后对其进行1100℃、1150℃、1200℃、1250℃高温烧结成型,对比纳米凹凸棒石地质聚合物烧结前后形貌、耐热性能、吸热放热性、密度、硬度进行表征探索。随着烧结成型温度越高,样品吸热量越大,吸热量ATP-4＞ATP-3＞ATP-2＞ATP-1。1100℃烧结成型样品氮气条件升温到1000℃失重2.09%,1150℃烧结成型样品氮气条件升温到1000℃仅仅失重0.14%,1200℃、1250℃烧结成型样品氮气条件升温到1000℃基本没有失重。样品密度由大到小排序为ATP-2＞APT-1＞ATP-3＞ATP-4＞ATP-0。样品莫式硬度由大到小排序为ATP-2＞APT-3＞ATP-2＞ATP-4＞ATP-0。烧结后硬度变大,最高可达8.5。制备的纳米凹凸棒石新型陶瓷有望成为一种可产业化的新型陶瓷,提高凹凸棒石的高值化应用。（3）针对改性凹凸棒石基聚酰亚胺薄膜的制备及性能研究。通过用KH-550硅烷偶联剂对纳米凹凸棒石进行有机功能化,制备了改性凹凸棒石（ATP）。以均苯四甲酸二酐（PMDA）为二酐单体,4,4-二氨基二苯醚（ODA）为二胺单体,以ATP为填料,采用原位聚合法制备了一系列ATP含量不同的均聚型聚酰亚胺复合薄膜,对薄膜进行一系列表征。发现ATP纳米粒子掺杂量为20%拉伸强度达到了82.70 Mpa,掺杂量为40%弹性模量达到3.46 Gpa。掺杂量为50%时PI薄膜的,渗透性和选择性达到了一个最佳的平衡点,在保障了气体分离效果的通过,大大提高了各种气体的渗透性。ATP能够与聚酰亚胺有效复合,提高气体渗透效率的同时,且价格便宜,也能相应提高PI薄膜的高温尺寸稳定性、力学性能。ATP/PI复合薄膜是一种很有前途的可用于气体分离的新型分离膜,具有远大的应用场景。