水镁石（Mg(OH)₂）作为一种天然矿物材料，因其独特的层状结构、高热稳定性和环境友好性，在阻燃、环保和材料科学领域备受关注。然而，其亲水性强、分散性差等缺陷限制了其应用范围。本文系统综述了水镁石的物理化学改性方法，包括表面包覆、插层改性和复合改性技术，并探讨了改性后水镁石在聚合物复合材料、废水处理及功能材料中的创新应用，最后对改性技术的未来发展方向提出展望。

1. 水镁石是一种天然矿物，化学成分为氢氧化镁，具有层状结构和优异的阻燃性能。然而，其表面极性高、易团聚等问题导致其在非极性基体中分散困难。通过改性技术可显著改善其界面相容性，拓展其在高端领域的应用。本文将从改性方法、应用案例及挑战三方面展开讨论。

2. 水镁石改性方法

2.1 表面包覆改性

通过硅烷偶联剂（如KH-550）或硬脂酸等对水镁石表面进行化学修饰，可降低其表面能。例如，硬脂酸改性后，水镁石在聚丙烯中的接触角从45°提升至110°，显著改善了与基体的相容性。

2.2 插层改性

利用有机分子（如十二烷基硫酸钠）或金属离子（如Al³⁺）插入水镁石层间，可扩大其层间距并增强稳定性。研究表明，插层改性后水镁石的热分解温度可提高50℃以上。

2.3 复合改性

将水镁石与纳米二氧化钛或碳纳米管复合，可赋予其光催化或导电性能。例如，TiO₂/水镁石复合材料对甲基橙的降解效率达到92%，表现出优异的催化活性。

3. 改性水镁石的应用

3.1 聚合物复合材料

改性水镁石作为无卤阻燃剂，可显著提升聚乙烯（PE）的阻燃等级（UL-94 V-0级），且烟雾释放量降低60%。

3.2 废水处理

改性后水镁石对重金属离子（如Pb²⁺、Cd²⁺）的吸附容量提升至200 mg/g以上，适用于电镀废水处理。

3.3 功能材料

通过改性可制备高导热填料，用于电子器件散热材料，导热系数达1.5 W/(m·K)。

4. 挑战与展望

当前改性技术仍面临成本高、工艺复杂等问题。未来研究方向包括：

开发绿色改性剂（如生物基表面活性剂）；

探索改性水镁石在新能源领域（如锂电池隔膜）的应用；

结合人工智能优化改性工艺参数。