每天給貓咪用的膨潤(rùn)土貓砂，藏著不少門(mén)道！同樣是膨潤(rùn)土貓砂，為啥有的結(jié)團(tuán)牢、有的一鏟就碎？今天我們實(shí)驗(yàn)室的XRD專(zhuān)家們通過(guò)Empyrean銳影進(jìn)行XRD分析，用科學(xué)數(shù)據(jù)把貓砂看得明明白白。

市面上的膨潤(rùn)土貓砂，核心只分兩種：

• 鈣土貓砂：特點(diǎn)是原料多、成本低，吸水和結(jié)團(tuán)能力普通

• 鈉土貓砂：吸水強(qiáng)、膨脹快、結(jié)團(tuán)緊實(shí)，使用感更好

鈉土貓砂還可細(xì)分為：

• 天然鈉土原礦砂：直接用天然鈉膨潤(rùn)土制作

• 改性鈉土砂：鈣土通過(guò)鈉化工藝“升級(jí)”而來(lái)

利用鈣蒙脫石與鈉蒙脫石的晶面間距（d 值）及對(duì)應(yīng)的衍射角（2θ）存在顯著差異，且晶面間距對(duì)空氣濕度的響應(yīng)特性不同的特點(diǎn)，我們用XRD技術(shù)實(shí)現(xiàn)鈉土貓砂與鈣土貓砂的有效區(qū)分。

實(shí)驗(yàn)選取了三款鈉土貓砂、三款鈣土貓砂，同時(shí)以鈉膨潤(rùn)土、鈣膨潤(rùn)土標(biāo)準(zhǔn)試劑為對(duì)照，在上海的室內(nèi)濕度條件、干燥器干燥過(guò)夜（＜20% RH）、飽和 NaCl 溶液干燥器放置過(guò)夜（＞75% RH）、飽和氯化鈉高濕度處理后干燥器重新干燥四種濕度條件下進(jìn)行 XRD 測(cè)試，對(duì)比蒙脫石 001 峰的出峰位置（2θ/°）。

不同濕度處理后的鈣膨潤(rùn)土標(biāo)準(zhǔn)試劑和三種鈣土貓砂的001峰出峰位置對(duì)比

不同濕度處理后的鈉膨潤(rùn)土標(biāo)準(zhǔn)試劑和三種鈉土貓砂的001峰出峰位置對(duì)比

通過(guò)多組樣品、多濕度條件的對(duì)比測(cè)試，總結(jié)出鈣土砂與鈉土砂的核心 XRD 區(qū)分特征——常規(guī)濕度直接測(cè)試與常溫干燥后的蒙脫石 001 晶面 d001 變化幅度，鈣土砂的 d001 變化小，而鈉土砂的 d001 變化大，這是區(qū)分二者的關(guān)鍵指標(biāo)。

鈉土砂分為鈉土原礦貓砂和改性鈉化工藝貓砂，二者因原料來(lái)源和加工工藝不同，XRD 數(shù)據(jù)特征也存在差異，可通過(guò)蒙脫石 001 晶面的出峰位置和半高寬進(jìn)行區(qū)分。

鈉土原礦貓砂由天然鈉膨潤(rùn)土直接制粒而成，其蒙脫石 001 晶面的 XRD 出峰位置穩(wěn)定，與天然鈉蒙脫石的理論特征一致，且衍射峰的半高寬較窄，表明礦物結(jié)晶度較好，鈉化程度均勻。

改性鈉土貓砂由鈣土經(jīng)干法鈉化改性制成，受鈉化劑種類(lèi)、鈉化溫度、反應(yīng)時(shí)間等工藝參數(shù)影響，常存在鈉化不完全的問(wèn)題，其 XRD 圖譜會(huì)呈現(xiàn)出鈣、鈉蒙脫石的混合特征，蒙脫石 001 晶面更接近鈣蒙脫石的晶面間距特征。同時(shí)，改性鈉土貓砂的衍射峰半高寬相比于鈉土原礦砂更寬，反映出礦物結(jié)晶度下降，層間陽(yáng)離子分布不均，這是鈉化不完全的典型 XRD 表現(xiàn)。

拋開(kāi)膨潤(rùn)土之外，貓砂當(dāng)中還含有什么礦物成分呢？起到除臭等輔助功能的添加劑又是什么？我們選擇兩款網(wǎng)購(gòu)貓砂，掃描全譜對(duì)其各種成分進(jìn)行分析。

1. 復(fù)合配方膨潤(rùn)土混合貓砂

以某品牌小蘇打膨潤(rùn)土混合貓砂為例，該產(chǎn)品標(biāo)注成分為 60% 豆腐砂、29% 球砂、9.5% 咖啡渣、1% 硅藻純、0.5% 小蘇打。對(duì)貓砂中手動(dòng)分離出來(lái)的球團(tuán)礦物XRD 分析結(jié)果顯示，其礦物成分主要為鈉蒙脫石，同時(shí)檢測(cè)出斜發(fā)沸石、輝沸石等沸石類(lèi)礦物，以及鈉長(zhǎng)石、透長(zhǎng)石等常見(jiàn)非粘土礦物。對(duì)樣品中分離出來(lái)的白色硅藻純除臭因子進(jìn)行分析，其成分為純的八面沸石，沸石類(lèi)礦物獨(dú)特的孔結(jié)構(gòu)使其具有很好的吸附性能，天然礦物中沸石成分和貓砂中額外添加的沸石成分有助于改善貓砂的除臭性能。

混合貓砂中分離出的硅藻純顆粒，XRD分析結(jié)果為八面沸石

混合貓砂中分離出的球砂顆粒，除鈉土外還有常見(jiàn)的長(zhǎng)石和沸石類(lèi)礦物成分

2. 低價(jià)膨潤(rùn)土貓砂

某低價(jià)膨潤(rùn)土貓砂的 XRD 分析顯示，其碳酸鈣（方解石）含量過(guò)高，遠(yuǎn)超出優(yōu)質(zhì)膨潤(rùn)土礦的雜質(zhì)含量標(biāo)準(zhǔn)，推測(cè)該產(chǎn)品選用的膨潤(rùn)土原礦質(zhì)量較差，并非優(yōu)質(zhì)膨潤(rùn)土礦，雜質(zhì)礦物的過(guò)量存在會(huì)導(dǎo)致貓砂的吸水性、結(jié)團(tuán)性等核心性能大幅下降。