膨润土的离子交换性是其重要的特性之一，以下是关于它的详细介绍：

原理

膨润土的主要矿物成分是蒙脱石，蒙脱石晶层由两层硅氧四面体夹一层铝氧八面体构成。晶层间存在可交换的阳离子，如Na⁺、Ca²⁺、Mg²⁺等。当膨润土与外界电解质溶液接触时，晶层间的阳离子可与溶液中的其他阳离子发生交换，以达到离子平衡，离子交换过程遵循离子交换平衡原理和质量作用定律。

交换类型

- 阳离子交换：是膨润土离子交换的主要形式，常见的交换离子有Na⁺与Ca²⁺之间的交换等。例如，钙基膨润土在一定条件下可与钠盐溶液反应，使Ca²⁺被Na⁺交换，从而转变为钠基膨润土。

- 阴离子交换：相对阳离子交换较弱，但在特定条件下，膨润土也能进行阴离子交换，如对磷酸根离子、硫酸根离子等的交换。

影响因素

- 蒙脱石含量：蒙脱石含量越高，离子交换能力越强。

- 溶液性质：溶液中离子的浓度、种类和pH值等会影响离子交换。一般离子浓度越高，交换越易进行；不同种类离子交换能力有差异，如H⁺的交换能力大于Na⁺。pH值会改变膨润土表面电荷性质和数量，从而影响离子交换。

- 温度：适当升高温度可加快离子运动速度，提高离子交换速率。

测定方法

通常采用氯化铵-氢氧化铵交换法等。用氯化铵溶液处理膨润土样品，使其中的可交换阳离子被铵离子交换，然后用氢氧化铵将交换后的铵离子转化为氨气逸出，通过测定剩余铵离子或逸出氨气的量，计算膨润土的阳离子交换容量，以此来衡量其离子交换性能。

应用

在石油钻井中，利用离子交换性调整泥浆性能，如通过交换使泥浆具有良好的流变性和护壁性能；在土壤改良中，可通过离子交换吸附土壤中的有害重金属离子，降低其活性和毒性，还能交换吸附养分离子，提高土壤保肥能力。