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吸附是所有固體物質存在的自然現象。我們將某些分子聚集在膨潤土表面的現象，稱為膨潤土的吸附作用。這種吸附作用在工業上得到了廣泛應用。如鉆井泥漿經常利用膨潤土礦物的吸附特性來調整不同使用目的的泥漿參數，如添加降濾失劑，就是通過高分子聚合物一端吸附在膨潤土顆粒表面，另一端溶于水使膨潤土顆粒和水分子之間產生了一種間接的聯系。形成了一種橋聯作用，減少了泥漿中的自由水，改變了泥漿的性能參數，達到降低濾失率的目的。
膨潤土礦物晶體一般帶負電荷，因此在膨潤土顆粒表面要吸附等當量的相反電荷的陽離子。吸附的陽離子可以和溶液中的陽離子發生交換作用，這種作用稱為離子交換吸附。離子交換吸附的特點是：同號離子相互交換，等電量相互交換。離子交換吸附的反應是可逆的，吸附和脫附的速度受離子濃度的影響，這種影響符合質量作用定律。
鈉質膨潤土晶層吸附水的厚度是三層，鈣質膨潤土晶層吸附水的厚度是四層。在極性水分子的作用下，由于靜電引力較小，鈉質膨潤土晶層之間可以產生較大的晶層間距，而鈣質膨潤土由于晶層間的樸電引力較大，極性水分子不易進入晶層之間，因此，鈣質膨潤土晶層間產生的距離明顯比鈉質膨潤土小，表現在鈣質膨潤土比鈉質膨潤土難于在水中分散、膨脹倍數低。
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