Адсорбционное исследование особенностей распределения заряда высокозарядных смектитов

Сергей Вячеславович  Закусин; Борис Владимирович  Покидько; Виктория Валерьевна  Крупская

doi:10.17308/sorpchrom.2023.23/11869

Сергей Вячеславович Закусин Институт геологии рудных месторождений, петрографии, минералогии и геохимии Российской ака-демии наук (ИГЕМ РАН), Москва
Борис Владимирович Покидько Институт геологии рудных месторождений, петрографии, минералогии и геохимии Российской ака-демии наук (ИГЕМ РАН), Москва
Виктория Валерьевна Крупская Институт геологии рудных месторождений, петрографии, минералогии и геохимии Российской ака-демии наук (ИГЕМ РАН), Москва

DOI: https://doi.org/10.17308/sorpchrom.2023.23/11869

Ключевые слова: бентонит, монтмориллонит, Таганское месторождение, распределение плотности заряда, алкилам-монийный метод, метод Cu-trien

Аннотация

В работе рассмотрены результаты оценки распределения плотности заряда слоев смектитов из бентонитовой провинции респ. Казахстан (м-я Таганское и Динозавровое) т.н. алкиламмонийным методом. Метод основан на исследовании взаимодействия гомологического ряда жирных аминов с поверхностью смектитов. Органические катионы формируют на базальных поверхностях мономолекулярные и бимолекулярные адсорбционные слои. Это позволяет провести анализ зависимости положения максимума дифракции в малоугловой области от посадочной площади органического катиона и получить распределение плотности заряда по слоям смектита. Результаты, полученные для исследованных образцов, показывают близкий состав монтмориллонита: во всех случаях смектиты характеризуются значительной плотностью заряда с различной долей высокозарядных слоев (емкость катионного обмена – 120-130 мг-экв/100 г). Полученные данные о распределении заряда сопоставлены с некоторыми адсорбционными и коллоидно-химическими характеристиками смектитов, включая значения их емкостей катионного обмена. В тоже время, такие технологические параметры, как эффективная вязкость водных дисперсий, несмотря на близкое распределение заряда, значительно различаются и показывают резкую зависимость от доли катионов натрия в обменном комплексе.

Скачивания

Данные скачивания пока не доступны.

Биографии авторов

Сергей Вячеславович Закусин, Институт геологии рудных месторождений, петрографии, минералогии и геохимии Российской ака-демии наук (ИГЕМ РАН), Москва

младший научный сотрудник Лаборатории кристаллохимии минералов ИГЕМ РАН, Москва, Россия

Борис Владимирович Покидько, Институт геологии рудных месторождений, петрографии, минералогии и геохимии Российской ака-демии наук (ИГЕМ РАН), Москва

к.х.н., старший научный сотрудник Лаборатории кристаллохимии минералов ИГЕМ РАН, Москва, Россия

Виктория Валерьевна Крупская, Институт геологии рудных месторождений, петрографии, минералогии и геохимии Российской ака-демии наук (ИГЕМ РАН), Москва

к.г-м.н., ведущий научный сотрудник, Лаборатории кристаллохимии минералов ИГЕМ РАН, Москва, Россия

Литература

Sapargaliev E.M., Kravchenko M.M. Special features of the genesis of the Tagan layer of bentonite in the “Zaysanskoy” cav-ity, RUDN Journal of Engineering Re-search. 2007; 3:40-46.

Belousov P.E., Krupskaya V.V. Ben-tonite clays of Russia and neighboring countries, Georesources. 2019; 21(3): 79-90.

GOST 21283-93 Bentonite clay for fine and building ceramics. 1993. (In Russ.)

GOST 28177-89. Moulding bentonite clays. General specifications. 1989. (In Russ.)

Belousov P.E., Pokidko B.V., Za-kusin S.V., Krupskaya V.V. Quantitative methods for quantification of montmorillo-nite content in bentonite clays, Georesources, 2020; 22(3): 8-47.

Bergaya F., Lagaly G. Handbook of Clay Science. Oxford. Elsevier Science, 2-nd ed. 2013. Ch. 2: 42-44.

Kaufhold S. Comparison of methods for the determination of layer charge densi-ty of montmorillonites, Applied Clay Sci-ence, 2006; 34(1-4): 14-21.

Lagaly G. Characterization of clay by organic compounds. Clay Minerals. 1981;16: 1-21.

Kukovsky E.G., Lagaly G, Weiss А. Layer charge determination in montmoril-lonite, Mineralogical collection of Lvov State University. Ivan Franko, 1971; 25(1): 11-17.

Stul M.S., Mortier W.J. The hetero-geneity of charge density in montmorillo-nites, Clays and Clay Minerals, 1974; 22(5-6): 391-396.

Krupskaya V.V., Zakusin S.V., Lekhov V.A., Dorzhieva O.V., Belousov P.E., Tyupina E.A. Buffer properties of bentonite barrier systems for radioactive waste isolation in geological repository in the Nizhnekanskiy massif, Radioactive waste, 2020; 10 (1): 35-55.

Krupskaya V.V., Biryukov D.V., Belousov P.E., Lekhov V.A, Romanchuk A.Y., Kalmykov S.N. The use of natural clay materials to increase the nuclear and radiation safety of nuclear legacy facilities, Radioactive waste, 2020; 3(2): 30-43.

Pokidko B.V., Krupskaya V.V., Bel-ousov P.E., Zakusin S.V. Method of cation exchange capacity determination by copper (II) triethylenetetramine complex – Cutri-en, FBI Rostest-Moscow, 2022; Certificate №АВ 0003160, method № 1002/03 RA.RU. 311703-2022.

Dohrmann R., Genske D., Karnland O. at al. Interlaboratory CEC and ex-changeable cation study of bentonite buffer materials: II. Alternative methods, Clays and Clay Minerals, 2012; 60(2): 176-185.

Pokidko B.V., Krupskaya V.V., Bel-ousov P.E., Zakusin S.V. Method of cation exchange capacity estimation by copper (II) ethylenediamin complex adsorption FBU Rostest-Moscow. Certificate №АВ 0003160, method № 1002/03 RA.RU. 311703-2022

Lagaly G., Fernandez-Gonzalez M., Weiss A. Problems in layer-charge deter-mination of montmorillonites, Clay Miner-als, 1976; 11(3): 173-187.

Kaufhold S. Comparison of methods for the determination of the layer charge density (LCD) of montmorillonites, Ap-plied Clay Science. 2006; 34(1-4): 14-21.