Влияние кислотной и щелочной обработки на физико- химические свойства поверхности природного глауконита
Ключевые слова:
природный глауконит, кислотная и щелочная активация, характеристика структуры и поверхности, активные центры поверхности, каталитическая конверсия метилбутинола
Аннотация
Физико-химические свойства структуры и поверхности природного (Glt-Nat) и модифицированного растворами 2М H2SO4 (Glt-Ac); 2M NaOH (Glt-Alk) алюмосиликатного образца, содержащего глауконит, изучены методами XRD, SEM, BET и каталитической конверсии
метилбутинола (МВОН). Обнаружено, что исследуемый образец является смесью смешаннослойных минералов ряда иллит-смектит (I-S) с соотношениями слоев I:S равными 50:50 и 80:20. Содержание фазы I:S=50:50 изменилось следующим образом: 30-35% для Glt-Nat; 20-25% для Glt-Ac и 10-15% для Glt-Alk. Элементный состав значительно не изменился после обоих типов химической обработки,
тогда как двукратное увеличение удельной поверхности было обнаружено для кислотно-активированного минерала. Каталитическая конверсия МВОН после 10 мин. реакции изменялась в ряду: Glt-Ac (25.4%) > Glt-Nat (23.5%) > Glt-Alk (5.7%). Распределение продуктов реакции подтвердило присутствие как кислотных, так и основных центров на поверхности, при наибольшем вкладе кислотных центров. Согласно экспериментальным значениям выхода продуктов, образуемых с участием кислотных центров, кислотность единицы поверхности минерала изменялась в порядке: GltNat > Glt-Ac > Glt-Alk. Химическая модификация природного образца привела к вариациям в его кислотности/основности поверхности, как следует из значений отношения (Ra/b) выхода продуктов, нормализованных на единицу площади поверхности. Наибольшее значение Ra/b было обнаружено для Glt-Ac (97.5), что в три раза выше, чем таковое для Glt-Nat (33.1) и в 7.7 раз выше, чем для Glt-Alk (12.6).
Скачивания
Данные скачивания пока не доступны.
Литература
1.Zhabin A.V., Sharov V.A., Annals of Voronezh State University. Geology, 2005, No 1, pp. 18-32.
2.Zhabin A.V., Savko A.D., Glauconites of Voronezh Anticline, Ocherki po regopnalnoi geologii, Saratov: Nauka, 2008, pp. 48-56.
3.Zhabin A.V., Zolototrubova E.V., Vesntnik VGU, Issue: Geolory, 2008, No 2, pp.222-227.
4.Afanasieva N.I., Zorina S.O., Gubaidulina A.M. et al., Litosphera, 2013, No 2, pp. 65-75.
5.Thompson G., Hower J., Clays and Clay Minerals, 1975, Vol. 23, pp. 289-300.
6.Sakharov B. A., Besson G., Drits V.A. et al., Clay Minerals, 1990, Vol. 25, pp. 419-435.
7.Drits V.A., Ivanovskaya T.A., Sakharov B.A. et al., Lithology and mineral resources, 2010, Vol. 45, No 6, pp. 555-576.
8.Shcherbakova M.Ya ., Nikolaeva I.V., Istomin V.E. Forms of Fe3+ in minerals of glauconite group according to EPR-data and its role for the diagnosis of unaltered and altered varieties of minerals. Collection of scientific works «Crystal chemistry and paragenesis of minerals of sedimentary rocks». Ed. by Zanin
Yu.N.: Novosibirsk, 1975, pp. 6-13.
9.The chemistry of clay minerals, Elsevier Scientific Publishing Group, Amsterdam, 2011, 212 p.
10. Foster M.D. Studies of Celadonite and Glauconite. In GEOLOGICAL SURVEY PROFESSIONAL PAPER 614-F: A study of the compositional relations between celadonites and glauconites and an interpretation of the composition of glauconites. United States Government Printing Office, Washington: 1969,
23 p.
11. Gavrilov Yu.O., Shchepetova E.V., Lithology and Mineral Resources, 2000, No 6, pp. 613-623.
12. Schaetzl R., Thompson M.L. Soils. Cambridhe University Press, 2015, 800 p.
13. Ivanovskaya T.A., Zaitseva T.S., Zvyagina B.B., Sakharov B.A., Lithology and Mineral Resources, 2012, No 6, pp. 562-584.
14. Sukharev Yu.I., Kuvykina E.A., Proceedings of the Chelyabinsk Scientific Center, 2000, No 3, pp. 77-81.
15. Grigorieva E.A. Sorption properties of glauconites from Karinskoe deposit. PhD thesis, 2004, 140 p.
16. Franus W., Klinik J., Franus M., Mineralogia Polonica, 2004, Vol. 35, No 2, pp. 53-61.
17. Levchenko M.L., Gubaidulina A.M., Lygina T.Z., Bulletin of the University of Kazan, 2009, No 4, pp. 58-61.
18. Vigdorovich V.I., Tsygankov L.E., Shel’ N.V. et al., Sorbtsionnye i khromatograficheskie protsessy, 2014, Vol. 14, No 4, pp. 654-662.
19. Vigdorovich V.I., Tsygankov L.E., Morshchinina I.V., Sorbtsionnye i khromatograficheskie protsessy, 2014. Vol. 14, No 2, pp. 286-295.
20. Vigdorovich V.I., Tsygankov L.E., Shel’ N.V. et al., Sorbtsionnye i khromatograficheskie protsessy, 2015. Vol. 15, No 1, pp. 85-93.
21. Franus M., Bandura L., Fresenius Environmental Bulletin, 2014, Vol. 23, No 3a, pp. 825-839.
22. Grigorieva E.A., Antoshkina E.G., The young scientist, 2012, Vol. 41, No 6, pp. 86-90.
23. Novikova L., Bel’chinskaya L., Roessner F., Russian Journal of Physical Chemistry, 2006, Vol. 80, No 1, pp. S185–S188.
24. Bel’chinskaya L.I., Khodosova N.A., Strel’nikova O.Yu. et al., Protection of Metals and Physical Chemistry of Surfaces, 2015, Vol. 51, No. 5, pp. 779-786.
25. Doušová B., Grygar T., Martaus A. et al., Journal of Colloid and Interface Science, 2006, Vol. 302, pp. 424-431.
26. Belchinskaya L.I., Kozlov K.A., Bondarenko A.V. et al., Russian Journal of Applied Chemistry, 2008, Vol. 81, No 6, pp.926-930.
27. Mitrovich A., Zdujich M., Serb. Chem. Soc., 2013,Vol. 78, No 4, pp. 579-590.
28. Anisimov M.V., Khodosova N.Aa, Belchinskaya L.I., Voronezh Scientific and Technical Gazette, 2014, Vol. 7, No 1, pp. 4-12.
29. Belchinskaya L., Anisimov M., Novikova L., Khodosova N. Features of sorptiondesorption processes on natural alumosilicates treated in pulse magnetic field // Abstracts of II International Conference «Clays, Clay minerals and layered materials», Russia, pp. 139.
30. Kuanyshina G.S., Balgysheva B.D., Asilov A.B., Urakaev F.Kh. Modified glauconites and their sorption properties. Chemistry for Sustainable Development, 2014, 22, pp. 39-44.
31. Sukharev Yu.I., Kuvykina E.A. Use of glauconite from the Ural’s deposit in the processes of water purification from iron (II, III) // Proceedings of the Chelyabinsk Scientific Center, section “Chemistry and Chemical Engineering”, 2002, Vol. 1, No 14, pp. 62-66.
32. Rybkov V.S., Starodubov A.V., Zaharevich A.M. et al., Physics and Chemistry of Materials Processing, 2012, No 6, pp.88-93.
33. Lauron-Pernot, M., Luck, F., Popa, J.M., Applied Catalysis, 1991, Vol. 78, pp. 213-225.
34. Novikova L.A., Roessner F., Belchinskaya L.I. et al., Applied Clay Science, 2014, Vol. 101, pp. 229-236.
35. Guggenheim S., Adams J.M., Bain D.C. et al., Clays and Clay Minerals, 2006, Vol. 54, pp. 761-772.
36. Pushcharovsky D.Yu. Rentgenography of minerals, M .: Geoinformmark, 2000, 292 p.
37. Eberl, D.D., 2003, User's guide to RockJock - A program for determining quantitative mineralogy from powder X-ray diffraction data: U.S. Geological Survey OpenFile Report 2003-78, 47 p.
38. Drits V.A., Sakharov B.A. X-ray diffraction analysis of the mixed-layer minerals. M.: Nauka, 1976, 256 p.
39. Bailey S.W., Brindley G.W., Kodama H. et al., Clays and Clay Minerals, 1979, Vol. 27, No 3, pp. 238-239.
40. Bailey S.W., Brindley G.W., Fanning D.S. et al., Clays and Clay Minerals, 1984, Vol. 32, No 3, pp. 239.
41. Belchinskaya L., Khokhlov V., Novikova L., Jen Ly Tkhi., Journal of Applied Chemistry, Hindawi Publishing Corporation, 2013, pp. 1-9.
http://dx.doi.org/10.1155/2013/789410
42. Lauron-Pernot H. Evaluation of surface acido-basic properties of inorganic-based solids by model catalytic alcohol reaction networks. Catalys. Rev. 2006, 48, pp. 315-361.
43. Alsawalha M., Roessner F., React. Kinet. Catal. Lett., 2008, Vol. 94, pp. 63-69.
44. Johns W.D., McKallip T.E., AAPG Bulletin, 1989, Vol. 73, No 4, pp. 472-482.
2.Zhabin A.V., Savko A.D., Glauconites of Voronezh Anticline, Ocherki po regopnalnoi geologii, Saratov: Nauka, 2008, pp. 48-56.
3.Zhabin A.V., Zolototrubova E.V., Vesntnik VGU, Issue: Geolory, 2008, No 2, pp.222-227.
4.Afanasieva N.I., Zorina S.O., Gubaidulina A.M. et al., Litosphera, 2013, No 2, pp. 65-75.
5.Thompson G., Hower J., Clays and Clay Minerals, 1975, Vol. 23, pp. 289-300.
6.Sakharov B. A., Besson G., Drits V.A. et al., Clay Minerals, 1990, Vol. 25, pp. 419-435.
7.Drits V.A., Ivanovskaya T.A., Sakharov B.A. et al., Lithology and mineral resources, 2010, Vol. 45, No 6, pp. 555-576.
8.Shcherbakova M.Ya ., Nikolaeva I.V., Istomin V.E. Forms of Fe3+ in minerals of glauconite group according to EPR-data and its role for the diagnosis of unaltered and altered varieties of minerals. Collection of scientific works «Crystal chemistry and paragenesis of minerals of sedimentary rocks». Ed. by Zanin
Yu.N.: Novosibirsk, 1975, pp. 6-13.
9.The chemistry of clay minerals, Elsevier Scientific Publishing Group, Amsterdam, 2011, 212 p.
10. Foster M.D. Studies of Celadonite and Glauconite. In GEOLOGICAL SURVEY PROFESSIONAL PAPER 614-F: A study of the compositional relations between celadonites and glauconites and an interpretation of the composition of glauconites. United States Government Printing Office, Washington: 1969,
23 p.
11. Gavrilov Yu.O., Shchepetova E.V., Lithology and Mineral Resources, 2000, No 6, pp. 613-623.
12. Schaetzl R., Thompson M.L. Soils. Cambridhe University Press, 2015, 800 p.
13. Ivanovskaya T.A., Zaitseva T.S., Zvyagina B.B., Sakharov B.A., Lithology and Mineral Resources, 2012, No 6, pp. 562-584.
14. Sukharev Yu.I., Kuvykina E.A., Proceedings of the Chelyabinsk Scientific Center, 2000, No 3, pp. 77-81.
15. Grigorieva E.A. Sorption properties of glauconites from Karinskoe deposit. PhD thesis, 2004, 140 p.
16. Franus W., Klinik J., Franus M., Mineralogia Polonica, 2004, Vol. 35, No 2, pp. 53-61.
17. Levchenko M.L., Gubaidulina A.M., Lygina T.Z., Bulletin of the University of Kazan, 2009, No 4, pp. 58-61.
18. Vigdorovich V.I., Tsygankov L.E., Shel’ N.V. et al., Sorbtsionnye i khromatograficheskie protsessy, 2014, Vol. 14, No 4, pp. 654-662.
19. Vigdorovich V.I., Tsygankov L.E., Morshchinina I.V., Sorbtsionnye i khromatograficheskie protsessy, 2014. Vol. 14, No 2, pp. 286-295.
20. Vigdorovich V.I., Tsygankov L.E., Shel’ N.V. et al., Sorbtsionnye i khromatograficheskie protsessy, 2015. Vol. 15, No 1, pp. 85-93.
21. Franus M., Bandura L., Fresenius Environmental Bulletin, 2014, Vol. 23, No 3a, pp. 825-839.
22. Grigorieva E.A., Antoshkina E.G., The young scientist, 2012, Vol. 41, No 6, pp. 86-90.
23. Novikova L., Bel’chinskaya L., Roessner F., Russian Journal of Physical Chemistry, 2006, Vol. 80, No 1, pp. S185–S188.
24. Bel’chinskaya L.I., Khodosova N.A., Strel’nikova O.Yu. et al., Protection of Metals and Physical Chemistry of Surfaces, 2015, Vol. 51, No. 5, pp. 779-786.
25. Doušová B., Grygar T., Martaus A. et al., Journal of Colloid and Interface Science, 2006, Vol. 302, pp. 424-431.
26. Belchinskaya L.I., Kozlov K.A., Bondarenko A.V. et al., Russian Journal of Applied Chemistry, 2008, Vol. 81, No 6, pp.926-930.
27. Mitrovich A., Zdujich M., Serb. Chem. Soc., 2013,Vol. 78, No 4, pp. 579-590.
28. Anisimov M.V., Khodosova N.Aa, Belchinskaya L.I., Voronezh Scientific and Technical Gazette, 2014, Vol. 7, No 1, pp. 4-12.
29. Belchinskaya L., Anisimov M., Novikova L., Khodosova N. Features of sorptiondesorption processes on natural alumosilicates treated in pulse magnetic field // Abstracts of II International Conference «Clays, Clay minerals and layered materials», Russia, pp. 139.
30. Kuanyshina G.S., Balgysheva B.D., Asilov A.B., Urakaev F.Kh. Modified glauconites and their sorption properties. Chemistry for Sustainable Development, 2014, 22, pp. 39-44.
31. Sukharev Yu.I., Kuvykina E.A. Use of glauconite from the Ural’s deposit in the processes of water purification from iron (II, III) // Proceedings of the Chelyabinsk Scientific Center, section “Chemistry and Chemical Engineering”, 2002, Vol. 1, No 14, pp. 62-66.
32. Rybkov V.S., Starodubov A.V., Zaharevich A.M. et al., Physics and Chemistry of Materials Processing, 2012, No 6, pp.88-93.
33. Lauron-Pernot, M., Luck, F., Popa, J.M., Applied Catalysis, 1991, Vol. 78, pp. 213-225.
34. Novikova L.A., Roessner F., Belchinskaya L.I. et al., Applied Clay Science, 2014, Vol. 101, pp. 229-236.
35. Guggenheim S., Adams J.M., Bain D.C. et al., Clays and Clay Minerals, 2006, Vol. 54, pp. 761-772.
36. Pushcharovsky D.Yu. Rentgenography of minerals, M .: Geoinformmark, 2000, 292 p.
37. Eberl, D.D., 2003, User's guide to RockJock - A program for determining quantitative mineralogy from powder X-ray diffraction data: U.S. Geological Survey OpenFile Report 2003-78, 47 p.
38. Drits V.A., Sakharov B.A. X-ray diffraction analysis of the mixed-layer minerals. M.: Nauka, 1976, 256 p.
39. Bailey S.W., Brindley G.W., Kodama H. et al., Clays and Clay Minerals, 1979, Vol. 27, No 3, pp. 238-239.
40. Bailey S.W., Brindley G.W., Fanning D.S. et al., Clays and Clay Minerals, 1984, Vol. 32, No 3, pp. 239.
41. Belchinskaya L., Khokhlov V., Novikova L., Jen Ly Tkhi., Journal of Applied Chemistry, Hindawi Publishing Corporation, 2013, pp. 1-9.
http://dx.doi.org/10.1155/2013/789410
42. Lauron-Pernot H. Evaluation of surface acido-basic properties of inorganic-based solids by model catalytic alcohol reaction networks. Catalys. Rev. 2006, 48, pp. 315-361.
43. Alsawalha M., Roessner F., React. Kinet. Catal. Lett., 2008, Vol. 94, pp. 63-69.
44. Johns W.D., McKallip T.E., AAPG Bulletin, 1989, Vol. 73, No 4, pp. 472-482.
Опубликован
2018-02-20
Как цитировать
Krupskaya, V. V., Novikova, L. A., Zhabin, A. V., Belchinskaya, L. I., & Roessner, F. (2018). Влияние кислотной и щелочной обработки на физико- химические свойства поверхности природного глауконита. Сорбционные и хроматографические процессы, 15(5), 730-740. https://doi.org/10.17308/sorpchrom.2015.15/327
Раздел
Статьи
