Модификация адсорбционных свойств монтмориллонита при термохимическом воздействии
Аннотация
В работе рассмотрены особенности модификации строения и поверхностных свойств Таганского бентонита в результате его обработки раствором азотной кислоты при повышенной температуре. Изучение особенностей состава и строения исходных и модифицированных образцов бентонита выполнено комплексом методов, включающим в себя рентгеновскую дифракцию, ИК- Фурье спектроскопию, электронную микроскопию, рентгенофлуоресцентный анализ. В качестве показателей поверхностных свойств были определены величины удельной поверхности и емкости катионного обмена. Показана стадийность преобразования строения монтмориллонита под
воздействием кислотной обработке. Выявлено, что под воздействием растворов 1M HNO3 происходит частичное вымывание межслоевых и октаэдрических катионов, что приводит к протонированию внутренних поверхностей, а также появлению микропор, возникающих за счет частичной деградации структуры вследствие протонирования OH-групп октаэдрических сеток, изменения координации Al в октаэдрах и частичного вымывания катионов из октаэдрических позиций. Результатом воздействия растворов кислоты является изменение общего заряда слоя и характера взаимодействия сеток и слоев друг с другом, и, как следствие, частичное разрушение частиц, что в свою очередь приводит к значительному увеличению удельной поверхности. На этом фоне происходит снижение емкости катионного обмена за счет снижения заряда слоя, а также осаждения аморфного кремнезема и фрагментов растворенных тетраэдрических сеток
Скачивания
Литература
2. Laverov N.P. et al. Izmenenie okruzhayushchei sredy i klimata. Izolyatsiya otrabotavshikh yadernykh materialov: geologogeokhimicheskie
osnovy [Changes in the environment and climate. Isolation of spent nuclear materials: geological and geochemical baselines]. Moscow, IGEM RAS, IPE RAN,
2008, Vol. 5, 280 p.
3. Drits V.A., Kossovskaya A.G. Glinistye mineraly: smektity, smeshanosloinye obrazovaniya [Clay minerals: smectites,
interlayered minerals], Moscow, Nauka, 1990, 214 p.
4. Moore D.M., Reynolds R.C. Jr., X-Ray Diffraction and the Identification and Analysis оf Clay Minerals, 2nd ed. Oxford University Press, 1997, 378 p.
5. Rybal'chenko V.D. et al., Glubinnoe zakhoronenie zhidkikh radioaktivnykh otkhodov [Deep-earth burial of liquid radioactive wastes]. Moscow, IzdAT, 1995, 256 p.
6. Zubkov A.A. et al., Materialy Rossiiskoi konferentsii "Fundamental'nye aspekty bezopasnogo zakhoroneniya RAO v geologicheskikh formatsiyakh" [Transformation of the rock-liquid system in the disposal of JSC "SKhK" liquid radioactive wastes of low activity level in sand reservoirs", materials of
the Russian conference "Fundamental aspects of the safe disposal of radioactive wastes in geological formations], October 15-6 2013, Moscow, Publishing group "Granitsa", 2013, pp. 54-56.
7. Bish D.L., Post J.E. American Mineralogist, 1993, Vol. 78, pp. 932-940.
8. Czímerová A., Bujdák J., Dohrmann R., Applied Clay Science, 2006, Vol. 34, pp. 2-13.
9. Viani A.1, Gualtieri A.F., Artioli G., American Mineralogist, 2002, Vol. 87, pp. 966-975.
10. Madejova J., Komadel P., Clays and Clay Minerals, 2001, Vol. 49, No 5, pp. 410-432.
11. Russell J.D., Fraser A.R., in: M.J. Wilson (Ed.). Clay Mineralogy: Spectroscopic and Chemical Determinative Methods. London, Chapman & Hall, 1996, pp. 11-67.
12. Komadel P., Clay Minerals, 2003, Vol. 38, 127-138. Available at: http://dx.doi.org/10.1180/0009855033810083.
13. Tyagi B., Chudasama C.D., Jasra R.V., Spectrochimica Acta Part A, 2006, Vol. 64, pp. 273-278.
14. Pentrák M, Czímerová A, Madejová J., Komadel P., Applied Clay Science, 2012; Vol. 55, pp. 100-107. Available at:
http://dx.doi.org/10.1016/j.clay.2011.10.012
15. Finevich V.P., Allert N.A., Karpova T.R., Duplyakin V.K. Rossiiskii khimicheskii zhurnal (Zhurnal Rossiiskogo khimicheskogo obshchestva im. D.I. Mendeleva), 2007, Vol. LI, No 4, pp. 69-74.
16. Dong H., Peacor D.R., Clays and Clay Minerals, 1996, Vol. 44, No 2, pp. 257-275.
17. Shlykov V.G. Rentgenovskii analiz mineral'nogo sostava dispersnykh gruntov. Moscow [X-Ray analysis of the mineral composition of fine-grained soils]. GEOS, 2006. 175 p.
18. Kheok S.C., Lim E.E., J. Am. Oil Chem. Soc., 1982, Vol. 59, pp. 129-131.
19. Morgan D.A. et al., J. Am. Oil Chem. Soc., 1985, Vol. 62, 292-299.
20. Tomić Z.P. et al., Journal of Agricultural Sciences, 2011, Vol. 56, No 1, pp. 25-35. DOI: 10.2298/JAS1101025T.
21. Krupskaya V.V. et al., Novoobrazovannyi smektit kak indikator preobrazovanii geologicheskoi sredy pod vozdeistviem vysokoreaktsionnykh rastvorov,
soprovozhdayushchikh zhidkie radioaktivnykh otkhody [The newly-formed smectite as an indicator of changes of the geological environment under the influence of highly reactive fluids that carry liquid radioactive wastes] Reports of the Academy of Sciences, in print.
22. He H. et al., Clay Minerals, 2002, Vol. 37, pp 337-344.
23. Sergeev E.M., Golodovskaya G.A., Ziangirov R.S. et al., Gruntovedenie (izd. 4) [Soil Science (Vol. 4)]. Moscow, Izd-vo MGU, 1983, 386.p.
24. Osipov V.I., Sokolov V.N. Gliny i ikh svoistva. Sostav, stroenie i formirovanie svoistv [Clays and their properties. The composition, structure and properties formation]. Moscow, GEOS, 2013, 576 p.
25. Rouquerolt J. et al., Pure and Applied Chemistry, 1994, Vol. 66, pp. 1739-1758.
26. Karnaukhov A.P. Adsorbtsiya. Tekstura dispersnykh i poristykh materialov [Adsorption. The texture of dispersive and porous materials]. Novosibirsk, Nauka, 1999, 470 p.
27. IUPAC Manual of Symbols and Terminology Pure and Applied Chemistry. 1972, Vol. 31, 577 p.
