Слайд 2
Рис. 1.2. Изменение химического состава бентонита
в результате
обработки кислотой при 900С
(составлено по Vucović et al.,
2006)
Слайд 3
Рис. 1.3. Рентген-дифрактограмма бентонита до и после обработки
кислотой разной концентрации
(составлено по Vucović et al., 2006)
Слайд 4
Рис. 1.5. Схема процесса интеркаляции и вытеснения
адсобированных
органических молекул
на 1:1 глинистых минералах
(составлено по Lagaly
et al., 2006)
Слайд 5
Рис. 1.6. Способная к формированию сильной
водородной связи
молекулой пиридина (А)
и молекула диметилсульфоксида с сильным дипольным
моментом (В)
Слайд 6
Рис. 1.7. Различные типы взаимодействий
смектитов с органическими
молекулами (составлено по Lagaly et al., 2006)
Слайд 7
Ионы, используемые для получения
органо-глин
децил-аммонийные
CH3(CH2)9NH3+ (C10)
додециламмонийные СH3(CH2)11NH3+
(C12)
CH3
Ӏ
тетраметиламмоний CH3 - N+ - CH3
Ӏ
CH3
Слайд 8
Рис. 1.7.а. Расположение алкиламмонийных ионов в межпакетных промежуках
смектитов: (a) – монослой, (b) – бимолекулярный слой, (с)
– псевдотримолекулярный слой, (d, e) – парафиноподобная упаковка
Слайд 9
Рис. 1.8. Влияние величины заряда и длины цепочки
на расположение и упаковку алкиламмонийных ионов в межслоевых пространствах
смектитов (составлено по Lagaly, 2006)
Слайд 10
Рис. 1.9. Расположение и упаковка ионов додециламмония и
молекул спиртов в межслоевых пространствах смектита: (a) – расположение
молекул спиртов с малым числом атомов С; (b) –бимолекулярная структура с плотной упаковкой алкиламмонийных ионов и молекул и спиртов одинаковой длины; (с) и (d) – наличие вакантных пустот при разной длине алкиламмонийных ионов и молекул спиртов; (е) – уменьшением длины молекул за счет изогнутости (составлено по Lagaly, 2006)
Слайд 11
Табл. 1.1. Сорбция четвертичных аминов с разной длиной
цепочки на монтмориллоните в Na- и К-формах, в %
от добавленного количества (составлено по Zhang et al., 1993)
НТМА – нонилтриметиламмоний (С9), ДТМА – додецилтриметиламмоний (С 12), ГДТМА – гексадецилтриметиламмоний (С19)
Слайд 12
Рис. 1.10. Удельная поверхности, рассчитанная по уравнению БЭТ,
и объем порового пространства исходного Na-монтмориллонита и органо-монтмориллонита с
разным количеством сорбированного HDTMA (составлено по He at al., 2006)
Слайд 13
Na-монтмориллонит Органо-монтмориллонит
Рис. 1.11. Схематическое
изображение структуры Na-
монтмориллонита и органо-глины (составлено по He et
al., 2006)
Слайд 14
Гидролиз и полимеризация соединений
алюминия
(AlOH)2+ + H2O ↔
(Al(OH)2)+ + (H+)
(Al(OH)2)+ + H2O ↔ (Al(OH)3)0 + (H+)
(Al(OH)3)0
+ H2O ↔ (Al(OH)4)- + (H+)
(Al)3+ + H2O ↔ (AlOH)2+ + (H+)
xAl3+ + yH2O = Alx(OH)y(3x – y)+ + yH+
Al2(OH)24+, Al2(OH)5+,
Al3(OH)8+, Al3(OH)45+,
Al6(OH)126+ Al10(OH)228+,
Al13(OH)309+, Al19(OH)4611+
Al13O4(OH)24(H2O)127+
Al2(OH)24+
Al6(OH)126+
Ионный
радиусAl3+
равен 0,05 нм
Общая формула гидроксополимеров Al: [Alx(OH)Y](3x-y)+
1 ≤x ≤54 1 ≤y ≤144
Реакция гидролиза
Слайд 15
Рис. 1.12. Схематическое изображение структуры «Кеггин-иона»
Al13O4(OH)24(H2O)1277+ (частицы Al13)
(составлено по Bertsch, Parker,
1996)
AlIVO4AlVI12(OH)24(H2O)1277+
Слайд 16
Рис. 1.13. Лабильный трехслойный глинистый минерал с колоннобразными
структурами из Al13 в межпакетном пространстве (составлено по Bergaya
et al., 2006)
Слайд 17
Табл. 1.2. Базальные межплоскостные расстояния исходного и интеркалированного
Al-оксополикатионами монтмориллонита, прокаленного при разных температурах после старении системы
в течение разных промежутков времени (составлено по Shin et al., 2003), нм
Слайд 18
Табл. 1.3. Объем порового пространства (общий, микро- и
мезопор в мл/г) исходного и интеркалированного Al-оксополикатионами монтмориллонита, прокаленного
при разных температурах после старении системы в течение разных промежутков времени, мл/г (составлено по Shin et al., 2003)
Слайд 19
Табл. 1.4. Удельная поверхность (общая, микро- и мезопор)
исходного и интеркалированного Al-оксополикатионами монтмориллонита, прокаленного при разных температурах
после старении системы в течение разных промежутков времени, м2/г (составлено по Shin et al., 2003)
Слайд 20
Табл. 1.5. Значения базальных межплоскостных расстояний ГМИКС, прокаленных
при разных температурах и полученных на основе монтмориллонита, исходно
насыщенного разными катионами (составлено по Reis, Ardisson, 2003)
Слайд 21
Термическая стабильность и другие характеристики Al-модифицированного монтмориллонитов, зависит
также от состава катионов, исходно насыщающих минерал. Как видно
из табл. 1.5, монтмориллонит, насыщенный Cs, Ca, Ba, Fe, и Ce после прокаливания при 5500С имели близкие значения межплоскостного расстояния 1,60-1,68 нм.
Структура, образованная по Cu-монтмориллониту, оказалась менее термостабильной и имела значение d001, равное 1,36 нм (Reis, Ardisson, 2003). Из всех перечисленных катионов только Cu может закрепляться в гексагональных пустотах тетраэдрических сеток, что способствует протеканию реакции дегидроксилации, и, следовательно, сжатию кристаллической решетки.
Слайд 22
Рис. 1.14.
Рентгенограммы
ГМИКС, полученных
из монтмориллонита
и
солей Al с разным
составом анионов:
Al-хлорид (a),
Al-сульфат (b),
Al-нитрат (с),
Al-хлоридрол (d)
(составлено по
Aouad et.al., 2006)
Хлоргидрол –
Al2(OH)5Cl 2H2O
Слайд 23
Табл. 1.6. Удельная поверхность и объем порового пространства
ГМИКС, полученного при взаимодействии монтмориллонита с солями Al с
разным составом анионов (составлено по Aouad et al, 2006)
Слайд 24
Рис. 1.16. Схематическое изображение структуры исходного Na-монтмориллонита и
модифицированной структуры в виде «карточного домика» (составлено по Yuan
et.al., 2006)
Слайд 25
Рис. 1.17.
ИК-спектры
монтмориллонита
в Na и Са-формах
до (A, B) и после
(C, D, H, I,
J, K)
взаимодействия
с продуктами
гидролиза
и полимеризации
Fe с разными мольными
отношениями ОH:Fe
в исходном
растворе
В порах закрепляется некоторое количество NO3- (полоса поглощения 1384 см-)