Везде

ОХНМКоллоидный журнал Colloid Journal

  • ISSN (Print) 0023-2912
  • ISSN (Online) 3034-543X

ИССЛЕДОВАНИЕ МЕХАНИЗМОВ СТРУКТУРООБРАЗОВАНИЯ В ВОДНЫХ ДИСПЕРСИЯХ NA+-СМЕКТИТОВ

Вы можете
Код статьи
S3034543XS0023291225020054-1
DOI
10.7868/S3034543X25020054
Тип публикации
Статья
Статус публикации
Опубликовано
Авторы
Покидько Б. В.
  • Аффилиация: Институт геологии рудных месторождений, петрографии, минералогии и геохимии Российской академии наук
Дулина О. А.
  • Аффилиация: МИРЭА - Российский технологический университет
Том/ Выпуск
Том 87 / Номер выпуска 2
Страницы
128-141
Аннотация
В работе представлены результаты экспериментального исследования коллоидной структуры и реологии разбавленных водных дисперсий и гелей Na+-монтмориллонита, полученные методами капиллярной и ротационной вискозиметрии. С ростом концентрации индифферентного электролита водные дисперсии глинистых частиц претерпевают значительные структурные изменения, что существенным образом отражается на характере течения таких систем. При этом в узком диапазоне концентраций электролита (~3 мМ), существенно более низких по сравнению с известными из литературы значениями порогов коагуляции, фиксируется критическая концентрация, инвариантная по отношению к концентрации дисперсий в диапазоне 0.25-3.0 масс. %. Наличие существенных изменений реологического поведения в данной области концентраций электролита может отражать как процессы формирования/разрушения агрегатов, так и происходящее в системе изменение механизма агрегации/структурообразования. Экспериментальные данные по реологии дисперсий были сопоставлены с теоретическими расчетами и результатами дисперсионного анализа (метод ДСР) водных дисперсий, что позволяет расширить представления о процессе структурообразования в глинистых дисперсиях.
Ключевые слова
смектиты структурообразование реология монтмориллонит дисперсии агрегация ДЭС золи гели
Дата публикации
13.01.2025
Год выхода
2025
Всего подписок
0
Всего просмотров
20

Библиография

  1. 1. Van Olphen H. An Introduction to Clay Colloid Chemistry. 1963. NY and London: Wiley, 1963.
  2. 2. Осипов В.И., Соколов В.Н. Глины и их свойства. Состав, строение и формирование свойств. М.: ГЕОС. 2013. С. 576.
  3. 3. Handbook of clay science. Sec. ed. Part A. Fundamentals. Edited by F.Bergaya and G. Lagaly. Oxford, UK: Elsevier. 2006. Ch.8 (Colloid clay science. ed. by G.Lagaly, I.Dekany, pp. 243-346), p. 1246, ISBN: 0080441831.
  4. 4. Bailey L., Lekkerkerker H.N.W., Maitland J.C. Smectite clay - inorganic particle mixed suspensions. Phase behavior and rheology // Soft Matter. 2015. V. 11. № 2. P. 222-236. https://doi.org/10.1039/c4sm01717j
  5. 5. Norrish K. The swelling of montmorillonite // Discussions of the Faraday Society. 1954. V. 18. P. 120. https://doi.org/10.1039/c4sm01717j 134. https://doi.org/10.1039/df9541800120
  6. 6. Michot L.J., Bihannic I., Porsch K. Phase diagrams of Wyoming Namontmorillonite clay. Influence of particle anisotropy // Langmuir. 2004. V. 20. № 25. P. 10829-10837. https://doi.org/10.1021/la0489108
  7. 7. Abend S., Lagaly G. Sol-gel transitions of sodium montmorillonite dispersions // Applied clay science. 2000. V. 16. № 3-4. P. 201-227 https://doi.org/10.1016/s0169-1317 (99)00040-x
  8. 8. Pilavtepe M., Delavernhe L., Steudel A. et al. Formation of arrested states in natural di- and trioctahedral smectite dispersions compared to those in synthetic hectorite - a macro- and microrheological study // Clays and clay minerals. 2018. V. 66. № 4. P. 339-352. https://doi.org/10.1346/CCMN.2018.064102
  9. 9. Kimura H., Okubo T. Rheological properties of sodium montmorillonite in exhaustively deionized dispersions and in the presence of sodium chloride // Colloid and polymer science. 2002. V. 280. № 6. P. 579-583. https://doi.org/10.1007/s00396-001-0647-y
  10. 10. Shoaib M., Khan S., Wani O.B., Adala A., Seiphoori A., Bobicki E.R. Modulation of soft glassy dynamics in aqueous suspensions of an anisotropic charged swelling clay through pH adjustment // Journal of colloid and interface science. 2022. V. 606. № 1. P. 860-872. https://doi.org/10.1016/j.jcis.2021.08.034
  11. 11. Pecini E.M.; Avena M.J. Measuring the isoelectric point of the edges of clay mineral particles: The case of montmorillonite // Langmuir. 2013. V. 29. № 48. P. 14926-14934. https://doi.org/10.1021/la403384g
  12. 12. Secor R.B., Radke C.J. Spillover of the diffuse double layer on montmorillonite particles // Journal of colloid and interface science. 1985. V. 103. № 1. P. 237-244. https://doi.org/10.1016/0021-9797 (85)90096-7
  13. 13. Tombacz E., Szekeres M. Colloidal behavior of aqueous montmorillonite suspensions: the specific role of pH in the presence of indifferent electrolytes // Applied clay science. 2004. V. 27. № 1-2. P. 75-94. https://doi.org/10.1016/j.clay.2004.01.001
  14. 14. Miller S.E., Low P.F. Characterization of electrical double layer of montmorillonite // Langmuir. 1990. V. 6. № 3. P. 572-578. https://doi.org/10.1021/la00093a010
  15. 15. Chen J.S., Cushman J.H., Low P.E. Rheological behavior of Na-montmorillonite suspensions at low electrolyte concentrations // Clays and clay minerals. 1990. V. 38. № 1. P. 57-62. https://doi.org/10.1346/ccmn.1990.0380108
  16. 16. Lagaly G., Ziesmer S. Colloid chemistry of clay minerals: the coagulation of montmorillonite dispersion // Advances in colloid and interface science. 2003. V. 100-102. P. 105-128. https://doi.org/10.1016/S0001-8686 (02)00064-7
  17. 17. Kaufhold S., Kaufhold A., Dohrmann R.Comparison of the critical coagulation concentrations of allophane and smectite // Colloids and interfaces. 2018. V. 2. № 1. P. 1-14. https://doi.org/10.3390/colloids2010012
  18. 18. Jackson, M.L. Soil Chemical Analysis: Advanced Course; UW-Madison Libraries parallel press, 2005; ISBN 1-893311-47-3.
  19. 19. Koroleva T., Krupskaya V., Tyupina E., Morozov I., Kozlov P., Pokidko B., Zakusin S., Zaitseva T. Impacts of impurity removal chemical pretreatment procedures on the composition and adsorption properties of bentonites // Minerals. 2024. V. 14. № 8. P. 1-14. https://doi.org/10.3390/min14080736
  20. 20. Покидько Б.В., Крупская В.В., Белоусов П.Е., Закусин С.В. Методика измерения емкости катонного обмена по адсорбции комплекса меди (II) с триэтилентетрамином - Cutrien. ФБУ Ростест-Москва, Свидетельство об аттестации №АВ 0003160, метод № 1002/03 RA.RU. 311703-2022.
  21. 21. Глины формовочные бентонитовые. ГОСТ 28177-89.
  22. 22. Покидько Б.В. Экспериментальные методы точной оценки состава обменного комплекса смектитов и бентонитовых глин. Материалы VII Российской школы по глинистым минералам «Argilla Studium-2022», Москва: ИГЕМ РАН. 2022. C. 32-34.
  23. 23. Kaufhold S, Dohrmann R., Stucki J.W., Anastacio A.S. Layered charge density of smectites - closing the gap between the structural formula method and the alkyl ammonium method // Clays and clay minerals. 2011. V. 59. № 2. P. 200-211. https://doi.org/10.1346/CCMN.2011.0590208
  24. 24. Tsipursky S.J., Eisenhour D.D., Beall G.W. at al. Method of determining the composition of clay deposit. United state patent 6235533, 2001. AMCOL Int Corp. G01N 33/00
  25. 25. Weber Ch., Kaufhold S. Hamaker functions for kaolinite and montmorillonite // Colloid and interface science communications. 2021. V. 43. P. 100442. https://doi.org/10.1016/j.colcom.2021.100442
  26. 26. Segad M., Jonsson Bo., Akesson T., Cabane B. Ca/Na montmorillonite: structure, forces and swelling properties // Langmur. 2010. V. 26. №. 8. P. 5782-5790. https://doi.org/10.1021/la9036293
  27. 27. Baravian C., Vantelon D., Yhomas F. Rheological determination of interaction potential energy for aqueous clay suspensions // Langmuir. 2003. V. 19. № 19. P. 8109-8114. https://doi.org/10.1021/la034169c
  28. 28. Kaufhold S., Dohrmann R., Koch D., Houben G. The pH of aqueous bentonite suspensions // Clays and Clay Minerals. 2008. V. 56. № 3. P. 338-343. https://doi.org/10.1346/CCMN.2008.0560304
  29. 29. Holmboe M., Wold S., Jonsson M. Porosity investigation of compacted bentonite using XRD profile modeling // Journal of contaminant hydrology. 2012. V. 128. № 1-4. P. 19-32. https://doi.org/10.1016/j.jconhyd.2011.10.005
QR
Перевести

Индексирование

Scopus

Scopus

Scopus

Crossref

Scopus

Высшая аттестационная комиссия

При Министерстве образования и науки Российской Федерации

Scopus

Научная электронная библиотека