할로이사이트

Halloysite
할로이사이트
Halloysite variety Indianaite Hydrous Aluminum silicate Bedford, Lawrence County, Indiana 2770.jpg
일반
카테고리필로실라이테스
카올리나이트세르펜타인군
공식
(기존 단위)		알시오225(OH)4
스트룬츠 분류9.ED.10
크리스털 시스템단음이의
크리스털 클래스도마틱(m)
(동일한 H-M 기호)
스페이스 그룹참조
단위세포a = 5.14, b = 8.9,
c = 7.214 [å]; β = 99.7°; Z = 1
식별
색흰색, 회색, 녹색, 파란색, 노란색, 포함된 불순물로 인한 빨간색.
수정습관구형 군집, 대형 군집
클라바주{001}에 있음
골절콘코이드
모스 눈금 경도2-2.5
루스터진주, 왁스 또는 칙칙함
발데인성반투명
비중2-2.65
광학 특성바이시알
굴절률nα = 1.553–1.565
nβ = 1.559–1.569
nγ = 1.152–1.1.12
바이레프링스δ = 0.007
참조[1][2][3]

할로이사이트는 경험식 알미노실산염225 점토광물이다.4 주요 성분은 산소(55.78%), 실리콘(21.76%), 알루미늄(20.90%), 수소(1.56%) 등이다. 할로이 사이트는 일반적으로 알루미노 규산염 광물의 열변화에 의해 형성된다.[4] 그것은 디카이트, 카올리나이트, 몬모릴로나이트, 그리고 다른 점토 광물과 섞여서 발생할 수 있다. X선 회절 연구는 긍정적 식별을 위해 필요하다. 1826년에 처음 설명되어 벨기에 지질학자 오말리우스 드할로이의 이름을 따서 명명되었다.

발생

홀로이사이트 나노튜브의 전자 마이크로그래프.[5]
루테늄 촉매 나노입자와 혼합된 할로이사이트 나노튜브.[5]

한로이 현장이 형성되는 것은 열수변화에 의한 것으로 탄산염 암석 근처에서 발견되는 경우가 많다. 예를 들어, 미국 콜로라도주 웨건 휠 갭에서 발견된 한로이 사이트 샘플은 아래쪽으로 움직이는 물에 의한 라이올라이트 풍화제품으로 의심받고 있다.[4] 일반적으로 점토 광물의 형성은 엄청난 양의 물 흐름 때문에 열대 기후와 아열대 기후에서 매우 선호된다. 한로이 사이트는 또한 암석으로부터 광물 형성에 이르기까지 점진적인 변화를 보이지 않는 기저암을 덧씌운 채 발견되었다.[6] 할로이 사이트는 주로 최근에 노출된 화산성 토양에서 발생하지만, 열대 토양에서 발생하는 일차 광물이나 미리 광택을 내는 물질에서 형성되기도 한다.[7] 화성암, 특히 유리가 많은 기저암들은 풍화 및 변화로 인해 홀로이 사이트를 형성하기 쉽다.

미국 유타 주아브 카운티에서 발견된 한로이사이트의 경우처럼 점토는 괴석 및 리모나이트와 밀접한 관련이 있으며 알루나이트가 섞여 있는 경우가 많다. 장석은 또한 이산화탄소에 포화된 물에 의해 분해될 수 있다. 용암이 흐르는 표면 근처에서 장석이 발생하면 CO2 농도가 높아 반응속도가 빠르다. 깊이가 증가함에 따라 침출액은 실리카, 알루미늄, 나트륨 및 칼슘으로 포화 상태가 된다. 일단2 이산화탄소가 고갈되면, 그들은 2차 광물로 침전된다. 그 분해는 물의 흐름에 달려 있다. 플라기오클라아제로부터 한로이사이트가 형성되는 경우에는 중간 단계를 거치지 않는다.[4]

세계에서 가장 큰 홀로이사이트 퇴적물 중 하나는 폴란드 레그니카 근처에 있는 두니노다.[8] 그것은 천만 톤으로 추정되는 물질을 비축해 두고 있다. 이 한로이 사이트는 층층이 쌓이고 평평한 구조로 되어 있는 것이 특징이다.[9]

유타주 유레카 틴틱 지구에 위치한 드래곤 광산에는 촉매질 할로이사이트가 들어 있다. 드래곤 갱도 보증금은 미국에서 가장 큰 것 중 하나이다. 1931년부터 1962년까지 총 생산량은 거의 75만 톤의 할로이 사이트를 추출했다. 10a와 7a로 분류된 순수 할로이사이트가 있다.[10]

구조

할로이사이트는 벽 두께가 10–15 원자 알루미늄판, 외경 50–60 nm, 내경 12–15 nm, 길이 0.5–10 μm인 작은 실린더(나노튜브)로 자연적으로 발생한다. 그들의 외부 표면은 대부분 SiO와2 AlO의23 내부 표면으로 구성되어 있고, 따라서 그 표면은 정반대로 충전되어 있다.[5][11] 두 가지 일반적인 형태가 발견된다. 수분을 공급하면 점토는 1nm의 층 간격을 보이며, 탈수(메타할로이사이트) 시 간격은 0.7nm이다. cation 교환 용량은 2HO가2 5–10 mq/100 g인 반면 4는 5–10 mq/100 g이기 때문에 수화량에 따라 달라진다.HO는2 40–50 meq/100g이다.[12] Endellite는 AlSiO225(OH)/42(HO2) 구조의 대체 이름이다.[12][13]

한로이사이트의 층층 구조로 인해 117m2/g에 이를 수 있는 큰 특정 표면적을 가지고 있다.[14]

적용들

매우 순수한 한로이 사이트는 뉴질랜드에서 운율적인 사건으로부터 채굴된다. 이것의 용도는 도자기와 본차이나를 포함한다.[15][16][17][18]

할로이 사이트는 양이온과 음이온 모두에 효과적인 흡착제다. 석유 균열촉매로도 사용되어 왔으며, 엑손은 1970년대 합성 홀로이사이트를 기반으로 균열촉매를 개발하였다.[19] 구조상 홀로이사이트는 나노복합체에서 자연적 또는 변형된 형태의 필러로 사용될 수 있다. 할로이사이트 나노튜브는 은, 루테늄, 로듐, 백금 또는 코발트로 만들어진 촉매 금속 나노입자와 상호교체가 가능해 촉매 지지대 역할을 한다.[5]

Halloysite는[20] CO2와 CH4의 흡착에 사용되는지 또한 시험된다.[21]

홀로이사이트 나노튜브는 나노입자를 지원하는 것 외에도 둥글게 잘 분산된 나노입자(NP)를 생산하는 템플릿으로도 활용할 수 있다. 예를 들어 크기 조절(~7nm)의 비스무트(bismuth)와 비스무트(bismuth) 서브카본산염 NP를 물에서 합성했다. 중요한 것은 홀로이사이트를 사용하지 않았을 때 둥근 구 대신 큰 나노플랫폼을 얻는다.[22]

한로이 사이트는 물을 정화하는데도 사용된다. 예를 들어 두 개의 아조 염료에서 두 개의 아조 염료가 두니노 퇴적물로부터 폴란드 생 한로이 사이트에 흡착되어 솔에서 제거되었다.[23]

역사

참조

  1. ^ Anthony, John W.; Bideaux, Richard A.; Bladh, Kenneth W.; Nichols, Monte C., eds. (1995). "Halloysite" (PDF). Handbook of Mineralogy. Vol. II, 2003 Silica, Silicates. Chantilly, VA, US: Mineralogical Society of America. ISBN 978-0962209710. volume= 추가 텍스트(도움말)
  2. ^ "Halloysite: Halloysite mineral information and data". mindat.org.
  3. ^ Barthelmy, Dave. "Halloysite Mineral Data". webmineral.com.
  4. ^ a b c Kerr, Paul F. (1952). "Formation and occurrence of clay minerals". Clays and Clay Minerals. 1 (1): 19–32. Bibcode:1952CCM.....1...19K. doi:10.1346/CCMN.1952.0010104.
  5. ^ a b c d Vinokurov, Vladimir A.; Stavitskaya, Anna V.; Chudakov, Yaroslav A.; Ivanov, Evgenii V.; Shrestha, Lok Kumar; Ariga, Katsuhiko; Darrat, Yusuf A.; Lvov, Yuri M. (2017). "Formation of metal clusters in halloysite clay nanotubes". Science and Technology of Advanced Materials. 18 (1): 147–151. Bibcode:2017STAdM..18..147V. doi:10.1080/14686996.2016.1278352. PMC 5402758. PMID 28458738.
  6. ^ Papke, Keith G. (1971). "Halloysite Deposits in the terraced Hills Washoe County, Nevada". Clays and Clay Minerals. 19 (2): 71–74. Bibcode:1971CCM....19...71P. doi:10.1346/CCMN.1971.0190202. S2CID 98464074.
  7. ^ Wilson M. J. (1999). "The Origin and Formation of Clay Minerals in Soils: Past Present and Future Perspectives". Clay Minerals. 34 (1): 7–25. Bibcode:1999ClMin..34....7W. doi:10.1180/000985599545957. S2CID 140587736.
  8. ^ Lutyński, Marcin; Sakiewicz, Piotr; Lutyńska, Sylwia (2019-10-31). "Characterization of Diatomaceous Earth and Halloysite Resources of Poland". Minerals. 9 (11): 670. doi:10.3390/min9110670. ISSN 2075-163X.
  9. ^ Sakiewicz, P.; Lutynski, M.; Soltys, J.; Pytlinski, A. (2016). "Purification of Halloysite by Magnetic Separation". Physicochemical Problems of Mineral Processing. 52 (2): 991–1001. doi:10.5277/ppmp160236.
  10. ^ 패터슨, S, & 머레이, H. (1984) 북아메리카, 하와이, 카리브해 지역의 카올린, 내화 점토, 볼 클레이, 할로이 사이트. 프로페셔널 페이퍼, 44-45. doi:10.3133/pp1306
  11. ^ Brindley, George W. (1952). "Structural mineralogy of clays". Clays and Clay Minerals. 1 (1): 33–43. Bibcode:1952CCM.....1...33B. doi:10.1346/CCMN.1952.0010105.
  12. ^ a b Carroll, Dorothy (1959). "Ion exchange in clays and other minerals". Geological Society of America Bulletin. 70 (6): 749‐780. Bibcode:1959GSAB...70..749C. doi:10.1130/0016-7606(1959)70[749:IEICAO]2.0.CO;2.
  13. ^ 엔델라이트. 웹 미니어럴
  14. ^ Yang, Y. Zhang, and J. Ouyang (2016). "Physicochemical Properties of Halloysite". Nanosized Tubular Clay Minerals - Halloysite and Imogolite. Developments in Clay Science. 7. pp. 67–91. doi:10.1016/B978-0-08-100293-3.00004-2. ISBN 9780081002933.CS1 maint: 여러 이름: 작성자 목록(링크)
  15. ^ 사례 연구: 할로이 사이트 클레이. minerals.co.nz
  16. ^ Murray, H. H.; Harvey, C.; Smith, J. M. (1 February 1977). "Mineralogy and geology of the Maungaparerua halloysite deposit in New Zealand". Clays and Clay Minerals. 25 (1): 1–5. Bibcode:1977CCM....25....1M. doi:10.1346/CCMN.1977.0250101. S2CID 129310746.
  17. ^ "Common molecules sample 50642". Reciprocal Net.
  18. ^ Lyday, Travis Q. (2002) 뉴질랜드의 광물산업. minerals.usgs.gov
  19. ^ 롭슨, 해리 E, 엑손 리서치앤엔지니어링 주식회사(1976년) "합성 할로이테이트를 탄화수소 전환 촉매로" 미국 특허 409만8676건
  20. ^ Lutyński, M.; Sakiewicz, P.; Gonzalez, M. a. G. (2014). "Halloysite as Mineral Adsorbent of CO2 – Kinetics and Adsorption Capacity". Inżynieria Mineralna. R. 15, nr 1. ISSN 1640-4920.
  21. ^ Pajdak, Anna; Skoczylas, Norbert; Szymanek, Arkadiusz; Lutyński, Marcin; Sakiewicz, Piotr (2020-02-19). "Sorption of CO2 and CH4 on Raw and Calcined Halloysite—Structural and Pore Characterization Study". Materials. 13 (4): 917. Bibcode:2020Mate...13..917P. doi:10.3390/ma13040917. ISSN 1996-1944. PMC 7078888. PMID 32092961.
  22. ^ Ortiz-Quiñonez, J.L.; Vega-Verduga, C; Díaz, D; Zumeta-Dubé, I (June 13, 2018). "Transformation of Bismuth and β‑Bi2O3 Nanoparticles into (BiO)2CO3 and (BiO)4(OH)2CO3 by Capturing CO2: The Role of Halloysite Nanotubes and "Sunlight" on the Crystal Shape and Size". Crystal Growth & Design. 18 (8): 4334−4346. doi:10.1021/acs.cgd.8b00177.
  23. ^ Sakiewicz, Piotr (2020-08-17). "Zastosowanie sorbentu haloizytowego do usuwania syntetycznych barwników azowych Acid Red 27 i Reactive Black 5 z roztworów wodnych". Przemysł Chemiczny. 1 (8): 48–54. doi:10.15199/62.2020.8.5. ISSN 0033-2496.