ХІМІЧНИЙ СКЛАД І КРИСТАЛІЧНА СТРУКТУРА ПРИРОДНОГО КЛИНОПТИЛОЛІТУ СОКИРНИЦЬКОГО РОДОВИЩА ТА ЙОГО МОДИФІКОВАНИХ ФОРМ
DOI:
https://doi.org/10.24144/2414-0260.2019.2.73-80Ключові слова:
клиноптилоліт, кристалічна структура, хімічний склад, РФА, скануючий електронний мікроскопАнотація
Досліджено хімічний склад клиноптилоліту Сокирницького родовища (Закарпатська область, Україна) та його модифікованих форм методами рентгено-флуорисцентної спектроскопії та скануючого електронного мікроскопа з модулем енергодисперсійної ренгенівської спектроскопії. Модифіковані форми одержували обробкою природного клиноптилоліту (Z-0) 1М розчинами NaCl (Z-Na), HCl (Z-H) на водяній бані за 90°С, впродовж 8 годин, після чого відмивали дистильованою водою від іонів Cl–, відсутність яких контролювали за допомогою розчинуAgNO3. Клиноптилоліт (Z-Cu) одержали після сорбції іонів Cu2+ з вихідною концентрацією 0,02 моль/л на клиноптилоліті Z-0. Розмір зерна клиноптилоліту становив 2-3 мм. Масове співвідношення клиноптилоліт: розчин становило 1:20.
Обробка клиноптилоліту кислотою призводить не тільки до іонного обміну іонів натрію, кальцію на іони гідрогену, але і до вилучення алюмінію з каркасу клиноптилоліту. Про це свідчить значне підвищення співвідношення Si/Al для клиноптилоліту Z-H. При обробці природного клиноптилоліту розчином NaCl іони Na+ обмінюються переважно на двозарядні іони Кальцію та Магнію. Слід зазначити, що жоден із запропонованих способів обробки клиноптилоліту не дає можливості повністю обміняти всі обмінні іони.
Клиноптилоліт досліджено методами рентгенівського аналізу (РФА, РСА). Використовували CuКa–випромінювання, нікелевий фильтр, інтервал 8-60 2q, з кроком 0,02 2q.
Для клиноптилоліту складу 1.4(Na,K)2O´(Ca,Mg)O´3Al2O3´28SiO3´22H2O методом порошку проведений кристалохмічний аналіз структури з використанням програмного комплексу UnitCell. Уточнення структурних параметрів здійснювали методом Рітвельда.
Кристалічна решітка містить три набори поздовжніх каналів, які розташовані в площині (010). Два канали паралельні осі c: канали С1 утворюється сильно стисненими десятичленними кільцями (міжатомні віддалі 5.13´10.46 Å), а канали С2 обмежені восьмичленними кільцями (міжатомні віддалі 6.44´6.88 Å). Канали А1, паралельні осі a, також утворені восьмичленними кільцями (міжатомні віддалі 5.10´10.48 Å). Йони/атоми Na+ і K+ переважно розташовуються у каналах С1, тоді як Са2+(Mg2+) розташовуються в каналах С2. Параметри кристалічної гратки клиноптилоліту (Z-0) складу1.4(Na,K)2O´(Ca,Mg)O´3Al2O3´28SiO3´22H2O:сиингонія – моноклінна, просторова група - C12/m1 (12), параметри елементарної комірки – a=17.595 Å, b=17.593 Å, c=7.415 Å, β=117.01°,V=2044.95 Å3, Z=1Посилання
Milyovich S., Mariychuk R., Gomonay V. Water purification from ammonium ions. 5th International Joint Conference on Environmental and Light Industry Technologies. Budapest, Hungary. 2015, P. 67.
Vasylechko V.O., Gryshchouk G.V., Kuz’ma Yu.B., Zakordonskiy V.P., Vasylechko L.O., Lebedynets L.O., Kalytovs’ka M.B. Adsorption ofcadmium on asid-modified Thanscarpatian clinoptilolite. Micropor. Mezopor.Mat. 2003, 60, 183–196.
Vasylechko V.O., Lebedynets L.O., Gryshchouk G.V., Kuz'ma Yu.B., Vasylechko L.O., Bernats'ka T.M. Adsorption of Copper on asid-modified Thanscarpation Mordenite. Adsorp. Sci. and Technol.1996, 14(5), 267–277.
Milyovich S.S., Gomonaj V.I., Fizer M.M., Sidey V.I. Ion-exchange sorption of some metal ions on clinopothylolite from water solutions and soils. Theoretical calculations and experimental studies. Sci. Bull. Uzhh. Univ. Ser. Chem. 2019, 1(41), 94–99 (in Ukr.).
Milyovich S.S., Gomonay V.I., Gorajevskiy L.Yu., Plastunyak I.M., Leboda R. Artificial soils and fertilizers on the basis of clinoptilolite and their properties. Polish J. Chem. 2008, 82, 353–359.
Terzić А., Pezo L., Mijatović N., Stojanović J., Kragović M., Miličić L., Andrić L. The effect of alternations in mineral additives (zeolite, bentonite, fly ash) on physico-chemical behavior of Portland cement based binders. Construction and Building Materials. 2018, 180, 199–210. Doi: 10.1016/j.conbuildmat.2018.06.007
Gatta G.D., Lotti P. Systematics, crystal structures, and occurrences of zeolites. Modified Clay and Zeolite Nanocomposite Materials. 2019, 64, 1–25. Doi: 10.1016/b978-0-12-814617-0.00001-3
Brek D. Tseolitnyie molekulyarnyie sita. Moskva: Mir, 1976. S. 781 (in Russ.).
Holland T., Redfern S. Unit cell refinement from powder diffraction data: the use of regression diagnostics. Mineral. Mag. 1997, 61, 65–67.
Armbruster T.,Gunter M.E. Stepwise dehydration of heulandite-clinoptilolite from Succor Creek, Oregon, U.S.A.: A single-crystal x-ray study at 100K. American Mineralogist. 1991, 76, 1872–1883.
Koyama K., Takéuchi Y. Clinoptilolite: the distribution of potassium atoms and its role in thermal stability. Z. Kristallogr. 1977, 145, 216–239.
