CHEMICAL COMPOSITION AND CRYSTAL STRUCTURE OF THE NATURAL CLINOPTYLOLITE DEPOSIT OF SAKYRNITSYA AND ITS MODIFIED FORMS

Autor: I. E. Barchiy, V. I. Gomonaj, V. V. Pavlyuk, I. Shepa, S. S. Milyovich, I. P. Stercho, A. Kovalčíková, Z. Molčanová
Rok vydání: 2019
Předmět:
Zdroj: Науковий вісник Ужгородського університету. Серія "Хімія"; Том 42, № 2 (2019); 73-80
Scientific Bulletin of the Uzhhorod University. Series «Chemistry»; Том 42, № 2 (2019); 73-80
ISSN: 2414-0260
DOI: 10.24144/2414-0260.2019.2.73-80
Popis: 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=1
The chemical composition of the clinoptilolite of Sokyryntsya deposit (Transcarpathian region, Ukraine) and its modified forms were investigated by X-ray fluorescence spectroscopy and SEM – EDX method. The modified forms were obtained by treatment with natural clinoptilolite (Z-0) 1M NaCl (Z-Na), HCl (ZH) solutions in a water bath at 90 °C for 8 h Аfter that they were washed with distilled water until the negative reaction to Cl– ions, the absence of which was monitored for with AgNO3 solution. Clinoptilolite (Z-Cu) was obtained after sorption of Cu2 + ions with an initial concentration of 0.02 mol/l on clinoptilolite Z-0. The grain size of clinoptilolite was 2-3 mm. The mass ratio of clinoptilolite to the solution was 1:20.Treatment of clinoptilolite with acid leads not only to ion exchange of sodium and calcium ions to hydrogen ions, but also to the extraction of aluminum from the crystal lattice of clinoptilolite. This is evidenced by a significant increase in the Si/Al ratio for clinoptilolite Z-H. When natural clinoptilolite was treated with NaCl solution, Na+ ions were exchanged mainly for double-charged calcium and magnesium ions. It should be noted that none of the proposed treatments for clinoptilolite makes it possible to completely exchange all the exchange ions.Clinoptilolite was investigated by X-ray analysis (XRD). CuKa radiation, nickel filter, in the range of 8-60 2q, in increments of 0.02 2q was used.For the clinoptilolite of composition 1.4(Na,K)2O´(Ca,Mg)O´3Al2O3´28SiO3´22H2O,a crystal-chemical structure analysis was performed using the powder method using UnitCell software. Structural parameters were refined by the Rietveld method. The crystal lattice contains three sets of longitudinal grooves that are arranged in the plane (010). Two channels are parallel to the c axis: channels C1 are formed by strongly compressed ten-membered rings (inter-atomic distances 5.13´10.46 Å), and channels C2 are limited by eight-membered rings (inter-atomic distances 6.44´6.88 Å). Channels A1, parallel to the axis a [102], are also formed by eight-membered rings (inter-atomic distances 5.10´10.48 Å). The Na+ and K+ ions / atoms are preferably located in C1 channels, whereas Ca2+ (Mg2+) are located in C2 channels. The parameters of the crystall lattice of clinoptilolite (Z-0) composition 1.4(Na,K)2O´(Ca,Mg)O´3Al2O3´28SiO3´22H2O: syngony - monoclinic, space group - C12 / m1 (12), unit cell parameters - a = 17.595 Å, b = 17.593 Å, c = 7.415 Å, β = 117.01 °, V = 2044.95 Å3, Z = 1.
Databáze: OpenAIRE
Externí odkaz: