Определены физико-химические характеристики коммерческого препарата бентонита S-4205-02 (бентовин), а также его структурные показатели. Глинистые агломераты имели преимущественно размер до 10…20 мкм. Рентгеноспектральный анализ показал сравнительно высокое содержание Fe2O3, Na2O, СаО, что соответствует железисто-алюминиевой разновидности монтмориллонита (ММ) с преобладанием в межслоевом пространстве ионов Na+ и Са2+. Наличие калия указывает на присутствие иллита. По данным рентгенофазового анализа (РФА), основным компонентом продукта является ММ с примесями кварца/кристобалита, каолинита, иллита, гематита. Проанализированы кривые термического анализа и ИК-спектр бентонита. Установлены текстурные характеристики порошка. Удельная поверхность составила 58 ± 6 м2/г (по БЭТ, Брунауэру–Эммету–Теллеру). На основе данного бентонита и ортофосфорной кислоты (ОФК) впервые синтезирована геополимерная бентонитфосфатная связка. С помощью РФА и ИК-спектрального анализа показано, что при взаимодействии порошка алюмосиликата с ОФК происходит полное разрушение структуры ММ с образованием фосфатов алюминия и кремния.
Наталья Владимировна Филатова – канд. хим. наук, доцент, кафедра технологии керамики и электрохимических материалов, Ивановский государственный химико-технологический университет, Иваново, Россия
Надежда Федоровна Косенко – д-р техн. наук, профессор, кафедра технологии керамики и электрохимических материалов, Ивановский государственный химико-технологический университет, Иваново, Россия
Михаил Федорович Бутман – д-р физ.-мат. наук, профессор, кафедра технологии керамики и электрохимических материалов, Ивановский государственный химико-технологический университет, Иваново, Россия
Мария Сергеевна Малоиван – магистрант, кафедра технологии керамики и электрохимических материалов, Ивановский государственный химико-технологический университет, Иваново, Россия
Альбина Валерьевна Колобкова – магистрант, кафедра технологии керамики и электрохимических материалов, Ивановский государственный химико-технологический университет, Иваново, Россия
1. Lin H., Liu H., Li Y., Kong X. Properties and reaction mechanism of phosphoric acid activated metakaolin geopolymer at varied curing temperatures // Cement and Concrete Research. 2021. V. 144, Art. 106425. DOI: 10.1016/j.cemconres.2021.106425
2. Zribi M., Baklouti S. Phosphate-based geopolymers: a critical review // Polymer Bull. 2021. V. 79. P. 6827 – 6855. DOI: 10.1007/s00289-021-03829-0
3. Douiri H., Kaddoussi I., Baklouti S., et al. Water molecular dynamics of metakaolin and phosphoric acid-based geopolymers investigated by impedance spectroscopy and DSC/TGA // J. Non-Cryst. 2016. V. 445–446. P. 95 – 101. DOI: 0.1016/j.jnoncrysol.2016.05.013
4. Djobo J. N. Y., Nkwaju R. Y. Preparation of acid aluminum phosphate solutions for metakaolin phosphate geopolymer binder // RSC Adv. 2021 V. 11, Art. 32258. DOI: 10.1039/d1ra05433c
5. Djobo J. N. Y., Stephan D. Understanding the binder chemistry, microstructure, and physical properties of volcanic ash phosphate geopolymer binder // J. Am Ceram Soc. 2022. V. 105, Is. 5. P. 3226 – 3237. DOI: 10.1111/jace.18333
6. Tyupina E. A., Kozlov P. P., Krupskaya V. V. Application of cement-based materials as a component of an engineered barrier system at geological disposal facilities for radioactive waste – A review // Energies. 2023. V. 16, Nо. 2. Art. 605. DOI: 10.3390/en16020605
7. Eisele T. C., Kawatra S. K. A review of binders in iron ore pelletization // Mineral Processing and Extractive Metallurgy Review. 2003. V. 24, Nо. 1. P. 1 – 90. DOI: 10.1080/08827500306896
8. Taklymi S. M. Q., Rezaifar O., Gholhaki M. Investigating the properties of bentonite and kaolin modified concrete as a partial substitute to cement // SN Applied Sciences. 2020. V. 2, Art. 2023. DOI: 10.1007/s42452-020-03380-z
9. Панасюгин А. С., Цыганов А. Р., Машерова Н. П. Модифицированные бентонитовые глины как сорбенты, катализаторы, носители активных каталитических фаз. Минск: БГТУ, 2022. 198 с.
10. Грим Р. Э. Минералогия глин / пер. с англ. Б. Б. Звягина и др.; под ред. В. А. Франк-Каменецкого. М.: Изд-во иностр. лит., 1959. 452 с.
11. Горбунова Н. М., Везенцев А. И., Чепчуров М. С. Модифицирование химического состава бентонитоподобных глин // Вестник технологического университета. 2020. Т. 23, № 5. С. 36 – 41.
12. Eisazadeh A., Kassim K. A., Nur H. Characterization of phosphoric acid- and lime-stabilized tropical lateritic clay // Environ Earth Sci. 2011. V. 63. P. 1057 – 1066. DOI: 10.1007/s12665-010-0781-2
13. Бортников С. В., Горенкова Г. А., Беспалова М. А., Ворожцов Е. П. Влияние кислотной обработки щелочноземельного бентонита на технологические характеристики в процессе его активации // Успехи современного естествознания. 2023. № 2. С. 101 – 106.
14. Kosenko N. F., Filatova N. V., Glazkov M. A. Brucite-based magnesium phosphate bonding agent, its analysis and application for periclase sintering // Izv. Vyssh. Uchebn. Zaved. Khim. Khim. Tekhnol. 2019. V. 62, Nо. 12. P. 119 – 124. DOI: 10.6060/ivkkt.20196212.6056
15. Golubeva O. Yu., Ul’yanova N. Yu., Kostyreva T. G., et al. Synthetic nanoclays with the structure of montmorillonite: preparation, structure, and physico-chemical properties // Glass Physics and Chemistry. 2013. V. 39, Nо. 5. P. 533 – 539. DOI: 10.1134/S1087659613050088
16. Бочарникова Ю. И. Типоморфизм и кристаллохимические особенности монтмориллонита: автореф. … канд. геол.-мин. наук. М., 2016. 27 с.
17. Aroke U. O., Abdulkarim A., Ogubunka R. O. Fourier-transform infrared characterization of kaolin, granite, bentonite and barite // ATBU J. Environmental Technol. 2013. V. 6, Nо. 1. P. 42 – 53.
18. Filatova N. V., Kosenko N. F., Denisova O. P., Sadkova K. S. The physicochemical investigation of the Zhuravliny Log kaolin. Part 1 // ChemChemTech [Izv. Vyssh. Uchebn. Zaved. Khim. Khim. Tekhnol.]. 2022. V. 65, Nо. 8. P. 85 – 93. DOI: 10.6060/ivkkt.20226508.6656
19. Damian G., Damian F., Szak?cs Z., et al. Mineralogical and physico-chemical characterization of the Ora?u-Nou (Romania) bentonite resources // Minerals. 2021. V. 11, Nо. 9, Art. 938. DOI: 10.3390/min11090938
20. Товбин Ю. К. Молекулярная теория адсорбции в пористых телах. М.: ФИЗМАТЛИТ, 2013. 624 с.
21. Filatova N. V., Kosenko N. F., Artyushin A. S., Sadkova K. S. An aluminum-phosphate binder synthesis: the effect of the aluminum hydroxide reactivity // ChemChemTech [Izv. Vyssh. Uchebn. Zaved. Khim. Khim. Tekhnol.]. 2024. V. 67, Nо. 9. P. 126 – 133. DOI: 10.6060/ivkkt.20246709.7108
22. Khabbouchi M., Hosni K., Zidi R., Srasra E. Structural, conductive and dielectric properties of silicon phosphate SiP2O7 synthesis from activated clay // Applied Clay Science. 2019. V. 178, Art. 105139. DOI: 10.1016/j.clay.2019.105139
Статью можно приобрести
в электронном виде!
PDF формат
500
DOI: 10.14489/glc.2024.11.pp.062-069
Тип статьи:
Научная статья
Оформить заявку
