Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
Галлуазит
Разновидность галлуазита Индианаит Гидросиликат алюминия Бедфорд, округ Лоуренс, Индиана 2770.jpg
Общий
КатегорияФиллосиликаты
Каолинит- серпентиновая группа
Формула
(повторяющаяся единица)		Al 2 Si 2 O 5 (OH) 4
Классификация Струнца9.ED.10
Кристаллическая системаМоноклиника
Кристалл классDomatic (m)
(тот же символ HM )
Космическая группаКопия
Ячейкаa = 5,14, b = 8,9,
c = 7,214 [Å]; β = 99,7 °; Z = 1
Идентификация
ЦветБелый; серый, зеленый, синий, желтый, красный от включенных примесей.
Хрустальная привычкаСферические кластеры, массивные
РасщеплениеВероятно {001}
ПереломКонхоидальный
Твердость по шкале Мооса2-2,5
БлескЖемчужный, восковой или тусклый
ПрозрачностьПолупрозрачный
Удельный вес2-2,65
Оптические свойстваДвухосный
Показатель преломленияn α = 1,553–1,565
n β = 1,559–1,569
n γ = 1,560–1,570
Двулучепреломлениеδ = 0,007
Рекомендации[1] [2] [3]

Галлуазит представляет собой минерал алюмосиликатной глины с эмпирической формулой Al 2 Si 2 O 5 (OH) 4 . Его основные составляющие - кислород (55,78%), кремний (21,76%), алюминий (20,90%) и водород (1,56%). Галлуазит обычно образуется в результате гидротермальных изменений алюмосиликатных минералов. [4] Он может встречаться в смеси с диккитом , каолинитом , монтмориллонитом и другими глинистыми минералами. дифракция рентгеновских лучейисследования необходимы для положительной идентификации. Впервые он был описан в 1826 году и назван в честь бельгийского геолога Омалиуса д'Халлоя .

Происшествие [ править ]

Электронная микрофотография нанотрубок галлуазита. [5]
Нанотрубки галлуазита, интеркалированные каталитическими наночастицами рутения . [5]

Образование галлуазита происходит из-за гидротермальных изменений, и он часто встречается вблизи карбонатных пород . Например, образцы галлуазита, обнаруженные в Вагон-Колес-Гэп, Колорадо , США , предположительно являются продуктом выветривания риолита под действием нисходящих вод. [4] В целом образование глинистых минералов очень благоприятно в тропическом и субтропическом климате из-за огромного потока воды. Галлуазит также был обнаружен поверх базальтовой породы, не показывая постепенных изменений от породы к минеральной формации. [6] Галлуазит встречается в основном в недавно обнаженных почвах вулканического происхождения, но он также образуется из первичных минералов тропических почв или материалов, подвергшихся доледниковому воздействию. [7] Магматические породы, особенно стекловидные базальтовые породы, более подвержены выветриванию и изменениям с образованием галлуазита.

Часто, как и в случае с галлуазитом, найденным в округе Джуаб, штат Юта , США, глина находится в тесной связи с гетитом и лимонитом и часто с вкраплениями алунита . Полевые шпаты также подвержены разложению водой, насыщенной диоксидом углерода . Когда полевой шпат встречается у поверхности лавовых потоков, концентрация CO 2 высока, а скорость реакции высока. С увеличением глубины выщелачивающие растворы насыщаются кремнеземом, алюминием, натрием и кальцием. Как только растворы обеднены CO 2они выпадают в осадок как вторичные минералы. Разложение зависит от потока воды. В случае образования галлуазита из плагиоклаза он не пройдет промежуточные стадии. [4]

Одно из крупнейших месторождений галлуазита в мире - Дунино, недалеко от Легницы в Польше. Его запасы оцениваются в 10 миллионов тонн материала. Этот галлуазит имеет слоисто-трубчатую и пластинчатую структуру. [8]

Рудник Дракон, расположенный в районе Тинтик, Юрика, штат Юта, содержит галлуазит каталитического качества. Месторождение Dragon Mine - одно из крупнейших в США . Общий объем производства в 1931-1962 гг. Дал почти 750 000 метрических тонн извлеченного галлуазита. Присутствует чистый галлуазит, классифицируемый как 10а и 7а. [9]

Структура [ править ]

Галлуазит в природе встречается в виде небольших цилиндров (нанотрубок) с толщиной стенки 10-15 атомных листов алюмосиликата, внешним диаметром 50-60 нм, внутренним диаметром 12-15 нм и длиной 0,5-10 мкм. Их внешняя поверхность в основном состоит из SiO 2, а внутренняя - из Al 2 O 3 , и, следовательно, эти поверхности имеют противоположный заряд. [5] [10] Обнаружены две общие формы. При гидратации глина имеет расстояние между слоями 1 нм, а при дегидратации (мета-галлуазит) расстояние составляет 0,7 нм. Емкость катионного обмена зависит от количества гидратации, а 2H 2 O имеет 5-10  мэкв / 100 г, в то время как 4H 2 O имеет 40-50 мэкв / 100 г.[11] Энделлит - это альтернативное название структуры Al 2 Si 2 O 5 (OH) 4 · 2 (H 2 O). [11] [12]

Благодаря слоистой структуре галлуазита он имеет большую удельную поверхность , которая может достигать 117 м 2 / г. [13]

Приложения [ править ]

Галлуазит высокой степени чистоты добывается на руднике риолита в Новой Зеландии . Его использование включает фарфор и костяной фарфор . [14] [15] [16] [17]

Галлуазит является эффективным адсорбентом как катионов, так и анионов . Он также использовался в качестве катализатора крекинга нефти, и Exxon разработала катализатор крекинга на основе синтетического галлуазита в 1970-х годах. [18] Благодаря своей структуре, галлуазит может использоваться в качестве наполнителя как в естественной, так и в модифицированной форме в нанокомпозитах. Нанотрубка галлуазита может быть интеркалирована наночастицами каталитического металла, сделанными из серебра , рутения , родия , платины или кобальта , тем самым служа носителем катализатора. [5]

Помимо поддерживающих наночастиц, нанотрубки галлуазита также могут использоваться в качестве шаблона для получения круглых хорошо диспергированных наночастиц (НЧ). Например, НЧ субкарбоната висмута и висмута контролируемого размера (~ 7 нм) были синтезированы в воде. Важно отметить, что когда галлуазит не использовался, вместо круглых сфер получались нанопластинки большого размера. [19]

История [ править ]

Ссылки [ править ]

  1. ^ Энтони, Джон В .; Бидо, Ричард А .; Bladh, Kenneth W .; Николс, Монте К., ред. (1995). «Галлуазит» (PDF) . Справочник по минералогии . Vol. II, 2003 г. Кремнезем, силикаты. Шантильи, Вирджиния, США: Минералогическое общество Америки. ISBN 978-0962209710.
  2. ^ "Галлуазит: информация и данные о минералах галлуазита" . mindat.org.
  3. ^ Бартелми, Дэйв. "Минеральные данные галлуазита" . webmineral.com.
  4. ^ a b c Керр, Пол Ф. (1952). «Образование и залегание глинистых минералов». Глины и глинистые минералы . 1 : 19–32. Bibcode : 1952CCM ..... 1 ... 19K . DOI : 10,1346 / CCMN.1952.0010104 .
  5. ^ a b c d Винокуров Владимир А .; Ставицкая, Анна В .; Чудаков, Ярослав А .; Иванов, Евгений В .; Шреста, Лок Кумар; Арига, Кацухико; Даррат, Юсуф А .; Львов, Юрий М. (2017). «Формирование металлических кластеров в нанотрубках галлуазитовой глины» . Наука и технология перспективных материалов . 18 (1): 147–151. Bibcode : 2017STAdM..18..147V . DOI : 10.1080 / 14686996.2016.1278352 . PMC 5402758 . PMID 28458738 .  
  6. ^ Папке, Кейт Г. (1971). «Залежи галлуазита в террасированных холмах округа Уошу, штат Невада». Глины и глинистые минералы . 19 (2): 71–74. Bibcode : 1971CCM .... 19 ... 71P . DOI : 10,1346 / CCMN.1971.0190202 .
  7. ^ Wilson MJ (1999). «Происхождение и формирование глинистых минералов в почвах: прошлое, настоящее и будущее». Глиняные минералы . 34 (1): 7–25. Bibcode : 1999ClMin..34 .... 7W . DOI : 10.1180 / 000985599545957 .
  8. ^ Сакевич, П .; Лутинский, М .; Soltys, J .; Пытлинский, А. (2016). «Очистка галлуазита методом магнитной сепарации». Физико-химические проблемы переработки полезных ископаемых . 52 (2): 991–1001. DOI : 10,5277 / ppmp160236 .
  9. Перейти ↑ Patterson, S., & Murray, H. (1984). Каолин, огнеупорная глина, шарообразная глина и галлуазит в Северной Америке, на Гавайях и в Карибском регионе. Профессиональная бумага, 44-45. DOI: 10.3133 / pp1306
  10. ^ Бриндли, Джордж У. (1952). «Структурная минералогия глин». Глины и глинистые минералы . 1 : 33–43. Bibcode : 1952CCM ..... 1 ... 3 . DOI : 10,1346 / CCMN.1952.0010105 .
  11. ^ a b Кэрролл, Дороти (1959). «Ионный обмен в глинах и других минералах». Бюллетень Геологического общества Америки . 70 (6): 749-780. Bibcode : 1959GSAB ... 70..749C . DOI : 10.1130 / 0016-7606 (1959) 70 [749: IEICAO] 2.0.CO; 2 .
  12. ^ Энделлит . Вебминералы
  13. Перейти ↑ Yang, Y. Zhang, and J. Ouyang (2016). «Физико-химические свойства галлуазита». Минералы наноразмерных трубчатых глин - галлуазит и имоголит . Разработки в области науки о глине. 7 . С. 67–91. DOI : 10.1016 / B978-0-08-100293-3.00004-2 . ISBN 9780081002933.CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка )
  14. ^ ПРИМЕР ИЗУЧЕНИЯ: Галлуазитовая глина . Minerals.co.nz
  15. ^ Мюррей, HH; Harvey, C .; Смит, Дж. М. (1 февраля 1977 г.). «Минералогия и геология месторождения галлуазита Маунгапареруа в Новой Зеландии» . Глины и глинистые минералы . 25 (1): 1–5. Bibcode : 1977CCM .... 25 .... 1M . DOI : 10,1346 / CCMN.1977.0250101 .
  16. ^ "Образец общих молекул 50642" . Взаимная сеть.
  17. ^ Лайдей, Travis Q. (2002) горнодобывающая промышленность Новой Зеландии . Minerals.usgs.gov
  18. ^ Робсон, Гарри Э., Exxon Research & Engineering Co. (1976) «Синтетические галлуазиты как катализаторы конверсии углеводородов» Патент США 4098676.
  19. ^ Ортис-Киньонес, JL; Вега-Вердуга, К; Díaz, D; Зумета-Дубэ, I. (13 июня 2018 г.). «Превращение наночастиц висмута и β ‑ Bi 2 O 3 в (BiO) 2 CO 3 и (BiO) 4 (OH) 2 CO 3 путем захвата CO 2 : роль нанотрубок галлуазита и« солнечного света »в форме и размере кристалла» ". Рост и дизайн кристаллов . 18 (8): 4334-4346. DOI : 10.1021 / acs.cgd.8b00177 .