Preparation and properties of some hydroxy-aluminium beidellites

Abstract

Hydroxy-aluminium beidellites are prepared by treating Na-saturated beidellites from Taiwan, with compositions intermediate between end-member beidellite and end-member montmorillonite, with hydroxy-aluminium solutions having OH/Al ratios mainly between 2·00 and 2·50. Chemical analyses show that hydroxy-aluminium ions have compositions near Al₆(OH,O)₁₆ and charges near 1·0 in two cases, and near 2·2 in a third case. The basal spacing of the prepared clays is near 17 Å and remains without collapse up to 500°C. Argon adsorption measurements at liquid nitrogen temperatures, after heat-treatment up to 325°C in vacuo overnight, give surface areas near 500 m²/g when the exchangeable Na ions are about one-third replaced by hydroxy-aluminium, but near 200 m²/g when wholly replaced by hydroxy-aluminium. In the latter case the hydroxy-aluminium covers the internal surfaces of the clay almost completely prior to the heat-treatment.

Résumé

Les beidellites d'hydroxylamine sont préparées en traitant des beidellites de Taiwan saturées de Na, avec des compositions intermédiaires entre le membre final des beidellites et le membre final des montmorillonites avec des solutions d'hydroxylamine dotées de rapports OH/Al principalement entre 2·00 et 2·50. Les analyses chimiques démontrent que les ions d'hydroxylamine ont des compositions proches de Al₆(OH,O)₁₆ et des charges de près de 1·0 dans deux cas et de près de 2·2 dans un troisième cas. L'espacement basique des argiles apprêtées est de près de 17 Å et demeure sans effondrement jusqu'à 500°C. L'évaluation de l'adsorption d'argon à des températures d'azote liquide, après traitement thermique jusqu'à 325°C dans le vide pendant une nuit, donne des superficies de près de 500 m²/g lorsque les ions Na échangeables sont remplacés à peu près aux deux tiers par l'hydroxylamine, mais de près de 200 m²/g lorsqu'ils sont entièrement remplacés par l'hy-hydroxylamine. Dans le dernier cas, l'hydroxylamine recouvre presque totalement les surfaces internes de l'argile préalablement au traitement thermique.

Kurzreferat

Hydroxyaluminium-Beidellite werden bereitet, indem man Nagesättigte Beidellite aus Taiwan mit Zusammensetzungen zwischen Endbeidellit und Endmontmorillonit, mit Hydroxyaluminium-Lösungen mit grösstenteils zwischen 2·00 2·50 liegenden OH/Al-Verhältnissen behandelt. Chemische Analysen zeigen, dass Hydroxyaluminium-Ionen Zusammensetzungen in der Nähe von Al₆(OH,O)₁₆ und Ladungen in der Nähe von 1·0 in zwei Fällen, und in der Nähe von 2·2 in einem dritten Fall haben. Der Basalabstand der bereiteten Tone liegt in der Nähe von 17 Å und verbleibt ohne Zusammenbruch bis zu 500°C. Argonadsorptionsmessungen bei Flüssigstickstofftemperaturen nach der Wärmebehandlung bei bis zu 325°C in Vakuo über Nacht ergeben Flächeninhalte in der Nähe von 500 m²/g, wenn die austauschbaren Na-Ionen zu etwa einem Drittel durch Hydroxyaluminium ersetzt sind, jedoch in der Nähe von 200 m²/g, wenn sie vollständig durch Hydroxyaluminium ersetzt sind. Im letzteren Fall bedeckt das Hydroxyaluminium die Innenflächen des Tons vor der Wärmebehandlung nahezu vollkommen.

Resumen

Las beidelitas hidroxi-alumínicas se preparan tratando beidelitas saturadas con Na procedentes de Taiwán, con composiciones intermedias entre la beidelita extrema de la serie y la montmorillonita miembro extremo, con soluciones de hidróxido de aluminio (oxialuminio) que tengan proporciones de OH/Al principalmente entre 2·00 y 2·50. Los análisis químicos muestran que los iones de oxialuminio tienen composiciones próximas a Al₆(OH,O)₁₆ y cargas próximas a 1·0 en dos casos, y próximas a 2·2 en un tercer caso. El espaciamiento basal de las arcillas preparadas se aproxima a 17 Å y se mantiene sin desmoronarse hasta los 500°C Mediciones de adsorción de argón a temperaturas de nitrógeno líquido, tras termo-tratamiento hasta 325°C in vacuo durante la noche, dan áreas de superficie próximas a 500 m²/g cuando los iones de Na intercambiables se hallan reemplazados en un tercio por oxialuminio, pero próximas a 200 m²/g cuando son totalmente reemplazados por oxialuminio. En este último caso el oxialuminio cubre las superficies internas de la arcilla casi completamente con anterioridad al termo-tratamiento.