Infrared Spectra of Thiolane and Tetramethylene Sulfoxide Adsorbed on Montmorillonite

Abstract

Infrared spectra (4000-1200 cm^-1) were obtained for several homoionic montmorillonite films on which tetramethylene sulfoxide (TMSO) or thiolane were adsorbed at various temperatures and for different periods of exposure. The spectra indicate that the Na-, H-, and natural montmorillonite complexes contain a physically adsorbed species, whereas transition metal-montmorillonite complexes contain both physically adsorbed and metal-complexed species in their interlamellar spaces. Apparently, thiolane adsorbed on most montmorillonites undergoes oxidation to TMSO in an air atmosphere. Consistent with the mechanism proposed earlier for aqueous solutions, the rate of sulfoxide formation increases by increasing the pH of the suspensions from which the clay films were deposited or by increasing the concentration of the water molecules in the interlamellar spaces. The infrared spectra of γ-thiolactone adsorbed on Co-montmorillonites suggest that sulfoxide-type molecules are formed which chelate to the Co ions in the interlamellar spaces.

Resümee

Es wurden Infrarotspektren (4000-1200 cm^-1) von verschiedenen gleichionigen Montmorillon-itfilmen aufgenommen, an die Tetramethylensulfoxid (TMSO) oder Thiolan bei verschiedenen Temperaturen und während unterschiedlicher Zeitspannen adsorbiert wurden. Die Spektren deuten darauf hin, daß Na-, H-, und natürliche Montmorillonitkomplexe eine physikalisch adsorbierte Spezies enthalten, während Montmorillonitkomplexe mit Übergangsmetallen sowohl physikalisch adsorbierte als auch durch die Metallionen komplexierte Spezies zwischen den Schichten enthalten. Offensichtlich wird meistens das an die Montmorillonite adsorbierte Thiolan an der Luft zu TMSO oxidiert. In Übereinstimmung mit dem Mechanismus, der früher für wässrige Lösungen vorgeschlagen wurde, steigt die Geschwindigkeit der Sul-foxidbildung mit zunehmendem pH der Suspensionen, aus denen die Tonfilme ausgefällt wurden, oder mit zunehmender Konzentration an Wassermolekülen zwischen den Schichten. Die Infrarotspektren von γ-Thiolacton adsorbiert an Co-Montmorillonite weisen darauf hin, daß Sulfoxid-artige Moleküle gebildet werden, die durch Chelatbildung mit den Co-Ionen in den Zwischenschichten gebunden sind. [U.W.]

Résumé

Des spectres infra-rouges (4000-1200 cm^-1) ont été obtenus pour plusieurs films de montmorillonite homoionique sur lesquels la sulphoxide tétraméthylène (TMSO) ou la thiolane ont été adsorbées à des températures variées et pour des périodes d'exposition différentes. Les spectres indiquent que les complexes montmorillonite-Na, -H, et naturelle contiennent une espèce adsorbée physiquement, tandis que des complexes de montmorillonite à métal de transition contiennent à la fois des espèces adsorbées physiquement et des espèces complexées au métal dans leurs espaces interlamellaires. Apparemment, la thiolane adsorbée sur la plupart des montmorillonites subit l'oxidation en TMSO dans l'air. Suivant le mécanisme proposé précédemment pour des solutions aqueuses, la vitesse de formation de sulphoxide augmente avec l'accroissement du pH des suspensions à partir desquelles les films d'argile ont été déposés ou en augmentant la concentration des molécules d'eau dans les espaces interlamellaires. Les spectres infra-rouges de thiolactone-γ adsorbée sur des montmorillonites-Co suggère que des molécules du type sulphoxide sont formées, qui chélatent aux ions Co dans les espaces interlamellaires. [D.J.]

Резюме

Были получены инфракрасные спектры (4000-1200 см^-1) для нескольких гомоионных фильмов монтмориллонита, на которых адсорбировались четыре метиленовая сероокись (ТМ80) или тиолан при различных температурах и временах экспозиции. Спектры указывают на то, что Nа-, Н-, и нейтральные монтмориллонитовые комплексы содержат физически адсорбированные вещества, в то время как переходные комплексы металл-монтмориллонит содержат оба: физически адсорбированные и металло-составные вещества в межслойных пространствах. По видимому, тиолан, адсорбированный на большинстве монтмориллонитов, окисляется до ТМ50 в атмосфере воздуха. Согласно с ранее предложенным механизмом для водных растворов скорость формирования сероокиси увеличивается при увеличении рН суспензии, из которых осаждались глиновые фильмы или при увеличении концентрации молекул воды в межслойных пространствах.Инфракрасные спектры γ-тиолактона, адсорбированного на Со-монтмориллонитах, указывают на образование молекул типа сероокиси, которые присоединяются к ионом Со в межслойных пространствах. [Е.С.]