केटालिस्टएक स्तरित खनिज है जो बेहद महीन हाइड्रस एल्यूमिनोसिलिकेट से बना है, जिसे जियाओलिंग स्टोन और माइक्रोक्रिस्टलाइन काओलाइट, आणविक सूत्र: AL2O9SI3, CAS 1318-93-0 के रूप में भी जाना जाता है। यह बेंटोनाइट का मुख्य घटक है, जिसे क्षारीय वातावरण में ज्वालामुखी घनीभूत और अन्य आग्नेय चट्टानों द्वारा बदल दिया जाता है। सफेद, कभी -कभी हल्के भूरे, गुलाबी, हल्के हरे रंग। पपड़ीदारों के पास पूर्ण दरार है। बेहद नरम। यह फिसलन महसूस करता है। जब पानी जोड़ा जाता है, तो मात्रा कई बार बढ़ सकती है और पेस्ट बन सकती है। इसमें मजबूत सोखना और कटियन एक्सचेंज प्रदर्शन है। मोंटमोरिलोनाइट मुख्य रूप से क्षारीय वातावरण में बुनियादी आग्नेय चट्टानों के अपक्षय द्वारा बनता है, और कुछ समुद्र तल पर जमा ज्वालामुखी राख के अपघटन के उत्पाद हैं। यह बेंटोनाइट का मुख्य घटक है। बेंटोनाइट का उत्पादन चीन में कई स्थानों पर किया जाता है, जैसे कि लिआनिंग, हेइलॉन्गजिआंग, जिलिन, हेबेई, हेनान और झेजियांग। चीन में औद्योगिक मूल्य के साथ मोंटमोरिलोनाइट जमा ज्यादातर मेसोज़ोइक ज्वालामुखी रॉक श्रृंखला में होता है। मोंटमोरिलोनाइट ऑर्गेनिक कॉम्प्लेक्स को इसकी कटियन एक्सचेंज प्रॉपर्टी का उपयोग करके तैयार किया जाता है, और इसका उपयोग उच्च तापमान वाले ग्रीस स्नेहन, रबर, प्लास्टिक और पेंट के लिए व्यापक रूप से किया जाता है।
अलग -अलग दानेदारता
मोंटमोरिलोनाइट के सबसे महत्वपूर्ण गुणों में से एक है। मोंटमोरिलोनाइट परतों के बीच adsorbed cations विनिमेय हैं, और इन cations की कुल राशि को "cation एक्सचेंज क्षमता" (CEC) कहा जाता है। जलीय मीडिया में, अन्य विनिमेय उद्धरण और पानी के अणु इंटरलेयर्स में प्रवेश कर सकते हैं, और यह प्रक्रिया प्रतिवर्ती है। मोंटमोरिलोनाइट को अपने उद्धरण एक्सचेंजबिलिटी का उपयोग करके संशोधित करके, विभिन्न उत्पादों जैसे कि सोडियम बेंटोनाइट, लिथियम मोंटमोरिलोनाइट, सक्रिय मिट्टी, स्तंभित मोंटमोरिलोनाइट और ऑर्गेनिक मोंटमोरिलोनाइट तैयार किए जा सकते हैं।
मोंटमोरिलोनाइट में इसकी संरचना में बड़ी संख्या में हाइड्रॉक्सिल समूह होते हैं, मजबूत हाइड्रोफिलिसिटी होती है, और इसमें महत्वपूर्ण जल अवशोषण और सूजन विशेषताएं होती हैं। मोंटमोरिलोनाइट की सूजन मुख्य रूप से इंटरलेयर उद्धरणों के जलयोजन पर आधारित है, जो पानी के अणुओं को एक हाइड्रेशन फिल्म बनाने के लिए, इंटरलेयर रिक्ति को बढ़ाती है, और सूजन का कारण बनती है। मोंटमोरिलोनाइट के जलयोजन और सूजन में मुख्य रूप से तीन चरण शामिल हैं:
(1) सतह हाइड्रेशन: मोंटमोरिलोनाइट संरचना के सतह और अंत चेहरे पर असंतृप्त टूटे हुए बॉन्ड की एक बड़ी संख्या होती है, जैसे कि सी-ओएच, अल-ओएच, आदि। वे पानी के अणुओं या सोखने के पानी के अणुओं के साथ हाइड्रोजन बॉन्ड बना सकते हैं।
(2) आयन हाइड्रेशन: इंटरलेयर विनिमेय उद्धरण हाइड्रेटेड उद्धरण बनाने के लिए हाइड्रेटेड होते हैं।
(3) ऑस्मोटिक हाइड्रेशन: जब इंटरलेयर की दूरी कुछ हद तक बढ़ जाती है, तो क्रिस्टल लेयर के अंदर और बाहर आयन एकाग्रता अंतर एक ऑस्मोटिक दबाव अंतर का कारण बनता है, पानी के अणु इंटरलेयर में प्रवेश करते हैं, और पानी में एक डबल इलेक्ट्रिक लेयर बनाने के लिए पानी में फैल जाता है, जिससे प्रोलैयर की दूरी बढ़ जाती है और विस्तार को बढ़ाता है।
ऊपर वर्णित तीन जलयोजन विधियों में, बाद के दो मुख्य हैं।
मोंटमोरिलोनाइट के कमजोर इंटरलेयर बाइंडिंग फोर्स के कारण, पानी के अणु आसानी से इंटरलेयर में प्रवेश कर सकते हैं, इंटरलेयर दूरी को बढ़ा सकते हैं, और परतों को फैलाया और छील दिया जाता है। हाइड्रेटेड कण एकत्रित इकाई कोशिकाओं की एक छोटी संख्या के रूप में मौजूद हैं, या समानांतर में स्टैक किए गए यूनिट कोशिकाओं या क्रिस्टल परतें। पानी के माध्यम में, चूंकि मोंटमोरिलोनाइट कण सभी नकारात्मक रूप से चार्ज किए जाते हैं और एक -दूसरे को पीछे हटाते हैं, इसलिए कम सांद्रता में बड़े कण समुच्चय बनाना मुश्किल होता है, इसलिए इसमें अच्छा निलंबन होता है और इसे निलंबित एजेंट के रूप में इस्तेमाल किया जा सकता है। आम तौर पर, निलंबन पीएच मूल्य की वृद्धि के साथ बढ़ता है, और तटस्थ और अम्लीय परिस्थितियों की तुलना में क्षारीय परिस्थितियों में बेहतर होता है।
जब मोंटमोरिलोनाइट को पानी के साथ मिलाया जाता है, तो सतह हाइड्रेशन ऊर्जा और cationic हाइड्रेशन ऊर्जा इंटरलेयर आकर्षण से अधिक होती है, जिससे मोंटमोरिलोनाइट की मात्रा स्वतंत्र चादरें का विस्तार और गठन होती है। मोंटमोरिलोनाइट शीट्स के किनारों पर, एल्यूमीनियम-ऑक्सीजन बॉन्ड और सिलिकॉन-ऑक्सीजन बॉन्ड के टूटने के कारण, शीट का अंतिम चेहरा सकारात्मक रूप से चार्ज किया जाता है, जो सतह पर नकारात्मक चार्ज को आकर्षित कर सकता है, और किनारों और चेहरे परस्पर एक बड़े तीन-आयामी नेटवर्क संरचना बनाने के लिए पारस्परिक रूप से जुड़े होते हैं। पानी के अणुओं, पायस कणों आदि को उनके आंदोलन प्रतिरोध को बढ़ाने के लिए लपेटा और अलग किया जाता है, जिससे एक मोटा प्रभाव प्राप्त होता है। जैसे -जैसे समय बीतता है, यह कोलाइडल संरचना स्थिर हो जाती है। जब कतरनी बल लगाया जाता है, तो कोलाइडल संरचना नष्ट हो जाती है, पारस्परिक रूप से आकर्षक चादरें फिर से बिखरी जाती हैं, कणों के आंदोलन का प्रतिरोध कम हो जाता है, और सिस्टम की चिपचिपाहट कम हो जाती है। डिस्पर्सेंट सोडियम हेक्सामेटैफॉस्फेट जैसे चार्ज किए गए कणों के अलावा मोंटमोरिलोनाइट के अंत चेहरे पर सोखना किया जा सकता है, जिससे एज पॉजिटिव चार्ज को बेअसर कर दिया जा सकता है, जिससे "कार्ड पैलेस" संरचना की स्थिरता को नष्ट कर दिया जाता है। सकारात्मक चार्ज के अलावा एसिड आयनों को बेअसर कर सकता है, अंत चेहरे को सकारात्मक चार्ज को पुनर्स्थापित कर सकता है, कोलाइडल संरचना को फिर से तैयार कर सकता है, और चिपचिपाहट को और बढ़ा सकता है।
मोंटमोरिलोनाइट कोलाइड एक गैर-न्यूटोनियन द्रव है, और इसकी चिपचिपाहट कतरनी दर या समय के साथ बदल जाती है। कतरनी बल की कार्रवाई के तहत, मोंटमोरिलोनाइट कोलाइड की निरंतर त्रि-आयामी स्थानिक नेटवर्क संरचना आसानी से नष्ट हो जाती है, और गुच्छे को पुनर्वितरित किया जाता है, सिस्टम चिपचिपाहट कम हो जाती है, और कोलाइड प्रवाह शुरू होता है, कतरनी पतले विशेषताओं के साथ; जब मिट्टी प्रणाली को एक निरंतर कतरनी दर के अधीन किया जाता है, जैसा कि कोलाइड संरचना नष्ट हो जाती है, तब तक चिपचिपाहट समय के साथ घट जाती है जब तक कि संतुलन चिपचिपाहट तक नहीं पहुंच जाता है। जब कतरनी बल को हटा दिया जाता है, स्थैतिक परिस्थितियों में, जैसे-जैसे समय बीतता है, हाइड्रोजन बॉन्ड को बहाल किया जाता है, और बिखरे हुए गुच्छे धीरे-धीरे सकारात्मक और नकारात्मक चार्ज के आकर्षण के कारण तीन-आयामी नेटवर्क संरचना जेल में संबद्ध होते हैं, और सिस्टम चिपचिपाहट बढ़ जाती है। कोलाइडल संरचना विनाश और वसूली की यह प्रक्रिया प्रतिवर्ती है, जिसे मोंटमोरिलोनाइट का थिक्सोट्रॉपी कहा जाता है। Thixotropy Index Ti को 10R और R के रोटेशन गति पर एक ही रोटर की चिपचिपापन अनुपात द्वारा व्यक्त किया जा सकता है।
मोंटमोरिलोनाइट एक प्राकृतिक अकार्बनिक खनिज सामग्री है जिसमें अच्छी स्थिरता और अच्छे मौसम प्रतिरोध है।
(१) अच्छा रासायनिक स्थिरता
मोंटमोरिलोनाइट पानी और विभिन्न सॉल्वैंट्स में अघुलनशील है। यह कमरे के तापमान पर कम या ऑक्सीकरण नहीं होता है। इसकी एक विस्तृत पीएच रेंज है। इसकी संरचना एसिड, अल्कलिस, लवण आदि से आसानी से प्रभावित नहीं होती है। इसमें कार्बनिक आयनों, अल्कोहल सॉल्वैंट्स आदि के साथ अच्छी संगतता है।
(२) अच्छा थर्मल स्थिरता
डिहाइड्रॉक्सिलेशन तापमान मोंटमोरिलोनाइट के गर्मी प्रतिरोध का एक उपाय है, जो इसकी थर्मल स्थिरता की गुणवत्ता को दर्शाता है। मोंटमोरिलोनाइट का डिहाइड्रॉक्सिलेशन तापमान आमतौर पर 550 डिग्री -750 डिग्री है। इस तापमान पर, संरचनात्मक हाइड्रॉक्सिल समूहों को हटा दिया जाता है, लेकिन परत संरचना को नष्ट नहीं किया जाता है, जो अच्छी थर्मल स्थिरता दिखा रहा है।
(३) अच्छी जैविक स्थिरता
मोंटमोरिलोनाइट बैक्टीरिया, सूक्ष्मजीवों, आदि से प्रभावित नहीं होता है। इसका निलंबन गर्म और आर्द्र परिस्थितियों में, विशेष रूप से आर्द्र वातावरण में या गर्मियों में 30-40 डिग्री के उच्च तापमान पर रखे जाने पर ढालना और बिगड़ने के लिए आसान नहीं है। यह एंजाइमेटिक रूप से नीचा नहीं होगा, बदबूदार, या सेल्यूलोज और ज़ैंथन गम जैसे कार्बनिक थिकेनर्स जैसी कम चिपचिपाहट होगी। इसमें उत्कृष्ट एंटी-कोरियन और एंटी-डिग्रेडेशन गुण हैं।
शुद्धिकरण विधि:
बेंटोनाइट को शुद्ध करने के लिए कई तरीके हैं, जिन्हें शुद्धि प्रक्रिया के अनुसार सूखी विधि और गीली विधि में विभाजित किया जा सकता है।
सूखी विधि:
सूखी विधि पूरी तरह से बेंटोनाइट अयस्क को मिलाने के लिए है जो एक द्रवित अवस्था में हवा के साथ एक निश्चित सुंदरता के लिए जमीन है। क्लासिफायर के केन्द्रापसारक बल और प्रशंसक के सक्शन बल की कार्रवाई के तहत, एक बड़े विशिष्ट गुरुत्व के साथ अधिकांश मोटे कणों और कणों को ठीक दाने वाले खनिजों से अलग किया जाता है।
गीली विधि:
गीले शोधन के दौरान, जल माध्यम मोंटमोरिलोनाइट इंटरलेयर के विस्तार और जलयोजन के लिए पर्याप्त स्थान और शक्ति प्रदान करता है। सरगर्मी और डिस्पर्सेंट्स को जोड़ने के माध्यम से, मोंटमोरिलोनाइट कोलाइड कण आकार छोटा होगा, जिससे अशुद्धता खनिजों से अलग करना आसान हो जाता है जो कोलाइडल कण आकार तक नहीं पहुंच सकते हैं।
पृथक्करण सिद्धांत के अनुसार, इसे भौतिक विधि और रासायनिक विधि शुद्धि में विभाजित किया जा सकता है।
1) भौतिक शुद्धि विधि:
भौतिक शुद्धिकरण विधियों में वायु चयन, गुरुत्वाकर्षण धुलाई, सेंट्रीफ्यूजेशन, चक्रवात वर्गीकरण, फॉस्फेट विधि, अल्ट्रासोनिक दोलन विधि, वैद्युतकणसंचलन विधि, फ्लोकुलेशन विधि आदि शामिल हैं। बेंटोनाइट ग्रेड और उत्पाद शुद्धता की आवश्यकताओं के अनुसार, कई तरीकों का उपयोग आमतौर पर संयोजन में किया जाता है। बेंटोनाइट के ग्रेड और एप्लिकेशन आवश्यकताओं के अनुसार, उच्च-ग्रेड बेंटोनाइट (मोंटमोरिलोनाइट सामग्री लगभग 80%है) को वायु चयन द्वारा शुद्ध किया जा सकता है; कम-ग्रेड बेंटोनाइट को गीली विधि द्वारा शुद्ध किया जा सकता है; बेंटोनाइट जिसमें मोटे कण अशुद्धियों जैसे कि फेल्डस्पार और कैल्साइट को गुरुत्वाकर्षण धोने से शुद्ध किया जा सकता है; मोंटमोरिलोनाइट के समान कण आकार के साथ अशुद्धियों या मोंटमोरिलोनाइट में लपेटे गए रासायनिक तरीकों से हटाने की आवश्यकता होती है, और चिकित्सा और खाद्य अनुप्रयोगों में उपयोग किए जाने वाले बेंटोनाइट को आमतौर पर रासायनिक तरीकों से शुद्ध नहीं किया जा सकता है।
2) रासायनिक शुद्धि विधि:
रासायनिक शोधन विधि को रासायनिक केन्द्रापसारक शोधन विधि और सोडियम केन्द्रापसारक शोधन विधि में विभाजित किया जा सकता है। पूर्व में एक फैलाव, आमतौर पर फॉस्फेट, केन्द्रापसारक शुद्धि विधि के आधार पर जोड़ता है। फॉस्फेट आयनों को मोंटमोरिलोनाइट के अंत चेहरे पर सोखना किया जाता है, जो कोलाइडल संरचना बनाने वाली प्रभावी चादरों की संख्या को कम करता है, नकारात्मक चार्ज को बढ़ाता है, चादरों के बीच प्रतिकर्षण को मजबूत करता है, सिस्टम की चिपचिपाहट को कम करता है, फिर से बारीकियों से निपटने के लिए इसे आसान बनाता है, और इसे पानी में पानी में लाने के लिए आसान बनाता है। centrifugation। केन्द्रापसारक शोधन विधि की तुलना में, यह मोंटमोरिलोनाइट और अशुद्धता खनिजों के समावेश और एनकैप्सुलेशन स्थिति में सुधार करता है, लेकिन कैल्शियम-आधारित मोंटमोरिलोनाइट के निलंबन और फैलाव में सुधार नहीं करता है। इसलिए, प्राप्त मोंटमोरिलोनाइट की शुद्धता अधिक है, लेकिन उपज कम है। उत्तरार्द्ध पूर्व के आधार पर एक कच्चे माल की प्रीट्रीटमेंट प्रक्रिया को जोड़ता है, कैल्शियम-आधारित बेंटोनाइट को सोडियम-आधारित बेंटोनाइट में संशोधित करता है, और फिर सेंट्रीफ्यूगल शुद्धि का प्रदर्शन करता है, जो मोंटमोरिलोनाइट के फैलाव और निलंबन में सुधार करता है, स्लूरी में ठीक-कण मोंटमोरिलोनाइट को बढ़ाता है, जबकि उपज को बढ़ाता है और बढ़ाता है और बढ़ाता है।
उच्च शुद्धता की संश्लेषण विधिकेटालिस्ट: एक्वा रेजिया में बेंटोनाइट को भंग करें, फिर सिंथेटिक समाधान तैयार करने के लिए सोडियम हाइड्रॉक्साइड (NA0H) जोड़ें, और फिर 90 डिग्री C और 100 डिग्री C से नीचे के तापमान पर सील किए गए समाधान को रखकर मोंटमोरिलोनाइट क्रिस्टल को संश्लेषित करें।
उत्पाद का नाम फ्रांस में मोंटमोरिलोन से आता है, वह स्थान जहां इसे पहली बार खोजा गया था। मोंटमोरिलोनाइट सबफैमिली स्मेक्टाइट खनिजों में से एक से संबंधित है (दूसरा सबफैमिली सैपोनाइट सैपोनाइट है), जो एक महत्वपूर्ण मिट्टी का खनिज है, जो आमतौर पर बड़े पैमाने पर या मिट्टी है। आणविक सूत्र (ना, सीए) 0.33 (अल, एमजी) 2 [SI4O10] (OH) 2 · NH2O है। यह एक मिट्टी का खनिज है जिसमें तीन-परत वाले लैमेलर संरचना है, जो ऊपरी और निचले में मध्य और सिलिकॉन ऑक्साइड टेट्राहेड्रोन में एल्यूमीनियम ऑक्साइड ऑक्टाहेड्रॉन से बना है। इसमें पानी और क्रिस्टल संरचनात्मक परतों के बीच कुछ एक्सचेंज उद्धरण शामिल हैं, उच्च आयन विनिमय क्षमता और उच्च जल अवशोषण विस्तार क्षमता है। मोंटमोरिलोनाइट क्रिस्टल एक्विफर संरचना के साथ मोनोक्लिनिक सिलिकेट खनिज से संबंधित है।
यह कण छोटे होते हैं, लगभग 0.2 ~ 1 μ मीटर, कोलाइडल फैलाव विशेषताओं के साथ, और आमतौर पर एक विशाल या मिट्टी के कुल के रूप में उत्पादित होते हैं। इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोप के तहत, मोंटमोरिलोनाइट को फ्लेक क्रिस्टल के रूप में देखा जा सकता है, जो या तो सफेद ग्रे, हल्के नीले या हल्के लाल होते हैं। जब तापमान 100 ~ 200 डिग्री तक पहुंच जाता है, तो मोंटमोरिलोनाइट धीरे -धीरे पानी खो देगा। निर्जलीकरण के बाद मोंटमोरिलोनाइट पानी के अणुओं या अन्य ध्रुवीय अणुओं को भी फिर से खोल सकता है। जब वे पानी को अवशोषित करते हैं, तो वे कई बार मूल मात्रा का विस्तार और पार भी कर सकते हैं। मोंटमोरिलोनाइट में विभिन्न प्रकार के उपयोग हैं, और इसकी विशेषताओं का उपयोग रासायनिक प्रतिक्रियाओं में सोखना और शुद्धिकरण का उत्पादन करने के लिए किया जाता है। इसका उपयोग कागज बनाने, रबर और सौंदर्य प्रसाधनों के लिए एक भराव के रूप में भी किया जा सकता है, तेल विघटन और तेल क्रैकिंग उत्प्रेरक के लिए एक कच्चे माल के रूप में, साथ ही भूवैज्ञानिक ड्रिलिंग के लिए कीचड़ के रूप में, धातुकर्म और चिकित्सा के लिए एक बांधने की मशीन (मुख्य रूप से के-कैटेलिस्ट पाउडर के लिए)।
Ex (H2O) 4 {(AL2-X, MGX) 2 [(SI, AL) 4O10] (OH) 2} को माइक्रोक्रिस्टलाइन काओलाइट भी कहा जाता है। उपरोक्त सूत्र में, ई परतों के बीच विनिमेय उद्धरण है, जिसमें मुख्य रूप से Na+और Ca 2+ शामिल हैं, इसके बाद K+और Li +. X यूनिट रासायनिक सूत्र की परत शुल्क की संख्या है जब E को एक अस्वाभाविक उद्धरण के रूप में उपयोग किया जाता है, आमतौर पर 0.2 और 0.6 के बीच। मुख्य इंटरलेयर उद्धरणों के प्रकारों के अनुसार, इसे सोडियम मोंटमोरिलोनाइट, कैल्शियम मोंटमोरिलोनाइट और अन्य घटक किस्मों में विभाजित किया जा सकता है। क्रिस्टल रासायनिक सूत्र में, H2O (क्रिस्टल पानी या इंटरलेयर पानी, आदि) आमतौर पर सूत्र के अंत में लिखा जाता है, लेकिन उत्पाद में, H2O को सामने लिखा जाता है, यह दर्शाता है कि H2O और विनिमेय cations इंटरलेयर डोमेन में एक साथ भरे जाते हैं। ई और एच 2 ओ कमजोर हाइड्रोजन बॉन्ड द्वारा एक हाइड्रेशन राज्य बनाते हैं। यदि ई एक एकतरफा आयन है, तो आयनिक क्षमता छोटी है, जिससे पानी के अणुओं की एक निरंतर परत बनती है; यदि ई एक दिवालिया कटियन है, तो निरंतर पानी के अणुओं की दो परतें बनती हैं। इससे पता चलता है कि इंटरलेयर में प्रवेश करने वाले पानी के अणु सीधे लेयर ग्रिड (सिंगल लेयर) से संबंधित नहीं होते हैं। पानी की सामग्री पर्यावरण की आर्द्रता और तापमान से संबंधित है, जो चार परतों तक हो सकती है।
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