Хим состав глины: Химический состав глин

Глина огнеупорная — Огнеупорные материалы

Глина представляет собой осадочную, повсеместно распространенную горную породу. Физические и технологические свойства глины зависят от минералов, входящих в ее состав и условий ее образования.
Наиболее ценными качествами обладают огнеупорные глины.

Глина огнеупорная, или шамотная глина, – землистая обломочная горная порода осадочного происхождения, которая состоит в основном из высокодисперсных гидроалюмосиликатов, при смешивании с водой дает пластичное тесто, сохраняющее при высыхании форму, и приобретает после обжига прочность камня.

Глина огнеупорная имеет сложный химический состав: она включает в себя Si02, А1203, CaO, MgO, К20, Na20, Fe203.
Технические характеристики шамотной глины: содержание влаги не более    5 %, огнеупорность составляет от 1530 до 1830 °С, в зависимости от состава, водопоглощение — 7,8 %, средний размер зерна — 1,9 мм.

Важнейшими физико-керамическими свойствами огнеупорных глин являются пластичность и связность, воздушная и огневая усадка, спекае-мость и огнеупорность.

Наиболее характерным свойством огнеупорных глин является пластичность. Этим свойством называют способность увлажненных глин под действием незначительных внешних усилий изменять свою форму без появления трещин и сохранять ее в статическом состоянии.
Пластические свойства глин проявляются лишь в смеси с водой и с некоторыми другими жидкостями. Эти свойства зависят от ряда факторов: минерального состава, степени дисперсности и формы частиц глины, присутствия в ней электролитов и гумусовых веществ, взаимоотношений дисперсной фазы (глинистых частиц) и дисперсионной среды (воды или другой жидкости). Пластичность является обратимым свойством глин при нагревании их до 110—150 °С; повышение температуры нагревания постепенно ухудшает это свойство, после завершения процесса дегидратации глины (450—600 °С) пластичность может совсем исчезнуть. Пластические свойства глины легко снизить введением отощителей (кварца, шамота и др.), повышается же пластичность глин только после длительного их вылеживания или тонкого измельчения или же при добавлении электролитов.

Излишняя пластичность глин может быть устранена путем введения в них непластичных (отощающих) добавок или добавлением малопластичных глин. При недостаточной пластичности глину отмучивают, освобождая ее от песка, подвергают вылеживанию на открытом воздухе, измельчают на специальных машинах, обрабатывают паром, вакуумнруют, а также добавляют пластичную глину. В результате повышается дисперсность глин, улучшается нх набухаемость и повышаются пластичность и формовочная способность.

Связующая способность глины, выражается в том, что глина может связывать частицы непластичных материалов (песка, шамота и др.) и образовывать при высыхании достаточно прочное изделие — сырец. Связность — усилие, необходимое для разъединения частиц глины. Связность глин обусловлена малой величиной и пластинчатой формой частиц глинистого вещества. Высокой связностью обладают глины, содержащие повышенное количество глинистых фракций.

По количеству связываемого песка каждая огнеупорная глина относится к одной из четырех групп:
•    связующая – 50% песка,
•    пластичная – 20-50% песка,
•    тощая – 20% песка,
•    камнеподобная (сухари и сланцы) – не образует теста и не связывает.

Воздушная усадка характеризуется уменьшением длины образца, изготовленного из пластичного теста и высушенного до постоянной массы, и выражается в процентах к первоначальному размеру. Колебание воздушной усадки огнеупорных глин находится в пределах 3 — 11 %. Наибольшую усадку имеют глины с высокой пластичностью («жирные»), а наименьшую — малопластичные («тощие»).

Из-за большой усадки глин при сушке и обжиге из одних глин трудно изготовлять изделия правильной формы и точных размеров, поэтому в технологии, например, шамотных огнеупоров к глинам добавляют шамот. Количество добавляемого шамота зависит от связующей способности глин. Чем выше пластичность глин, тем выше их связующая способность. Однако связующая способность и пластичность – это различные свойства.

Огневая усадка глин — изменение размеров и объема при обжиге изделия. При обжиге наиболее легкоплавкие соединения глины переходят в состояние жидкости, которая обволакивает нерасплавившиеся частицы и частично заполняет промежутки между ними. Частичное плавление глины и действие сил поверхностного натяжения жидкой фазы вызывают сближение твердых частиц обжигаемой глины и объем ее уменьшается, т.е. происходит огневая усадка. При большом содержании в глине кварцевого песка может не быть усадки или даже произойдет расширение материала, что связано с переходом кварца при нагревании в другую кристаллическую форму с увеличением объема. Огневая усадка глин может быть 2-6%. Полной усадкой глин называют сумму воздушной и огневой усадок. Полная усадка обычно составляет 5-18%. Для получения изделий с заданными размерами полную усадку учитывают при формовании, соответственно увеличивая размеры сырца.

У большинства огнеупорных глин огневая усадка начинается при 600—650°С и протекает медленно и равномерно до 900—1000° С. Выше этой температуры усадка идет интенсивно и заканчивается при 1250—1400° С. Присутствие кремнезема вследствие его роста при обжиге в значительной степени компенсирует усадку глин.

Температура спекания — температура, при которой глина полностью спекается, т. е. теряет после охлаждения способность впитывать воду. Интервал спекания огнеупорных глин – 400ºС. Огнеупорные глины (и изделия из них) противостоят действию высоких температур, не деформируясь и не расплавляясь.

 Огнеупорность — свойство противостоять, не расплавляясь, воздействию высоких температур. Шамотная глина имеет показатель огнеупорности выше 1580°.
Указанная способность достигается за счет малого содержания примесей в глине. Такие глины используют для производства фарфора, фаянса и огнеупорных изделий.

Огнеупорная глина обычно имеет белый или серо-белый цвет. В её состав входят каолинит и гидрослюды. Такие глины используют для производства огнеупорного кирпича и других жаропрочных изделий. Огнеупорные глины должны выдерживать при обжиге температуру не менее 1580 градусов. После обжига изделия из данной глины становятся непроницаемыми для воды.
Благодаря таким свойствам шамотная глина широко используется для кладки печей. Из нее изготавливают специальный огнеупорный кирпич, которым выкладывается внутренняя часть печки – топка.

Причем в качестве связующего раствора используется все та же глина для печи.
Для изготовления шамотных или полукислых огнеупоров глину, предварительно отсортированную от загрязненных кусков, обжигают в печках, после чего размалывают первоначально на щековой дробилке, а затем на бегунах и просеивают. Подготовленный порошок обязательно подвергают очистке для удаления примесей аппаратурного железа, которое вызывает образование пузырей в стекломассе и закраску стекла. Хранить глину необходимо в условиях, исключающих ее размывание и загрязнение.
 

Помимо кладки печей, огнеупорная глина может быть использована для изготовления мертелей, огнеупорных масс и обмазок. Для этих целей используется огнеупорная глина марок ПГА, ПГБ.  Кроме того, из шамотной огнеупорной глины делают декоративную плитку, малые архитектурные формы, керамические изделия и фарфорово-фаянсовые изделия, а также изготавливают тигли для плавки золотых и серебряных сплавов.

Большой ассортимент огнеупорных материалов, в том числе огнеупорной глины представлен в Компании «ОгнеупорЭнергоХолдинг» — тел. (495) 617-01-74.
Мы рады видеть Вас в числе наших заказчиков. Продажа огнеупорных материалов – это стабильная, многолетняя деятельность нашей компании, поэтому нам хорошо известны все запросы и требования наших покупателей.
С продукцией ООО «ОгнеупорЭнергоХолдинг» Вы можете ознакомиться на нашем сайте.
 

Калорийность Белая глина. Химический состав и пищевая ценность.

Химический состав и анализ пищевой ценности

Пищевая ценность и химический состав

«Белая глина».

В таблице приведено содержание пищевых веществ (калорийности, белков, жиров, углеводов, витаминов и минералов) на 100 грамм съедобной части.

Нутриент	Количество	Норма**	% от нормы в 100 г	% от нормы в 100 ккал	100% нормы
Макроэлементы
Калий, K	3 мг	2500 мг	0. 1%		83333 г
Кальций, Ca	25 мг	1000 мг	2.5%		4000 г
Кремний, Si	180 мг	30 мг	600%		17 г
Магний, Mg	4 мг	400 мг	1%		10000 г
Натрий, Na	9 мг	1300 мг	0. 7%		14444 г
Фосфор, P	2.2 мг	800 мг	0.3%		36364 г
Микроэлементы
Железо, Fe	8 мг	18 мг	44.4%		225 г
Кобальт, Co	0. 08 мкг	10 мкг	0.8%		12500 г
Марганец, Mn	11 мг	2 мг	550%		18 г
Медь, Cu	1.4 мкг	1000 мкг	0.1%		71429 г
Молибден, Mo	2 мкг	70 мкг	2.9%		3500 г
Хром, Cr	3 мкг	50 мкг	6%		1667 г
Цинк, Zn	6 мг	12 мг	50%		200 г

Энергетическая ценность Белая глина составляет 0 кКал.

Основной источник: Создан в приложении пользователем. Подробнее.

** В данной таблице указаны средние нормы витаминов и минералов для взрослого человека. Если вы хотите узнать нормы с учетом вашего пола, возраста и других факторов, тогда воспользуйтесь приложением «Мой здоровый рацион».

Белая глина богат такими витаминами и минералами, как: кремнием — 600 %, железом — 44,4 %, марганцем — 550 %, цинком — 50 %

• Кремний входит в качестве структурного компонента в состав гликозоаминогликанов и стимулирует синтез коллагена.
• Железо входит в состав различных по своей функции белков, в том числе ферментов. Участвует в транспорте электронов, кислорода, обеспечивает протекание окислительно- восстановительных реакций и активацию перекисного окисления. Недостаточное потребление ведет к гипохромной анемии, миоглобиндефицитной атонии скелетных мышц, повышенной утомляемости, миокардиопатии, атрофическому гастриту.
• Марганец участвует в образовании костной и соединительной ткани, входит в состав ферментов, включающихся в метаболизм аминокислот, углеводов, катехоламинов; необходим для синтеза холестерина и нуклеотидов. Недостаточное потребление сопровождается замедлением роста, нарушениями в репродуктивной системе, повышенной хрупкостью костной ткани, нарушениями углеводного и липидного обмена.
• Цинк входит в состав более 300 ферментов, участвует в процессах синтеза и распада углеводов, белков, жиров, нуклеиновых кислот и в регуляции экспрессии ряда генов. Недостаточное потребление приводит к анемии, вторичному иммунодефициту, циррозу печени, половой дисфункции, наличию пороков развития плода. Исследованиями последних лет выявлена способность высоких доз цинка нарушать усвоение меди и тем способствовать развитию анемии.

Полный справочник самых полезных продуктов вы можете посмотреть в приложении «Мой здоровый рацион».

Калорийность и химический состав других продуктов

• Салат овощной с оливковым маслом
• Котлеты домашние(ашан)
• Шоколад йогурт
• Домашние трюфели
• Йогурт термостатный натуральный
• СОСИСКИ С ГОВЯДИНОЙ
• мумие
• Хлеб зерновой мягкий хлебцы на ржаной закваске
• Мороженое творожное моё
• Рис Индика браун вареный
• Яблочная пастила Смоква
• салат овощной 15. 07
• Пломбир ванильный Сахарный рожок
• Каша пшенная
• Вода минеральная природная лечебно-столовая газированная «Нагутская 26»
• Ряженка 4%
• Борщ постный
• Протеиновый шоколад
• Сате на сковороде
• Творог 9% Президент
• Салат из сельдерея, капусты, грудки
• Суп гороховый
• Куриная грудка под шубой из баклажан и сыра
• 10 овочів
• Куриное мясо в кляре на сковороде
• Тушеная спаржевая фасоль
• Мороженое из банана
• Йогурт чудо персик 2. 4%
• Яичница с колбасой
• Кабачки, фаршированные куриным фаршем
• Котлеты по-гречески
• Перловка 15.07.18
• Рис индика МИСТРАЛЬ
• Крем сметанный
• Овощ
• Крем со сгущенкой
• Крем заварной
• Сырники с абрикосами
• Кукурузная мука (Кудесница)
• Творог обезжиренный (Россошь)
• Суп норвежский с сёмгой 2
• Сливочное масло 82,5%
• Лазанья
• Хлеб ржаной подовый из обдирной муки
• Йогурт натуральный с черникой и ежевикой (с уточненным составом)
• куриная грудка маринованая аэрогриль
• Финики (Деглет Нур)
• Молоко Молочная речка питьевое ультрапастеризованное 2,5% (с уточненным составом)
• Овощной салат-2
• Корнерсы карамель
• Корнерсы банан
• Корнерсы с розмарином
• Тушёнка куриная
• Торт белково-куриный Месяц
• кукурузная каша
• Котлеты по-киевски
• Салат из кабачков и морковки по-корейски
• Pizza Palazzo Firnese (Prosciutto у Formaggio 340г)
• Зефир МН
• kefir
• сырники на молоке
• суп картофельный с курицей и огурцом
• Кабачковые оладьи без масла
• колбаса молочная
• Ликер из черешни
• Чечевица красная отварная
• Продукт творожный с киви
• маслины
• окрошка
• Нэна_Щи из говядины
• Творог
• Творожно-банановые оладьи
• Молоко 2. 5% Зеленое село
• водаЕсентуки 17
• сок овощной микс
• сок овощной микс фитнес
• Хлеб зерновой «Идеальная фигура»
• КОТЛЕТА (бризоль) рыбная
• Слойки с творогом и абрикосом
• ГРЕЧАНИКИ
• конфеты белочка
• Морковно-картофельное пюре
• Ребра копченые
• Омлет кето
• Пастила яблоко/слива/банан/крыжовник
• Экспресс завтрак
• Свекольник мамин
• Сливки питьевые стерилизованые (свитлогорье) 10%
• Кофе с сахарозаменителем
• Гречневая каша — классический рецепт
• Сыр Эллазан копченый
• Лаваш ржаной бездрожжевой
• Тунец спецзаказ
• Слойка с сыром
• Железо Мальтофер
• Творог ДАЛЬНИЙ ХУТОР 5%
• Шоколад Коммунарка 85%
• Овсянка со смородиной на кефире
• уха из щуки
• Сырники ( из рисовой муки) 5%

org/BreadcrumbList»/>

Метки:

Белая глина

калорийность 0 кКал, химический состав, питательная ценность, витамины, минералы, чем полезен Белая глина, калории, нутриенты, полезные свойства Белая глина

Калькуляторы

Физико-химическая характеристика смесей глинистых минералов из Бояки, Колумбия

1. Введение

Глинистые минералы являются важным источником экономии в различных областях строительной промышленности. Глинистые минералы специально используются в косметике, производстве кирпичей для каменной кладки, керамики и фармацевтики, включая разработку функциональных твердых катализаторов [1-4]. Глинистые минералы представляют собой природные материалы, в основном состоящие из гидратированных алюмосиликатов, обычно называемых филлосиликатами, с размером частиц менее 2 мкм [2,5]. Эти материалы представляют собой слоистые структуры, в основном состоящие из SiO ₄ тетраэдрических листов, связанных атомами кислорода с XO ₆ октаэдрических листов (X=Al, Fe, Mg) [5]. По слоистой структуре глинистые минералы подразделяются на семь групп: каолино-серпентиновые, пирофиллитово-тальковые, смектитовые, вермикулитовые, слюдяные, хлоритовые и межслоистые глинистые минералы [2]. Строение и химический состав глинистых минералов определяют их соответствующее применение [6]. Природные глинистые минералы содержат примеси и неоднородны, что затрудняет их использование в технологических целях [2]. Поэтому для улучшения их свойств необходимо готовить смеси [7-10] или улучшать их с помощью добавок [11]. Некоторые из важных свойств кирпичной кладки связаны с цветом и яркостью [12,13], которые в конечном итоге зависят от содержания минералов в глине и температуры обжига, которой она подвергается [12]. Это означает, что адекватная характеристика сырья и контроль процессов обжига являются ключевыми для таких технологических процессов, как производство кирпича.

В Колумбии Boyacá является одним из крупнейших производителей глинистых минералов для использования в строительной промышленности. Однако предпочтительное использование эмпирических знаний для обработки глиняных материалов вместе с недостатками в характеристиках сырья и процессов обжига не позволяют отрасли повысить рентабельность конечного продукта.

В этом исследовании были выбраны два глинистых минерала разного цвета для приготовления смесей и изучения их морфологических, структурных, термических и магнитных свойств с использованием общих методов характеризации, таких как сканирующая электронная микроскопия (СЭМ) с элементным анализом (ЭДС), X -дифракция лучей (DRX), дифференциальная сканирующая калориметрия (DSC) и измерение цвета. Кроме того, также использовались нетрадиционные методы, включая измерения намагниченности и методы спектроскопии времени жизни аннигиляции позитронов (PALS). Результаты свидетельствуют о том, что смесь глинистых минералов способствует получению цветных очищенных материалов, хотя существенных изменений структурных свойств не наблюдается.

2. Материалы и методы

Желтая и белая глина, обозначенные как глина A и глина B соответственно, были извлечены из глинистых месторождений в Соче, Бояка, Колумбия, для приготовления глиняных смесей в нескольких весовых соотношениях (рис. 1). Эти глинистые минералы просеивали через сито 16, 200 и 325 меш, после чего сушили при 160°С в течение двух часов. Глину А и В смешивали с получением 10 г смеси, варьируя массовое процентное содержание глины от 10 до 90%. Все образцы глин были взвешены на аналитических весах с точностью до 0,0001 г. Полученные смеси измельчали ​​в течение двух часов и прессовали в таблетки с давлением около 95,5 кг/мм ² . Затем последовало спекание при 650°С в течение 16 часов.

Рисунок 1
Фотография: глины A в верхнем левом положении, глины B в верхнем правом положении и глиняных смесей на 10-90 внизу слева; 50-50 низ-середина; и 90-10 внизу справа.
Источник: Авторы.

Колориметрические значения глинистых минералов-предшественников и полученных смесей были измерены с помощью колориметра высокого качества Nh400 Международной комиссией по освещению (CIE)1976 L∗, a∗,b∗ колориметрический метод, где L∗ — ось светлоты (0 для черного и 100 для белого). Параметры a* (отрицательные значения для зеленого и положительные значения для красного) и b* (отрицательные значения для синего и положительные значения для желтого) обозначают оттенки или цветовые измерения.

Структура и состав глинистых минералов были проанализированы с помощью рентгеновской дифракции (XRD). Все картины были получены с помощью дифрактометра X’Pert PRO (PANalytical) с источником излучения CuKα в диапазоне от 10° до 9°.0° и с шагом около 0,02°. Дифференциальную сканирующую калориметрию (ДСК) проводили на оборудовании TGA Q-500. Образец с точной навеской 30 мг помещали в алюминиевую чашку. Эксперимент проводился в атмосфере аргона в диапазоне температур 25-1200 °С при скорости нагрева 10 °С/мин. СЭМ-изображения были получены на приборе JEOL JSM 6490-LV с ускоряющим напряжением 20 кВ. Магнитные измерения образцов проводились с помощью магнитометра вибрирующего образца ВСМ-Версалаб. Магнитное поле и диапазон температур составляли около -30-30 кЭ и 50-330 К соответственно. Температурная зависимость намагниченности измерялась в постоянных магнитных полях от 0,2 до 5 кЭ.

Время жизни аннигиляции позитронов (PALS) было измерено для образцов глины A, глины B, 10/90 и 90/10. Это помогло нам получить некоторое представление о размере нанопор образцов, чтобы сравнить эту переменную с каждым из образцов, поскольку была доступна информация об обоих крайних значениях (глинистые минералы A и B) и двух смесях. Следовательно, образец смеси 50/50 в этом смысле нас не интересовал. Для каждого спектра было накоплено 3×106 событий. Временное разрешение системы составляло 225 пс. Для этих измерений была сделана обычная сэндвич-система. Однако, поскольку для этой схемы требуются два идентичных образца, глина B, 10/9Образцы 0 и 90/10 были измерены с кремниевой пластиной с одной стороны (только Clay A была доступна дважды), поэтому при подгонке спектров времени жизни для них вклад Si не изменился (218 пс). Измерения PALS проводились с моноэнергетическим позитронным пучком «СПОНСОР» в Россендорфе, который варьировал энергию позитронов E от 30 эВ до 35 кэВ с наименьшей шириной шага 50 эВ. Энергетическое разрешение Ge-детектора на 511 кэВ составляет (1,09 + 0,01) кэВ.

3. Результаты и обсуждение

Значения цвета смесей определяли колориметрическим методом CIE-L*a*b* [14, 15]. На рис. 2 показаны параметры b*, a* и L* для сырых глин и смесей. Значения a* и b* для образца A больше, чем для образца B, параметр L* для образца A меньше, чем для образца B.

Рисунок 2
a) b* b) a* и c) L* Параметр CIELAB для измерения цвета.
Источник: Авторы.

Большие значения a* и b* связаны с появлением желтого цвета, а большее значение L* связано с появлением белого цвета. Параметры a* и b* увеличиваются при увеличении содержания А, и, аналогично, значение L* уменьшается при увеличении содержания А. Это поведение подтверждает изменение внешнего вида глиняных смесей, наблюдаемое на рис. 1. Результаты показывают, что появлением цвета глиняных смесей можно управлять, смешивая точное количество сырья.

На рис. 3а показана рентгенограмма глины B, снятая при комнатной температуре. Основные рефлексы проиндексированы кристаллографическими фазами каолинита (PCD 1803036), кварца (PCD 1520590) и монтмориллонита (AMCSD 0002868). Напротив, рентгенограмма глинистого минерала А (рис. 3b) демонстрирует дополнительные пики около 25° и 27,5° по сравнению с пиком глинистого минерала В. Глинистый минерал В демонстрирует дополнительный пик около 38° по сравнению с пиком глинистого минерала. A (вставки на рис. 3b), остальные пики как в глинистом минерале A, так и в глинистом минерале B являются общими. Все смеси глинистых минералов имеют одинаковые пики, наблюдаемые для глинистых минералов А и В, без появления или исчезновения пиков (рис. 4). Наблюдается небольшой сдвиг в положениях пиков между глиной А и глиной В, значения 2θ ниже в глине. А, чем в глине Б, т.е. три больших пика расположены на 190,88, 20,88 и 26,66° для глины А и 20,06, 21,06 и 26,82° для глины В, что указывает на более высокие значения параметров решетки фаз в глине В. Для всех смесей значения 2θ лежат между значениями глины А и глины В из-за к вкладу обоих видов сырья. Результаты РФА показывают, что обжиг при 650 °С не вызывает деградации минералогических фаз, представляющих собой глинисто-минеральные смеси, обладающие высокой химической стойкостью.

Рисунок 3
Рентгенограммы при комнатной температуре для а) глины B с индексированными пиками, M монтмориллонита Q кварца K каолинита и b) глинистых минералов A и B.
Источник: Авторы.

Рисунок 4
Рентгенограммы при комнатной температуре для всех смесей.
Источник: Авторы.

Морфология образцов была проанализирована с помощью методов SEM и PALS. СЭМ-изображения 10/90, 50/50 и 90/10 показаны на рис. 5, 6 и 7 соответственно. Смеси глинистых минералов имеют сходную морфологию, имеют чешуйчатую и чешуйчато-агрегатную форму. Результаты элементного анализа, проведенного с помощью ЭДС, в весовых процентах приведены в табл. 1. Для глинистых минералов А и В анализ показывает низкое содержание Na, Mg, Fe и C. Эти элементы не обнаружены в глинистых смесей из-за, вероятно, их небольшого количества, менее 1,6 % для Na, Mg и Fe, а также термической обработки для С, который происходит от органического содержания.

Рисунок 5
СЭМ-изображения, полученные для смеси A/B 10/90.
Источник: Авторы.

Рисунок 6
СЭМ-изображения, полученные для смеси A/B 50/50.
Источник: Авторы.

Рисунок 7
СЭМ-изображения, полученные для смеси A/B 90/10.
Источник: Авторы.

Таблица 1

Значения весового процента, полученные из анализа EDS.

Источник: Авторы.

Позитрон в кристаллической решетке сильно отталкивается от ядра положительного атома. Из-за локально сниженной атомной плотности внутри дефектов открытого объема с более низкой локальной плотностью электронов позитроны имеют высокую вероятность захвата и аннигиляции с электронами в этих дефектах. В этом случае время жизни позитрона отражает электронную плотность его окружения, где происходит аннигиляция позитрона. В более крупных дефектах открытого объема плотность электронов уменьшается, что связано с уменьшением вероятности аннигиляции позитронов. Этот эффект измеряется более длительным временем жизни позитронов.

Результаты времени жизни аннигиляции позитронов перечислены в Таблице 2. Образцы глинистых минералов A и B были подогнаны независимо друг от друга, и результирующий вклад времени жизни не изменился для образцов глинистых минералов 10/90 и 90/10. Для наглядности показаны результаты подгонки только для образца 10/90, представленного на рис. 8.

Рисунок 8
Подгонка результатов Lifetime для образца 10/90.
Источник: Авторы.

Таблица 2

Результаты жизни аннигиляции позитронов

Источник: Авторы. * Фиксированные значения

В табл. 2 компонент LT4 не отнесен к образцам и его вклад незначителен. Этот эффект, вероятно, вызван небольшим зазором в конфигурации сэндвича между источником ²² Na и образцами.

Для всех образцов остальные компоненты времени жизни связаны с аннигиляцией позитронов внутри зерен и на границах зерен. На изображениях РЭМ виден большой свободный объем. По этой причине в спектрах времени жизни позитронов следует ожидать компоненты с очень большим временем жизни. Несмотря на это, результаты демонстрируют разное поведение. И глина A, и глина B демонстрируют захват насыщения. Это означает, что почти все позитроны захвачены в дефектах и ​​только небольшое их количество, около 1%, аннигилирует на границах зерен с большим временем жизни. Две короткие жизни с 289ps и 614 ps обнаружены в глинистом минерале A, тогда как глинистый минерал B показывает только один короткоживущий компонент 406 ps. Так, в глинистом минерале А выявлены два открытых объемных дефекта разного размера, а с другой стороны, глинистый минерал Б содержит только один размер дефекта, размер которого колеблется между обоими размерами дефекта, обнаруженными в глине А. Грубая оценка размера дефекта открытый объем может быть представлен для дефектов с 289 пс как скопление около 10 вакансий и для более длительного времени жизни как небольшие пустоты с радиусом менее 0,1 нм.

Результаты интенсивности LT1 свидетельствуют о более высокой концентрации глинистого минерала А в образце 90/10, чем в образце 10/90. Точно так же результаты LT2 отражают более высокую концентрацию глинистого минерала B в образце 10/90, чем в образце 90/10. Этот результат не был обнаружен с другими реализованными методами, что доказывает чувствительность этого метода в области глинистых минералов. Таким образом можно было бы установить различия между образцами, полученными из разных месторождений, или из разных мест одного и того же месторождения, или их смеси.

Однако особое внимание следует уделить LT3 в образцах глинистых минералов B, 10/90 и 90/10. Этот компонент с длительным временем жизни (более 1 нс) известен как позитроний (Ps), водородоподобное связанное состояние между электроном и позитроном. При расчете диаметра пор для Ps с использованием модели Tao-Eldrup [16,17] результаты показывают, что он должен составлять 0,188 ± 0,009 нм для глинистого минерала B, 0,90 ± 0,006 нм для глины 10/90 и 0,184 ± 0,006 нм. нм для глины 90/10.

Рис. 9, иллюстрирует зависимость намагниченности глинистых минералов A и B от температуры и магнитного поля. Оба глинистых минерала демонстрируют типичное поведение для парамагнитного материала (рис. 9a и рис. 9b). Для глинистого минерала А заметен пик при 61 К (рис. 9а). На рис. 9c и 9d показана намагниченность в зависимости от приложенного поля, что подтверждает, что глинистые минералы A и B проявляют парамагнитное поведение при комнатной температуре. При температуре 50 К глинистые минералы проявляют слабое необратимое поведение, которое более заметно в глинистом минерале А, что указывает на присутствие небольшого количества упорядоченных фаз или усиление магнитных элементов, на что указывает небольшой пик, наблюдаемый на кривой Рис. 9а.

Рисунок 9
Намагниченность в зависимости от: а) температуры глинистого минерала А, б) температуры глинистого минерала В, в) магнитного поля глинистого минерала А и г) магнитного поля глинистого минерала В.
Источник: Авторы.

Рис. 10 иллюстрирует магнитный отклик в зависимости от температуры для смеси 10/90 при трех различных магнитных полях и кривые намагничивания в зависимости от магнитного поля. Кривая M vs T имеет пик около 120 K, этот пик возникает между 116 K и 248 K для всех смесей, рис. 10a и рис. 10b. На вставке к рис. 10а и рис. 10б видно необратимое поведение. Из кривых намагниченности в зависимости от магнитного поля при 50 К, рис. 10в и рис. 10г, можно наблюдать низкое значение коэрцитивного поля (Hc) и остаточной намагниченности (Mr). На этих кривых намагниченность насыщения не наблюдается, что указывает на основную парамагнетоподобную фазу. Для глины А и глины В поведение при 300 К линейное, а при 50 К ближе к линейному, что указывает на парамагнитное поведение (рис. 9).в и рис. 9г). Из этих результатов подтверждается отсутствие ферро- или ферримагнитных фаз, включая фазу железа в виде металлического железа, магнетита или маггемита. Необходимы дальнейшие исследования, чтобы подтвердить природу наблюдаемого магнитного пика.

Рисунок 10
Намагниченность в зависимости от: а) температуры для смеси А/В 10/90, б) температуры для смеси А/В 90/10, в) магнитного поля для смеси А/В 10/90 и г) магнитного поля для смеси А/В Смесь 90/10.
Источник: Авторы.

На рис. 11 показаны кривые ДСК для массовых соотношений 10/90 и 90/10 и кривые ДСК для глинистых минералов В и А, которые аналогичны. Все смеси ведут себя одинаково. При сравнении кривых видно, что для глины Б имеется ступень потери влажности от 36°С до 94°С, а для всех смесей — от 36°С до 111°С. Потеря хемосорбированной воды наблюдается между 392°С и 580°С для глины Б и между 547°С и 595°С для всех смесей и фазовый переход между 945°C и 1063°C для глины B и от 930°C до 1079°C для всех смесей. Измерения DSC, которые не показывают структурного фазового перехода ниже 700°C, подтверждают результаты, полученные из измерений DRX, таким образом, термическая обработка, проводимая для получения смесей, не вызывает структурных изменений.

Рисунок 11
Кривые ДСК для смесей А/В 10/90; A/B 90/10, глинистый минерал B и глинистый минерал A.
Источник: Авторы.

4. Выводы

Результаты РФА и ДСК показывают, что термическая обработка при 650°С не изменяет структурных свойств при комнатной температуре в различных составах смесей. Кроме того, морфология в смесях одинакова.

Результаты показывают, что внешний вид цвета настраивается путем смешивания точного количества сырья, таким образом, очевидно, что смесь глинистых минералов способствует получению окрашенных очищенных материалов, даже несмотря на отсутствие существенных изменений в отношении структурных свойств

Магнитный отклик в смесях и сырьевых глинистых минералах преимущественно парамагнитный.

Позитронные результаты свидетельствуют о чувствительности метода для выявления различий между всеми образцами, что свидетельствует о возможности установления различий между образцами, полученными из разных месторождений, или из разных мест одного месторождения, или их смеси . Использование различных и нетрадиционных методов характеризации глинистых минералов, используемых в данной работе, позволяет нам получить различия в их физических свойствах и, следовательно, лучше оценить качество и потенциальное использование продукта. .

Благодарности

Эта работа была профинансирована Gobernación de Boyacá (Грант № 733 Colciencias) и Университетом Антонио Нариньо в рамках проекта № PI/UAN-2019-660GFM. Спасибо доктору В. Анванду и Институту радиационной физики, Гельмгольц-Центр Дрезден-Россендорф.

Ссылки

[1] Moraes, J.D.D., Bertolino, S.R.A., Cuffini, S.L., Ducart, D.F., Bretzke, P.E. и Леонарди, Г.Р., Глинистые минералы: свойства и применение в дермокосметических продуктах и ​​перспективы природного сырья для терапевтических целей – обзор. Международный фармацевтический журнал, 534, стр. 213-219., 2017. DOI: 10.1016/j.ijpharm.2017.10.031.

[2] Di, Z., Chun-Hui., Z., Chun-Xiang, L., Dong-Shen, T. and Wei-Hua, Y. Синтез глинистых минералов. Applied Clay Science, 50, стр. 1-11, 2010. DOI: 10.1016/j.clay.2010.06.019.

[3] Каррето, М.И. и Позо М. Глинистые и неглинистые минералы в фармацевтической промышленности. Часть I. Вспомогательные вещества и медицинские применения. Applied Clay Science, 46, стр. 73-80, 2009. DOI: 10.1016/j.clay.2009.07.017.

[4] Чжоу, С.Х., Обзор стратегий в отношении дизайнерских катализаторов на основе глины для зеленого и устойчивого катализа. Прикладная наука о глине, 53, стр. 87–9.6, 2011. DOI: 10.1016/j.clay.2011.04.016.

[5] Madejová, J., Методы FTIR в исследованиях глинистых минералов. Колебательная спектроскопия, 31, стр. 1-10, 2003. DOI: 10.1016/S0924-2031(2)00065-6.

[6] Лопес-Галиндо, А., Визерас, К. и Сересо, П., Композиционные, технические и безопасные характеристики глин для использования в качестве фармацевтических и косметических продуктов. Applied Clay Science, 36, стр. 51-63, 2007. DOI: 10.1016/j.clay.2006.06.016.

[7] Аззуз, Х., Алуани, Р. и Тлиг, С. , Минералогическая характеристика керамической плитки, приготовленной из смеси меловых и мио-плиоценовых глин из Туниса: заводские и лабораторные продукты, Журнал Керамического общества Япония, 119, pp. 93-100, 2011.

[8] Гонсалес-Гарсия, Ф., Ромеро-Акоста, В., Гарсия-Рамос, Г. и Гонсалес-Родригес, М., Обжиг смесей глин, содержащих иллит , каолинит и карбонат кальция, используемые в производстве декоративной плитки. Applied Clay Science, 5, стр. 361-375, 1990. DOI: 10.1016/0169-1317(90)

-J.

[9] Нгон-Нгон, Г.Ф., Йонге, Р., Лекомт, Г.Л., Битом, Д.Л., Билонг, П. и Леконт, Г., Исследование физических и механических применений на керамике латеритных и аллювиальных глинистых смесей регион Яунде (Камерун). Строительство и строительные материалы, 31, стр. 294-299, 2012. DOI: 10.1016/j.conbuildmat.2011.12.108.

[10] Оласупо, О.А. и Омотоинбо, Дж. А., Формовочные свойства нигерийской смеси кремнезема и глины для использования в литейном производстве. Applied Clay Science, 45, стр. 244-247, 2009. DOI: 10.1016/j.clay.2009.05.001.

[11] Кочерха И. и Гёмзе Л.А. Фрикционные свойства глинистых компаундов. Applied Clay Science, 48, стр. 425-430, 2010. DOI: 10.1016/j.clay.2010.01.017.

[12] Хендри, Э.А.В., Кирпичные стены: материалы и конструкция. Строительство и строительные материалы, 15, стр. 323-330, 2001. DOI: 10.1016/S09.50-0618(01)00019-8.

[13] Murray, H.H., Прикладная минералогия глин, обработка и применение каолинов, бентонитов, палыгорскит-сепиолитовых и обычных глин, структура и состав глинистых минералов и их физические и химические свойства, 1-е изд., Amsterdam, Elsevier Наука, 2006, стр. 7-31.

[14] Ю-Ли, Йе, Р. и Томас, А., Удаление цвета из сточных вод красителей путем адсорбции с использованием порошкообразного активированного угля: исследования массопереноса. Химическая технология и биотехнология, 63, стр. 48-54, 1995. DOI: 10.1002/jcbt.28063017.

[15] Охта Н. и Робертсон А.Р. Основы и приложения колориметрии. 1-е изд. , John Wiley & Sons Ltd, Чичестер, Великобритания, 2005, стр. 130.

[16] Тао, С.Дж., Аннигиляция позитрония в молекулярных веществах, Журнал химической физики, 56, стр. 5499-5510, 1972 DOI: 10.1063/1.1677067.

[17] Элдруп М., Лайтбоди Д. и Шервуд Дж. Н. Температурная зависимость времени жизни позитронов в твердой пивалиновой кислоте. Химическая физика, 63, стр. 51-58, 1981. DOI: 10.1016/0301-0104(81)80307-2.

Примечания

И. Супелано-Гарсия, он получил звание магистра наук. Физики от Universidad Pedagógica y Tecnológica de Colombia — UPTC, Tunja, Колумбия. Он кандидат наук. студент программы физики в Университете педагогики и технологии Колумбии UPTC-Tunja. ОРЦИД: 0000-0002-8020-2686

К.А. Паласио-Гомес, он получил докторскую степень. в науке из Гентского университета, Бельгия. Он был профессором с 2013 года в Университете Антонио Нариньо, Тунха, Колумбия. Ее текущие исследовательские интересы включают синтез и определение характеристик керамики и наноматериалов. Переработка и изучение полезных ископаемых. ОРЦИД: 0000-0003-0842-5567

Дж.А. Мехиа-Гомес, она получила докторскую степень. по физике в Гентском университете, Бельгия. С 2013 года она является профессором Университета Антонио Нариньо, Тунха, Колумбия. Ее текущие исследовательские интересы включают синтез и определение характеристик керамики, тонких пленок, органических соединений и наноматериалов. ОРЦИД: 0000-0002-3737-2153

К.А. Парра-Варгас, он получил докторскую степень. из Национального университета Колумбии, Богота. Он был профессором UPTC с 19 лет.97. Его текущие исследовательские интересы включают характеристику материалов и сверхпроводимость. ОРЦИД: 0000-0001-8968-8654

Как цитировать: Супелано-Гарсия, И., Паласио-Гомес, К.А., Мехия-Гомес, Х.А., и Парра-Варгас, К.А. Физико-химическая характеристика смесей глинистых минералов из Бояки, Колумбия. DYNA, 87(213), стр. 116-122, апрель-июнь 2020 г.

Химия и минералогия глинистых минералов в азиатской и сахарской пыли и влияние на поступление железа в океаны

Исследовательская статья

|

27 ноября 2014 г.

Исследовательская статья | | 27 ноября 2014 г.

G.Y. Jeongand E.P. Achterberg

Аннотация. Минеральная пыль, поставляемая в отдаленные районы океана, стимулирует рост фитопланктона за счет доставки питательных микроэлементов, в частности железа (Fe). Хотя внимание обычно уделяется (гидр)оксидам железа как основным источникам доступного железа, железосодержащие глинистые минералы обычно являются доминирующей фазой в минеральной пыли. Однако минералогия и химический состав глинистых минералов в частицах пыли в значительной степени неизвестны. Мы провели микроскопическую идентификацию и химический анализ глинистых минералов в частицах пыли Азии и Сахары. Срезы частиц пыли в поперечном сечении были приготовлены методами сфокусированного ионного пучка (FIB) и проанализированы с помощью просвечивающей электронной микроскопии (TEM) в сочетании с энергодисперсионной рентгеновской спектроскопией (EDXS). ПЭМ-изображения срезов FIB показали, что глинистые минералы встречаются либо в виде нанотонких пластин, либо в виде относительно толстых пластин. Химический состав и полосы решетки нанотонких пластинок позволили предположить, что они включают иллит, смектит, смешанные слои иллита-смектита и их наноразмерные смеси (глинистые минералы ряда иллит-смектит, ISCM), которые не могут быть разрешены с помощью электронного микропучка. Химический анализ EDXS зерен глинистого минерала показал, что среднее содержание Fe составляло 5,8% в нанотонких пластинках ISCM, предполагая 14% H ₂ O, а содержание Fe в иллите и хлорите составило 2,8 и 14,8% соответственно. Кроме того, анализы ПЭМ и ЭДРА были выполнены для зерен глинистых минералов, диспергированных и загруженных на микрорешетки. Среднее содержание Fe в зернах глинистых минералов составило 6,7 и 5,4 % в азиатской и сахарской пыли соответственно. Сравнительный рентгеноструктурный анализ сыпучей пыли показал, что сахарская пыль была более обогащена глинистыми минералами, чем азиатская пыль, а азиатская пыль была более обогащена хлоритом.