اثر زمان آسیاکاری بر ساختار، اندازه‌ی ذرات و ریخت شناسی مونت‌موریلونیت

نویسنده

دانشگاه پیام نور

چکیده

در این پژوهش، اثر آسیاکاری بر ساختار، اندازه­ی ذرات و ریخت­شناسی خاک­رس مونت­موریلونیت مورد بررسی قرار گرفت. بدین منظور نخست مونت­موریلونیت خریداری شده با روش­های پراش پرتو ایکس، طیف سنجی فوریه فروسرخ و میکروسکوپ الکترونی روبشی سرشت­یابی، و سپس با استفاده از یک آسیای ماهواره­ای پرانرژی، در زمان­های 1 تا 60 ساعت آسیاکاری شد. پس از آن ساختار، اندازه­ی ذرات و ریخت­شناسی همه­ی نمونه­ها به روش­های پراش پرتو ایکس، طیف­سنجی فوریه فروسرخ، و میکروسکوپی­های الکترونی عبوری و روبشی بررسی شد. نتایج  نشان داد که آسیاکاری سبب کوچک شدن اندازه­ی ذرات خاک­رس، جدا شدن صفحات و ایجاد بی­نظمی در ساختار آن و تبدیل ساختار بلورین به بی­ریخت می­شود. همچنین ریخت شناسی ذرات خاک­رس در اثر آسیاکاری به مدت 60 ساعت، از حالت لایه لایه به کروی شکل تغییر می­یابد.    

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Effect of milling time on the structure, particle size, and morphology of montmorillonite

چکیده [English]

In the current research, effect of milling on the structure, particle size and morphology of montmorillonite was investigated. For this purpose, the montmorillonite was analyzed by X-ray diffraction (XRD), Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR), and scanning electron microscopy (SEM). Then the montmorillonite was milled using high energy planetary ball mill at different milling times (1-60 hours). After that, the structure, particle size and morphology of all samples were investigated by XRD, FTIR, SEM, and transmission electron microscopy (TEM). Results showed that the ball milling causes the particle size reduction of clay and separation of the clay layers. Moreover, ball milling increases the overall structural disorder and transforms the crystalline structure into an amorphous phase. Also, the morphology of clay particle changes from layered to aggregates of almost rounded particles after 60 hours of milling.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Clay
  • montmorillonite
  • high energy planetary ball mill
  • morphology
[1] معتمدی ف.، معاضد ه.، جعفرزاده حقیقی فرد ن.، امیری م.، " بررسی سینتیک و ایزوترم جذب کادمیم از محلولهای آبی توسط نانورس‌ها"، مجله آب و فاضلاب، شماره 3 (1393) ص 118-126.

[2] Wang L., Chen Z., Wang X., Yan S., Wang J., Fan Y., “Preparations of organo-vermiculite with large interlayer space by hot solution andball milling methods: A comparative study”, Applied Clay Science 51 (2011) 151–157.

[3] Masindi V., Gitari M.W., Tutu H., DeBeer M.,”Efficiency ofball milled South African bentonite clay for remediationofacid minedrainage”, Journal of Water Process Engineering 8 (2015) 227–240.

[4] فضل‌علی ش.، ابراهیمی س.، ذاکری‌نیا م.، موحدی نائینی س.ع.، "پایش انتقال نفت سفید و آب عبوری از خاک سبک حاوی نانورس مونت‌موریلونایت"، نشریه حفاظت منابع آب و خاک، شماره 1 (1394) ص 55-65.

[5]Yoshimoto S., Ohashi F., Kameyama T., ”X-ray diffraction studies of intercalation compounds preparedfrom aniline salts and montmorillonite by amechanochemical processing”, Solid State Communications 136 (2005) 251–256.

[6]Zhuang G., Zhang Z., Guo J., Liao L., Zhao J., “A new ball milling method to produce organo-montmorillonite fromanionic and nonionic surfactants”, Applied Clay Science 104 (2015) 18–26.

[7] Lombardi B., Baschini M., Torres Sanchez R.M., "Characterization of montmorillonites from bentonite deposits of north Patagonia, argentina: physicochemical and structural parameter correlation”, The Journal of the Argentine Chemical Society 90 (2002) 87-99.

[8] رحیمی ق.، زمانی ر.، پل م.ح.، "مطالعه تاثیر افزودن نانودرات رسی بر خواص کششی و خمشی سیستم رزین اپوکسی سخت شده با سخت کننده تتا"، مجله مهندسی مکانیک مدرس، شماره 6 (1393) ص 29-34.

[9] Vodović N., Jurina I., Škapin S.D.,Sondi, I., “The surface properties of clay minerals modified by intensive dry milling — revisited”, Applied Clay Science 48 (2010) 575–580.

[10] اوحدی و.ر.، امیری م.، "جداسازی اجزای بنتونیت به منظور دستیابی به نانومونت موریلونیت"، مجله بلورشناسی و کانی شناسی ایران، شماره 4 (1391) ص 677-684.

[11] Valaskova M., Barabaszova K., Hundakova M., Ritz M., Plevova E., “Effects of brief milling and acid treatment on two ordered and disorderedkaolinite structures”, Applied Clay Science 54 (2011) 70–76.

[12] Zhu Y., Edwards G.A., Martin D.J., “Reduction of aspect ratio of fluoromica using high-energy milling”, Applied Clay Science 114 (2015) 315–320.

[13] Frost R.L., Mako E., Kristof J., Horvath E., Theo Kloprogge J., “Mechanochemical

treatment of kaolinite”, Journal of Colloid Interface Science 239 (2001) 458–466.

[14] Mani G., Fan Q., Ugbolue S.C., Eiff, I.M., “Size reduction of clay particles in nanometer

Dimensions”, Materials Research Society Symposia Proceeding 740 (2002) 113-118.

[15] Hrachova J., Komadel P., Fajnor V.S., “The effect of mechanical treatment on the structure of montmorillonite”, Materials Letters 61 (2007) 3361–3365.

[16] Lee Y.C., Kuo C.L., Wen S.B., Lin C.P., “Changes of organo-montmorillonite by ball-millingin water and kerosene”, Applied Clay Science 36 (2007) 265–270.

[17] اوحدی و.ر.، رفیعی فهیمه.، "تاثیر حضور آلاینده‌های فلزی سنگین سرب و روی در آب حفره‌ای، بر سرشتی‌های فیزیکی و ریز ساختاری کائولینیت"، مجله بلورشناسی و کانی شناسی ایران، شماره 1 (1388) ص 55-64.

[18] ZhouL Chen H., Jiang X., LuF., Zhou Y., Yin W., Ji X., “Modification of montmorillonite surfaces using a novel classof cationic gemini surfactants”, Journal of Colloid and Interface Science 332 (2009) 16–21.

[19] Joshi G.V., Patel H.A., Kevadiya B.D., Bajaj H.C., “Montmorillonite intercalated with vitamin B1as drug carrier”, Applied Clay Science 45 (2009) 248–253.

[20] Perrin-Sarazin F., Sepehr M.,Bouaricha S., Denault J., “Potential of Ball Milling to ImproveClay Dispersion in Nanocomposites“, Polymer Engineering Science 49 (2009) 651-665.