Halloysit - Halloysite
Halloysit | |
---|---|
![]() | |
Všeobecné | |
Kategorie | Fylosilikáty Kaolinithadí skupina |
Vzorec (opakující se jednotka) | Al2Si2Ó5(ACH)4 |
Strunzova klasifikace | 9.ED.10 |
Krystalový systém | Monoklinický |
Křišťálová třída | Domatic (m) (stejný Symbol HM ) |
Vesmírná skupina | Cc |
Jednotková buňka | a = 5,14, b = 8,9, c = 7,214 [Á]; p = 99,7 °; Z = 1 |
Identifikace | |
Barva | Bílý; šedá, zelená, modrá, žlutá, červená od zahrnutých nečistot. |
Krystalický zvyk | Sférické shluky, masivní |
Výstřih | Pravděpodobně {001} |
Zlomenina | Conchoidal |
Mohsova stupnice tvrdost | 2-2.5 |
Lesk | Perleťově, voskovitě nebo matně |
Diaphaneity | Poloprůhledný |
Specifická gravitace | 2-2.65 |
Optické vlastnosti | Biaxiální |
Index lomu | nα = 1.553–1.565 nβ = 1.559–1.569 ny = 1.560–1.570 |
Dvojlom | 5 = 0,007 |
Reference | [1][2][3] |
Halloysit je hlinitokřemičitan jílový minerál s empirický vzorec Al2Si2Ó5(ACH)4. Jeho hlavními složkami jsou kyslík (55.78%), křemík (21.76%), hliník (20,90%) a vodík (1,56%). Halloysit se obvykle tvoří do hydrotermální změna alumino-silikátových minerálů.[4] Může nastat smíchání s dickite, kaolinit, montmorillonit a další jílové minerály. Rentgenová difrakce pro pozitivní identifikaci jsou vyžadovány studie. Poprvé byl popsán v roce 1826 a pojmenován po belgický geolog Omalius d'Halloy.
Výskyt

Tvorba halloysitu je způsobena hydrotermální změna a často se nachází poblíž uhličitanové horniny. Například vzorky halloysitů nalezené ve Wagon Wheel Gap, Colorado, Spojené státy je podezření, že je produktem zvětrávání ryolit dolů klesajícími vodami.[4] Obecně je tvorba jílových minerálů v tropickém a subtropickém podnebí velmi oblíbená kvůli obrovskému množství vodního toku. Bylo také zjištěno, že halloysit překrývá čedičový hornina, která nevykazuje žádné postupné změny od horniny k tvorbě minerálů[6] Halloysit se vyskytuje především v nedávno exponovaných sopečných půdách, ale také se tvoří z primárních minerálů v tropických půdách nebo před glaciálně zvětralých materiálech.[7] Magmatické horniny, zejména skelné čedičové horniny, jsou náchylnější k povětrnostním vlivům a změnám tvořícím halloysit.
Často, jak je to v případě halloysitu nalezeného v Juab County, Utah, Spojené státy jíl se nachází v úzké spolupráci s goethite a limonit a často proložené alunit. Živce podléhají také rozkladu vodou nasycenou oxid uhličitý. Když se živce vyskytují poblíž povrchu lávových proudů, CO2 koncentrace je vysoká a reakční rychlosti jsou rychlé. Se zvyšující se hloubkou jsou loužicí roztoky nasyceny oxidem křemičitým, hliníkem, sodíkem a vápníkem. Jakmile jsou roztoky vyčerpány CO2 srážejí se jako sekundární minerály. Rozklad je závislý na průtoku vody. V případě, že se halloysit tvoří z plagioklas neprojde mezistupněmi.[4]
Jedním z největších ložisek halloysitu na světě je Dunino nedaleko Legnica v Polsku. Má rezervy odhadované na 10 milionů tun materiálu. Tento halloysit se vyznačuje vrstvenou trubkovou a deskovou strukturou.[8]
Důl draků, který se nachází v okrese Tintic, Eureka, Utah ložisko obsahuje halloysit v katalytické kvalitě. Vklad dračích dolů je jedním z největších na světě Spojené státy. Celková produkce v letech 1931–1962 vyústila v téměř 750 000 tun vytěženého halloysitu. Je přítomen čistý halloysit klasifikovaný jako 10a a 7a.[9]
Struktura
Halloysit se přirozeně vyskytuje jako malé válce (nanotrubičky), které mají tloušťku stěny 10–15 atomových alumosilikátových desek, vnější průměr 50–60 nm, vnitřní průměr 12–15 nm a délku 0,5–10 μm. Jejich vnější povrch je většinou tvořen SiO2 a vnitřní povrch Al2Ó3, a proto jsou tyto povrchy opačně nabité.[5][10] Jsou nalezeny dvě běžné formy. Při hydrataci vykazuje jíl 1 nm rozestup vrstev a při dehydrataci (meta-halloysit) je rozteč 0,7 nm. The katexová kapacita závisí na množství hydratace, jako 2H2O má 5–10meq / 100 g, zatímco 4H2O má 40–50 meq / 100 g.[11] Endellite je alternativní název pro Al2Si2Ó5(ACH)4· 2 (H2O) struktura.[11][12]
Díky vrstvené struktuře halloysitu má velký specifický povrch, který může dosáhnout 117 m2/G.[13]
Aplikace
Vysoce čistý halloysit se těží z a ryolit výskyt v Nový Zéland. Jeho použití zahrnuje porcelán a kostní porcelán.[14][15][16][17]
Halloysit je efektivní adsorbent oba pro kationty a anionty. Používá se také jako katalyzátor krakování ropy a společnost Exxon vyvinula v 70. letech minulého století katalyzátor krakování na bázi syntetického halloysitu.[18] Díky své struktuře lze halloysit použít jako plnivo v přírodních nebo modifikovaných formách v nanokompozitech. Halloysitová nanotrubice může být interkalována s katalytickými kovovými nanočásticemi vyrobenými z stříbrný, ruthenium, rhodium, Platina nebo kobalt, čímž slouží jako nosič katalyzátoru.[5]
Kromě podpory nanočástic lze halloysitové nanotrubice použít také jako šablonu pro výrobu kulatých dobře rozptýlených nanočástic (NP). Například ve vodě byly syntetizovány NP vizmutu a subkarbonátové sloučeniny vizmutu s kontrolovanou velikostí (~ 7 nm). Důležité je, že když nebyl použit halloysit, získají se místo kulatých koulí velké nanoplaty.[19]
Dějiny
Reference
- ^ Anthony, John W .; Bideaux, Richard A .; Bladh, Kenneth W .; Nichols, Monte C., eds. (1995). „Halloysite“ (PDF). Příručka mineralogie. Sv. II, 2003 Silica, Silicates. Chantilly, VA, USA: Mineralogická společnost Ameriky. ISBN 978-0962209710.
- ^ „Halloysite: Halloysite minerální informace a data“. mindat.org.
- ^ Barthelmy, Dave. „Halloysite Mineral Data“. webmineral.com.
- ^ A b C Kerr, Paul F. (1952). "Vznik a výskyt jílových minerálů". Jíl a hliněné minerály. 1: 19–32. Bibcode:1952CCM ..... 1 ... 19 tis. doi:10.1346 / CCMN.1952.0010104.
- ^ A b C d Vinokurov, Vladimir A .; Stavitskaya, Anna V .; Chudakov, Yaroslav A .; Ivanov, Evgenii V .; Shrestha, Lok Kumar; Ariga, Katsuhiko; Darrat, Yusuf A .; Lvov, Yuri M. (2017). „Tvorba kovových shluků v nanotrubičkách z halloysitových jílů“. Věda a technologie pokročilých materiálů. 18 (1): 147–151. Bibcode:2017STAdM..18..147V. doi:10.1080/14686996.2016.1278352. PMC 5402758. PMID 28458738.
- ^ Papke, Keith G. (1971). „Halloysite vkladů v řadové Hills Washoe County, Nevada“. Jíl a hliněné minerály. 19 (2): 71–74. Bibcode:1971CCM .... 19 ... 71P. doi:10.1346 / CCMN.1971.0190202.
- ^ Wilson M. J. (1999). „Původ a vznik jílových minerálů v půdách: minulé současné a budoucí perspektivy“. Hliněné minerály. 34 (1): 7–25. Bibcode:1999ClMin..34 .... 7W. doi:10.1180/000985599545957.
- ^ Sakiewicz, P .; Lutynski, M .; Soltys, J .; Pytlinski, A. (2016). "Čištění halloysitu magnetickou separací". Fyzikálně-chemické problémy zpracování minerálů. 52 (2): 991–1001. doi:10,5277 / ppmp160236.
- ^ Patterson, S., & Murray, H. (1984). Kaolin, žárovzdorná hlína, kuličková hlína a halloysit v Severní Americe, na Havaji a v karibské oblasti. Profesionální papír, 44-45. doi: 10,3133 / pp1306
- ^ Brindley, George W. (1952). "Strukturální mineralogie jílů". Jíl a hliněné minerály. 1: 33–43. Bibcode:1952CCM ..... 1 ... 33B. doi:10.1346 / CCMN.1952.0010105.
- ^ A b Carroll, Dorothy (1959). "Výměna iontů v jílech a jiných minerálech". Bulletin americké geologické společnosti. 70 (6): 749‐780. Bibcode:1959GSAB ... 70..749C. doi:10.1130 / 0016-7606 (1959) 70 [749: IEICAO] 2.0.CO; 2.
- ^ Endellit. Webminerály
- ^ Yang, Y. Zhang a J. Ouyang (2016). "Fyzikálně-chemické vlastnosti halloysitu". Nanosized Tubular Clay Minerals - Halloysite and Imogolite. Vývoj v hliněné vědě. 7. str. 67–91. doi:10.1016 / B978-0-08-100293-3.00004-2. ISBN 9780081002933.CS1 maint: více jmen: seznam autorů (odkaz)
- ^ PŘÍPADOVÁ STUDIE: Halloysitový jíl. minerály.co.nz
- ^ Murray, H. H .; Harvey, C .; Smith, J. M. (1. února 1977). „Mineralogie a geologie ložiska haljysitů Maungaparerua na Novém Zélandu“. Jíl a hliněné minerály. 25 (1): 1–5. Bibcode:1977CCM .... 25 .... 1M. doi:10.1346 / CCMN.1977.0250101.
- ^ „Vzorek běžných molekul 50642“. Reciproční síť.
- ^ Lyday, Travis Q. (2002) Minerální průmysl Nového Zélandu. minerály.usgs.gov
- ^ Robson, Harry E., Exxon Research & Engineering Co. (1976) „Syntetické halloysity jako uhlovodíkové konverzní katalyzátory“ US patent 4 098 676
- ^ Ortiz-Quiñonez, J.L .; Vega-Verduga, C; Díaz, D; Zumeta-Dubé, I (13. června 2018). „Transformace vizmutu a β ‑ Bi2Ó3 Nanočástice do (BiO)2CO3 a (BiO)4(ACH)2CO3 zachycením CO2: Role halloysitových nanotrubiček a "sluneční světlo" ve tvaru a velikosti krystalu ". Růst a design krystalů. 18 (8): 4334−4346. doi:10.1021 / acs.cgd.8b00177.