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Adsorption of alcohols by smectites: IV. Models

Published online by Cambridge University Press:  09 July 2018

F. Annabi-Bergaya
Affiliation:
Centre de Recherche sur les Solides à Organisation Cristalline Imparfaite, 1B, rue de la Férollerie, 45045 Orleans Cedex, France
M. I. Cruz
Affiliation:
Centre de Recherche sur les Solides à Organisation Cristalline Imparfaite, 1B, rue de la Férollerie, 45045 Orleans Cedex, France
L. Gatineau
Affiliation:
Centre de Recherche sur les Solides à Organisation Cristalline Imparfaite, 1B, rue de la Férollerie, 45045 Orleans Cedex, France
J. J. Fripiat
Affiliation:
Centre de Recherche sur les Solides à Organisation Cristalline Imparfaite, 1B, rue de la Férollerie, 45045 Orleans Cedex, France

Abstract

In the three previous papers of this series the role played by the exchangeable cations in the adsorption of methanol by homoionic montmorillonites has been investigated by different techniques, namely desorption isotherms, X-ray determination of the basal spacings and IR spectroscopy. In this last paper, models based on the previous discussions are presented. In the adsorbed state, methanol shows a strong tendency to form on the clay surface, hydrogen-bonded zig-zag chains analogous to those in crystalline CH3OH. The exchangeable cations perturb this arrangement to different extents. For Li+ the perturbation is negligible, for Ca2+ a complete rearrangement is observed and for Na+ and Ba2+ the chains are broken into smaller fragments.

Resume

Resume

Dans les précédents articles de cette série, l'adsorption du méthanol par des montmorillonites saturées par différents cations a été étudiée par différentes techniques: isothermes d'adsorption, détermination de l'espacement basal par la diffraction des rayons X, spectroscopie infra-rouge. En partant de l'idée que le méthanol, à l'état adsorbé a tendance à former de fortes liaisons H comme dans les chaînes en zig-zag du méthanol cristallisé et que les cations échangeables viennent perturber plus ou moins cet arrangement, les résultats précédents permettent de présenter des modèles: le Li+ ne perturbe pratiquement pas cet arrangement, le Na+ et le Ba2+ brisent ces chaînes en fragments plus ou moins longs, par contre le Ca2+ induit une nouvelle organisation des molécules d'alcool.

Kurzreferat

Kurzreferat

In den drei vorausgegangenen Arbeiten dieser Serie wurde der Einfluß der austauschbaren Kationen auf die Adsorption von Methanol durch homoionische Montmorillonite mittels verschiedener Techniken untersucht, nämlich Desorptionsisothermen, röntgenographische Bestimmung der basalen Schichtabstände und IR-Spektroskopie. In diesem letzten Teil werden auf den vorausgegangenen Erörterungen basierende Modelle vorgestellt. Methanol zeigt im adsorbierten Zustand eine ausgeprägte Tendenz auf der Tonoberfläche H-gebundene Zick-Zack-Ketten zu bilden, analog zu jenen in kristallinem CH3OH. Die austauschbaren Kationen verzerren die Anordnung in unterschiedlichem Ausmaß. Für Li+ ist diese Störung vernachlässigbar, für Ca2+ wird eine vollständige Neuanordnung beobachtet und bei Na+ und Ba2+ werden die Ketten in kleinere Fragmente zerteilt.

Resumen

Resumen

En los tres trabajos previos de esta serie, se han estudiado por diferentes técnicas tales como la DRX, isotermas de adsorción y espectroscopía IR, el efecto de los cationes de cambio sobre la adsorción de metanol por montmorillonitas homoiónicas. En este último trabajo se presentan modelos basados en las discussiones anteriores. En estado adsorbido, el metanol muestra una fuerte tendencia a la formación, en la superficie de la arcilla, de cadenas en zig-zag unidas por puentes de hidrógeno análogas a las del CH3OH cristalizado. Los cationes de cambio perturban de forma diferente esta ordenación. Para el Li+ la perturbación es despreciable. Para el Ca2+ se observa una reorganización completa y para el Na+ y Ba2+ las cadenas se rompen en fragmentos más pequeños.

Type
Research Article
Copyright
Copyright © The Mineralogical Society of Great Britain and Ireland 1981

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References

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