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Adsorption of Alkylphosphoric Acid on Kaolinite and Smectite in an Organic Medium (Decane)

Published online by Cambridge University Press:  01 July 2024

B. Siffert  and
J. J. Trescol
B. Siffert
Affiliation:
Centre de Recherches sur la Physico-Chimie des Surfaces Solides, 24, avenue du Président Kennedy, Mulhouse, France
J. J. Trescol
Affiliation:
Centre de Recherches sur la Physico-Chimie des Surfaces Solides, 24, avenue du Président Kennedy, Mulhouse, France
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Abstract

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Di-ethyl 2-hexylphosphoric acid (di-2 EHPA) was chemisorbed on kaolinite and smectite in decane solution. The resultant isotherms were of the Langmuir type and made possible the determination of limiting adsorption values of 12 mg/g and 23.8 mg/g on H+-kaolinite and H+-montmorillonite, respectively. The acidic phosphoric group of the di-2 EHPA molecule reacted in the anionic form (RO)2PO2− with the surface cations of the clay structures. Theoretical calculations, based on structural considerations, are in agreement with the experimental data and show that adsorption took place at the rate of one alkylphosphate anion per surface cation if the phyllosilicate was dioctahedral (e.g., montmorillonite and kaolinite). If the phyllosilicate was trioctahedral (e.g., hectorite), adsorption took place at the rate of two di-2 EHPA molecules for three surface cations. Spectroscopic investigations performed with visible, ultraviolet, and infrared radiation confirmed the formation of salts or surface complexes.

Резюме

Резюме

Диэтил 2-гексилфосфорная кислота (di-2 ЕНРА) хемосорбировалась на каолините и смектите в растворе декана. Результирующие изотермы были типа ленгмюра и на их основе возможно было определение ограничивающих величин адсорбции на Н+-каолините и Н+-монтмориллоните—12 мг/г и 23,8 мг/г, соответственно. Фосфорная кислотная группа молекулы di-2 ЕНРА реагировала в анионном виде (RO)2PC2− с поверхностными катионами глинистых структур. Теоретические расчёты на основе рассмотрения структур согласуются с экспериментальными данными и указывают на то, что скорость адсорбции есть один алкилово-фосфатный анион на один поверхностный катион для диоктаэдрических филлосиликатов (например, монтмориллонит и каолинит). В случае триоктаэдрических филлосиликатов (например, гекторит) скорость адсорбции есть две молекулы di-2 ЕНРА на три поверхностные катиона. Спектральные исследования при помощи видимого, ультрафиолетового и инфракрасного излучения подтвердили формирование солей или поверхностных комплексов. [Е.С.]

Resümee

Resümee

Di-ethyl-2-hexylphosphorsäure (Di-2-EHPA) wurde in Dekan-Lösung an Kaolinit und Smektit chimisorbiert. Die resultierenden Isothermen waren vom Langmuir-Typ und ermöglichten die Bestimmung der maximalen Adsorptionswerte von 12 mg/g und 23,8 mg/g an H+-Kaolinit und H+-Montmorillonit. Die saure Phosphorgruppe des Di-2-EHPA-Moleküls reagierte in der anionischen Form (RO)PO2− mit den Oberflächenkationen der Tonstrukturen. Theoretische, auf Strukturbetrachtungen beruhende Berechnungen stimmen mit den experimentellen Daten überein und zeigen, daß die Adsorption im Fall eines dioktaedrischen Schichtsilikates (z.B. Montmorillonit und Kaolinit) mit einem Alkylphosphat-Anion pro Oberflächen-Kation erfolgt. Im Fall eines trioktaedrischen Schichtsilikates (z.B. Hektorit) erfolgte die Adsorption mit zwei Di-2-EHPA-Molekülen pro drei Oberflächenkationen. Spektroskopische Untersuchungen im sichtbaren, ultravioletten und infraroten Spektralbereich besätigten die Bildung von Salzen oder Oberflächenkomplexen. [U.W.]

Résumé

Résumé

L'acide bis-ethyl 2-hexylphosphorique (di-2 EHPA) est chimisorbé sur les argiles en solution dans le décane. Les isothermes sont du type Langmuir et mettent en évidence une valeur limite d'adsorption de 12 mg/g de kaolinite H+ et de 23,8 mg/g de montmorillonite H+. Le groupement phosphorique à caractère acide de l'alkylphosphate réagit sous forme d'anion (RO)2PO2− avec les cations superficiels de la structure argileuse. Des calculs théoriques basés sur des considérations structuraies, en accord avec les résultats expérimentaux, montrent que l'adsorption s'opère à raison d'une molècule d'alkylphosphate par atome superficiel si la couche octaédrique de la phyllite est à remplissage dioctaédrique (montmorillonite et kaolinite). Si la couche octaédrique est à remplissage trioctaédrique (hectorite), l'adsorption s'opère à raison de deux molécules de di-2 EHPA pour trois cations superliciels. Des études spectrales réalisées en lumière visible, ultraviolette et infrarouge confirment la formation de sels et de complexes de surface. [D.J.]

Keywords

AdsorptionAlkylphosphoric acidHectoriteInfrared spectroscopyKaoliniteSmectiteSurface reactions
Type
Research Article
Information
Clays and Clay Minerals , Volume 29 , Issue 4 , August 1981 , pp. 285 - 293
Copyright
Copyright © 1981, The Clay Minerals Society

References

Bathellier, A. and Madic, C., (1973) Séparation des métaux par extraction Bull. Inf. Sci. Techn. CEA 184 7–18.Google Scholar
Black, C. A., (1943) Phosphate fixation of kaolinite and other clays as affected by pH, phosphate concentration, and time of contact Soil Sci. Soc. Amer. Proc. 7 132–137.CrossRefGoogle Scholar
Coleman, N. T. and Craig, D., (1961) The spontaneous alteration of hydrogen clay Soil Sci. 91 14–18.CrossRefGoogle Scholar
De, S. K., (1961) Adsorption of phosphate ion by homoionic Indian montmorillonites J. Indian Soc. Soil Sci. 9 169–177.Google Scholar
Giles, C. H., MacEwan, T. H., Nakhwa, S. N., and Smith, D. (1960) Studies in adsorption, Part XI: A system of classification of solution adsorption isotherms, and its use in diagnosis of adsorption mechanisms, and in measurements of specific surface areas of solids: J. Chem. Soc., 3973–3982.CrossRefGoogle Scholar
Glaeser, R. (1954) Complexes organo-argileux et rôle des cations échangeables: Thèse, No. 3473, Faculté Sciences de Paris, 68 pp.Google Scholar
Hingston, F. J. Posner, A. M. and Quirk, J. P., (1974) Anion adsorption by goethite and gibbsite. II. Desorption of anions from hydrous oxide surface J. Soil Sci. 25 16–26.CrossRefGoogle Scholar
Kafkafky, U. Posner, A. M. and Quirk, J. P., (1967) Desorption of phosphate from kaolinite Soil Sci. Soc. Amer. Proc. 31 348–353.CrossRefGoogle Scholar
Lucas, B. H. and Ritcey, G. M. (1975) Use of additives to reduce solvent losses in a uranium solvent-in-pulp process: Hydrometallurgy, June 1975, 95–102.Google Scholar
Mackenzie, J. D., (1962) Modern Aspects of the Vitreous State II London Butterworths.Google Scholar
Mauguin, C., (1928) Study of micas by X-rays Bull. Soc. Fr. Mineral. 51 285–332.Google Scholar
Mitra, S. P. and Prakash, D., (1955) Phosphate fixation by minerals in alkaline medium Proc. Natl. Acad. Sci. India 24A 169–175.Google Scholar
Muljadi, D. Posner, A. M. and Quirk, J. P., (1966) The mechanism of phosphate adsorption by kaolinite, gibbsite and pseudoboehmite J. Soil Sci. 17 212–247.CrossRefGoogle Scholar
Parfitt, R. L., (1978) Anion adsorption by soils and soil materials Advan. Agron. 30 1–50.Google Scholar
Robert, M. and Tessier, D., (1974) Méthode de préparation des argiles des sols pour des études minéralogiques Ann. Agron. 25 859–882.Google Scholar
Schläfer, H. L. and Gliemann, G., (1967) Einführung in die Ligandenfeldtheorie Frankfurt Akademische Verlagsgesellschaft.Google Scholar
Sieskind, O. and Siffert, B., (1972) Formation d’un carboxylate de surface entre l’acide stéarique et une hectorite nickelifère; localisation de l’acide gras sur le réseau silicate C. R. Acad. Sci. Paris 274 973–976.Google Scholar
Siffert, B. and Dennefeld, F., (1968) Sur la synthèse d’une montmorillonite nickelfière: C R. Acad. Sci. Paris 267 1545–1548.Google Scholar
Siffert, B. and Ferrand, C., (1973) Contribution à l’étude du mécanisme d’interaction des argiles et des lignosulfates Bull. Groupe Fr. Argiles 25 135–148.CrossRefGoogle Scholar
Siffert, B. Ferrand, C. and Wey, R., (1972) Mise en évidence par spectrométrie d’une liaison semi-polaire dans un complexe argile-lignosulfonate Bull. Groupe Fr. Argiles 24 41–47.CrossRefGoogle Scholar
Theng, B. K. G., (1974) The Chemistry of Clay-Organic Reactions London Hilger.Google Scholar
Thoumsin, F. and Troch, P., (1973) Méthode générale de la métallurgie extractive de l’uranium Metallurgie 13 141–148.Google Scholar
Van der Marel, H. W. and Beutelspacher, H., (1976) Atlas of Infrared Spectroscopy of Clay Minerals and Their Admixtures Amsterdam Elsevier.Google Scholar
Wey, R., (1959) The mechanism of the adsorption of anions by montmorillonite Silicates Ind. 24 376–385.Google Scholar