Nucleation and growth process of sodalite and cancrinite from kaolinite-rich clay under low-temperature hydrothermal conditions

Abstract

The synthesis of low-silica zeotypes by hydrothermal transformation of kaolinite-rich clay and the nucleation and growth processes of sodalite and cancrinite in the system Na 2 O-Al 2 O 3 -SiO 2 -H 2 O at 100 °C were investigated. The synthesis products were characterized by X-ray powder diffraction (XRPD), scanning electron microscopy (SEM), Fourier transform infrared spectroscopy (FT-IR), 29 Si and 27 Al Magic Angle Spinning Nuclear Magnetic Resonance (MAS-NMR) and thermogravimetric analysis (TGA). Our data show that the sequence of the transformation of phases is: Poorly crystalline aluminosilicate → zeolite LTA → sodalite → sodalite + cancrinite → cancrinite. Synthesized materials appeared stable thermodynamically under the experimental conditions, with zeolite LTA (a metastable phase) occurring as a minor phase, compared with the presence of sodalite and cancrinite.

Use of Brazilian Kaolin as a Potential Low-cost Adsorbent for the Removal of Malachite Green from Colored Effluents

“…Kaolin is a clay predominantly composed by kaolinite (Al 2 Si 2 O 5 (OH) 4 ) 25 , which has been widely used in a variety of technological applications [26][27][28][29][30][31][32][33][34][35][36][37][38][39][40] . Due to the low-cost and large availability, the use of clays like kaolin becomes the adsorption process an attractive and promising technology.…”

Synthesis of high value-added zeolitic materials using glass powder residue as a silica source

“…While evaluating the possibility of varying the crystallization temperature, it was verified that at temperatures of 152 °C and 170 °C, there is formation of cancrinite (JCPDS 73-0540), as indicated by its diffractograms (Figures 10c and 10d) and micrographs, which show crystals in the shape of hexagonal prisms (Figures 11b and 11c) 24 . At a temperature of 135 °C, the formation of sodalite is observed (Figures 10b and 11a).…”

Formação de sodalita e cancrinita a partir de cinzas volantes: análise por Rietveld e química racional

“…Foi possível verificar que a intensidade dos picos de cancrinita aumentou para essa condição específica de concentração com a elevação do tempo de processo. Para esta condição alcalina, os resultados obtidos corroboraram os resultados apresentados em [10], onde os autores afirmam que um maior tempo de reação promove uma dissolução mais eficaz dos materiais de partida, caracterizada por um aumento da relação de intensidade dos picos de DRX de sodalita e cancrinita. Os autores afirmam ainda que há dificuldade na distinção dos picos e quantificação de fases de sodalita e cancrinita, pois em análise de DRX verifica-se sobreposição destes picos devido à semelhança estrutural [10].…”

“…Para esta condição alcalina, os resultados obtidos corroboraram os resultados apresentados em [10], onde os autores afirmam que um maior tempo de reação promove uma dissolução mais eficaz dos materiais de partida, caracterizada por um aumento da relação de intensidade dos picos de DRX de sodalita e cancrinita. Os autores afirmam ainda que há dificuldade na distinção dos picos e quantificação de fases de sodalita e cancrinita, pois em análise de DRX verifica-se sobreposição destes picos devido à semelhança estrutural [10]. Para que ocorra a formação de cancrinita alguns elementos precisam estar disponíveis para a reação, tais como alumínio, silício e sódio, constituintes químicos desse tipo de zeólita, também constituintes da zeólita do tipo sodalita.…”

“…São os poros e cavidades que conferem às zeólitas elevada superfície interna quando comparada à sua superfície externa [9]. O diâmetro dos poros ou cavidades é condicionado pelo tipo de zeólita obtida e esta é dependente do tipo de cavidade que a constitui; dentre as mais conhecidas tem-se a cavidade-β, também denominada de SOD, constituinte das zeólitas sodalita, tipo A e faujasita, e a cavidade-ε, também denominada como CAN, constituinte da zeólita cancrinita [10].…”