Synthesis and Characterization of Organoclay via Cation Exchange Reaction

Abstract

ÖZET: Montmorillonit, [CH 3 (CH 2 ) 15 N(CH 3 ) 3 Br] genel formüllü setil trimetil amonyum bromürle katyon-değişim reaksiyonuna tabi tutulmuştur. Modifiye örnekler X-ray difraksiyon (XRD) tekniği ve Fourier dönüşümlü infrared (FTIR) spektroskopisi ile karakterize edilmiştir. Sonuçlar montmorillonit ve organokil örneklerinin zeta potansiyeli ve temas açısı ölçümleriyle desteklenmiştir. Modifiye edilmemiş montmorillonitin bazal mesafesi XRD ile 1.28 nm olarak belirlenmiştir ve modifikasyondan sonra 1.3 KDK, 2.56 KDK ve 3.85 KDK için bu değer sırasıyla 1.75 nm, 2.03 nm ve 2.56 nm'ye artmıştır. FTIR çalışmaları modifiye edilmiş ve modifiye edilmemiş montmorillonit örnekleri arasındaki yapısal farklılıkları ortaya koymuştur. Zeta potansiyeli ölçümleri kil yüzey yükünün negatiften pozitif değerlere kaydığını göstermiştir. Temas açısı ölçümleri modifikasyondan sonra kilin hidrofilitesinde bir azalma olduğunu göstermiştir.Anahtar kelimeler: Montmorillonit, organokil, CTAB, d-aralığı, temas açıs ABSTRACT: Montmorillonite has been subjected through cation-exchance reaction by cetyltrimethylammonium bromide (CTAB) with general formula [CH 3 (CH 2 ) 15 N(CH 3 ) 3 Br]. The modified samples were charecterized by X-ray diffraction (XRD) technique, Fourier transform infrared (FTIR) spectroscopy. The results are supported by the measurements of zeta potentials and contact angles of montmorillonite and organoclay samples. The basal spacing of unmodified montmorillonite, determined by XRD, was 1.28 nm and after modification it increased up to 1.75 nm, 2.03 nm and 2.56 nm for 1.3 CEC, 2.56 CEC and 3.85 CEC respectively. The FTIR studies revealed structural differences between the modified and unmodified montmorillonite samples. The zeta potential measurements showed that of the clay surface charge shift from negative to positive value. Contact angle measurements have shown a reduction of the clay hydrophility after the modification