The Al Pillaring of Clays. Part I. Pillaring with Dilute and Concentrated Al Solutions

Abstract

Abstraet--Saponite, hectorite, and laponite have been pillared with cationic A1 clusters, and special attention has been given to the solution chemistry orAl. Pillared saponite is obtained after exchange with refluxed A1 solutions; while for hectorite, Al solutions treated with ammonium acetate give a pillared product with 1.8-1.9 nm spacing and thermal stability up to 873 K. In both types of solutions, the Keggin ion Al cluster is a minority species or totally absent. The typical 1.8-1.9 nm spacing is only obtained after washing. The quality of the pillared material can be judged from its thermal stability, its surface area, and the width of the d001 line before and after pillaring. The width should not exceed 0.3 nm before calcination and 0.5 nm after calcination. The latter criterion reflects the importance of the crystallinity of the parent clay for successful pillaring. Pillaring in concentrated conditions occurs by a combination of ion exchange and precipitation of AI and gives materials that exhibit poor thermal stability.

The Al Pillaring of Clays. Part II. Pillaring with [Al13O4(OH)24(H2O)12]7+

“…This hypothesis is, however, based on pillaring with solutions that contain a range of A1 polymers, and has been challenged by more recent findings. Indeed, (1) pillaring can also be achieved with solutions that do not contain the Keggin ion (Schoonheydt et al 1993); and (2) the typical spacing of 1.8-1.9 nm becomes visible only after washing (Schutz et al 1987;Schoonheydt and Leeman 1992;Figueras et al 1990), indicating important reorganisation of the adsorbed A1 species upon washing of the pillared clays.…”

Pilarização de argilas e perspectivas de aplicação e de pesquisa agronômica e ambiental

“…Eles possuem dimensão iônica relativamente grande, resistentes à degradação oxidativa, apresentam propriedades que podem ser controladas ao nível atômico ou molecular e com elevada estabilidade térmica (MIZUNO et al, 2005 (SCHUTZ et al, 1987;BERGAYA et al, 2006), mas mesmo soluções em que o íon de Keggin não é predominante a pilarização ainda é possível (SCHOONHEYDT et al, 1993).…”

“…Essas condições de preparo tornam a utilização de argilas pilarizadas inviável em larga escala, devido à demanda de tempo e reagentes (AOUAD et al, 2005). Em contrapartida, há estudos de síntese empregando soluções concentradas, como SCHOONHEYDT et al (1993), que utilizou diferentes concentrações de argila e de solução pilarizante. STORARO et al (1996) procederam à pilarização empregando dispersões concentradas de argila, 50% (m/m).…”

Factores que controlan las propiedades texturales de arcillas intercaladas con disoluciones de circonio y aluminio

“…La distancia interpilar puede resultar también notablemente afectada por ciertas variables del proceso de síntesis, como son la cantidad de polihidroxicatión metálico añadido con respecto a la masa de arcilla presente (razón cantidad de policatión/ arcilla) (24-26) y la composición de la disolución de intercalación (27)(28)(29)(30). El efecto de la razón cantidad de policatión/arcilla es muy similar al que se encuentra con la CIC de la arcilla.…”

“…Desde el punto de vista de la disolución de intercalación, tanto el grado de polimerización como la carga del polihidroxicatión metálico están controlados por la concentración de la sal metálica en disolución, la razón de hidrólisis (o el pH), así como por la temperatura y el tiempo de envejecimiento. La influencia de estas variables ha sido ampliamente estudiada para la hidrólisis de AlCl 3 (27,28,30), donde además del polihidroxicatión Al 13 implicado normalmente en la intercalación de arcillas, se ha sugerido la presencia de otras especies formadas por condensación y crecimiento lineal (29,30) del catión Al 13 , haciendo difícil el cálculo de la carga efectiva de las especies intercaladas. El grado de polimerización de un catión metálico, y consiguientemente la carga efectiva de los policationes formados, no son fáciles de controlar.…”