Variation of the surface energy characteristics of mica (muscovite) upon grinding

Papirer, E.; Roland, Patrick; Nardin, M.; Balard, H.

doi:10.1016/0021-9797(86)90205-5

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“…They found an increase from about 48 to 71 mN m -1 after grinding alumina samples. Papirer et al (1986) have also found a value of 30 mN m -I for a mica (muscovite) sample and this value increases up to 100 mN m-~ upon grinding in ethanol or water. Therefore, the high values obtained for the slate sample may be originated during the grinding process.…”

Section: /T ( K -1)mentioning

confidence: 85%

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Application of Inverse Gas Chromatography to the Study of the Surface Properties of Slates

Rodriguez

1997

Clays and clay miner.

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Abstract--Inverse gas chromatography (IGC) at zero surface coverage was used for determining the surface characteristics of a slate sample. Previously this sample had been characterized by means of X-ray diffraction (XRD), chemical analysis, infrared (IR) spectroscopy and nitrogen adsorption. Quartz, muscovite and chlorite were the minerals foming the slate. A well-defined mesoporous structure with pores of 15 /~ of interlayer distance was observed. Chemical analysis and IR spectroscopy corroborated the X-ray results. The surface characteristics of the slate were defined in relation to nonspecific and specific interactions with organic molecules. In accordance with the nonspecific interactions, the London component ('~s D) of the surface free energy gave an estimation of the surface energy of the slate sample. The obtained values for ~s ~ were 140.0, 124.8, 108.2 and 96.8 mN m i at 100, 110, 120 and 130 ~ respectively. These values were characteristic of an inorganic sample of high surface energy. The values of the thermodynamic variables--differential heat of adsorption, free energy and entropy of adsorption--were in accordance with these results. At the same time, specific interactions were characterized by the e~ parameter and the acid-base (KA, Ks) indices. The positive value of e, (0.09 kJ mol 1) indicated the presence of Lewis acidic sites on the slate surface. The value of K A (acid index) of 1.17 was higher than the value of K B (base index) of 0.37; this result confirmed the acidic nature of the studied slate's surface.

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Section: /T ( K -1)mentioning

confidence: 85%

“…The values obtained for KA and Ka for the slate sample are given in Table 6 and demonstrate the acidic nature of the slate surface as it was expected, considering the presence of mica, quartz and hydroxyl groups on the slate samPle. The acidity of silica and mica surfaces have been also found by Papirer et al (1986).…”

Section: --mentioning

confidence: 88%

Application of Inverse Gas Chromatography to the Study of the Surface Properties of Slates

Rodriguez

1997

Clays and clay miner.

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“…A TGA curve was obtained using a heating rate of 6~ in the temperature range 20*--150~ sample is of fundamental significance to the calculation of the energy components. Complete data on the surface free energy components of clay minerals are useful for understanding the adsorptive properties of these minerals; however, literature data on this subject are rare (Papirer et al, 1986;Viani et al, 1983;Schultz et al, 1977). In the present paper, the surface free energy components of natural kaolinite have been determined by means of adsorption measurements.…”

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

Determination of Surface Free Energy of Kaolinite

Chibowski

Staszczuk

1988

Clays and clay miner.

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Abstract--The adsorption of n-octane and water vapor on natural kaolinite was measured. From adsorption isotherms film pressures were determined which were then used to calculate the dispersion and nondispersion components of the kaolinite surface free energy. In addition, thermodesorption of water from the kaolinite surface was determined. These results suggest that physically adsorbed water remained on the kaolinite surface, even at temperatures as great as 125"(2. Therefore, experimentally determined dispersion and nondispersion components appear to relate to the surface precovered with a film of water. These values are: ~gw) = 34.4 mJ/m 2 for dispersion interactions and ~gw) = 60.2 mJ/m 2 for nondispersion interactions. Assuming a kaolinite surface precovered with a film of water, which decreased the free energy by the work of spreading, the following components of the energy for the bare surface were calculated: ~s = 67.6 mJ/m 2 and 3'~ = 103.4 mJ/m 2, for dispersion and nondispersion components, respectively. Key Words--Adsorption, Film pressure, Free energy, Kaolinite, n-Octane, Surface, Water.Abstrakt --Zmierzono adsorpcje pary wodnej i n-oktanu na naturalnymkaolinicie. Z uzyskanych izoterm adsorpcji wyznaczono cignienia film6w i nastgpnie skladow~ dyspersyjn~ i niedyspersyjn~ swobodnej energii powierzchniowej kaolinitu. Pr6cz tego, zbadano tak2e termodesorpcj~ wody z powierzchni kaolinitu. Z tych do~wiadczefi wynika, ~e woda zaadsorbowana fizycznie pozostaje na powierzchni kaolinitu nawet do 125~ Dlatego, sugeruje si~, ~e wyznaczona do~wiadczalnie skladowa dyspersyjna i niedyspersyjna dotyczy powierzchni pokrytej filmem wody. Wyznaczone warto~ci wynosz~: ~gw) = 34.4 mJ/m 2 dla oddzialywafi dyspersyjnych i "Y~w) = 60.2 rnJ/m 2 dla oddziatywafi niedyspersyjnych. Przyjmuj0c model, w kt6rym film wody na powierzchni kaolinitu obni~a jego swobodm~ energi~ o pracg rozptywania, wyliczono skfadowe tej energii dla czystej powierzchni kaolinitu. Sk~adowe te wynosz~: ~ = 67.6 rnJ/m 2 i "r~ = 103.4 mJ/m 2.

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“…Estos centros superficiales energéticos son posiblemente hidoxilos que están formando una capa superficial amorfa e hidratada. Esta misma técnica de IGC ha servido para analizar como cambia la superficie de la mica cuando es molida en diferentes medios (agua, alcohol, tolueno) y diferentes tiempos (7). Se ha observado como la energía superficial aumenta con el tiempo de molienda si se utiliza agua o alcohol en el medio, mientras que si se utiliza tolueno no ocurre tal aumento.…”

Section: Introductionunclassified

“…Se ha observado como la energía superficial aumenta con el tiempo de molienda si se utiliza agua o alcohol en el medio, mientras que si se utiliza tolueno no ocurre tal aumento. La variación de la energía superficial de la mica molida se ha correlacionado con el aumento de superficie específica ocurrida tras la molienda así como con la capacidad de intercambio catiónico de la misma (7).…”

Section: Introductionunclassified

Aplicación de las espectroscopias IR/ATR y Raman al estudio de la superficie de vidrios sometidos a molturación

Pérez-Villar¹,

Tamayo²,

Mazo³

et al. 2008

Bol. Soc. Esp. Ceram. Vidr.

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El proceso de molienda de sílice vítrea y un vidrio convencional se ha estudiado mediante espectroscopias IR/ATR y Raman. A partir de los espectros obtenidos para diferentes tamaños de partícula se calcularon tanto las posiciones como las áreas de las bandas que aparecían en cada espectro. Utilizando los espectros Raman se ha hecho uso del denominado Índice de Polimerización (IP) el cual es indicativo del grado de despolimerización producido en la superficie de las partículas tras el proceso de molienda. Por otro lado, mediante los espectros IR/ATR y analizando las posiciones de las bandas de tensión simétrica y asimétrica de los enlaces Si-O-Si se ha podido seguir el citado proceso de molturación. Se ha observado, mediante ambas técnicas, como la superficie de las partículas se despolimeriza al disminuir el tamaño de partícula. Esta despolimerización es debida a la rotura de los enlaces Si-O-Si. Palabras clave: Raman, IR/ATR, molienda, despolimerización, sílice, vidrio.Application of the Raman and IR/ATR spectroscopies to the study of the glasses upon grinding.The grinding process of vítreous silica and a conventional glass has been studied by means of Raman and IR/ATR spectroscopies. By using the obtained spectra, the positions and areas of the different bands have been calculated. The Raman spectra have been analysed using the Polymerisation Index (PI) that indicates the depolymerization degree achieved on the particle surface after grinding. On the other hand, the IR/ATR spectra have been used to follow the positions of the symmetric and antisymmetric Si-O-Si bands. It has been observed that both techniques give similar results. These indicate that the depolymerisation degree increases with the grinding process. This depolymerisation is due to the broke of Si-O-Si bonds.Keywords: Raman, IR/ATR, grinding, depolymerisation, silica, glass.. INTRODUCCIóNEs bien conocido que los procesos de molturación de materiales cerámicos y vítreos dan lugar a que dichos materiales posean superficies muy diferentes, no solo en composición química respecto a la masa del material, sino también entre las distintas partículas según sea el alcance del grado de molienda (1,2,3). El conocer como es la composición o la estructura de cualquier material es de importancia fundamental tanto para muchos procesos tecnológicos como para la salud de los trabajadores que están en contacto con el material. Así por ejemplo, dada la importancia tecnológica del cuarzo en muchos procesos industriales (cerámicas, vidrio, materiales de construcción, fundiciones, silicio metálico, aleaciones férricas, etc.,) y el papel que puede jugar este material en la formación de lesiones pulmonares (silicosis) explican el por qué el estudio de su comportamiento durante los procesos de molienda haya sido objeto de un gran número de publicaciones (4). Por otro lado, en la industria de las fritas para pavimentos y revestimientos cerámicos, los procesos de molienda de dichas fritas implican que éstas puedan ser utilizadas en determinadas aplicaciones o bien para pro...

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Variation of the surface energy characteristics of mica (muscovite) upon grinding

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Application of Inverse Gas Chromatography to the Study of the Surface Properties of Slates

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