Монтмориллонит во французском департаменте Вьенна) (иначе — наноглина) — глинистый минерал, относящийся к подклассу слоистых силикатов, основной компонент бентонита. Этот минерал обладает способностью к сильному набуханию благодаря своему строению и имеет ярко выраженные сорбционные свойства.
| Монтмориллонит | |
|---|---|
| Формула | (Na,Ca)0,33(Al,Mg)2(Si4O10)(OH)2·nH2O |
| Примесь | Fe,K |
| Физические свойства | |
| Цвет | Белый или серый, при наличии примесей бурый, красный, зеленоватый, с розовым и серо-синим оттенком, |
| Цвет черты | Белая |
| Блеск | Матовый |
| Твёрдость | 1—1,5 |
| Спайность | Весьма совершенная по {001} |
| Плотность | 1,8 г/см³ |
| Кристаллографические свойства | |
| Сингония | Моноклинная (планальная) |
Строение
Пакет трёхслойный (2:1): два слоя кремнекислородных тетраэдров, обращённые вершинами друг к другу, с двух сторон покрывают слой алюмогидроксильных октаэдров. В этих слоях присутствуют изоморфные замены, которые компенсируются катионами (кальция, натрия, калия или других металлов), внедряющимися в галереи между пакетами. В сухом состоянии галерея имеет толщину 3 Å, в то время как толщина одного пакета приблизительно 7 Å). Связь между пакетами слаба, и в него легко могут попадать молекулы воды, из-за чего минерал при смачивании сильно набухает. Наличие изоморфных замещений, огромная удельная поверхность (до 600—800 м2/г) и лёгкость проникновения ионов в межпакетное пространство обуславливает значительную ёмкость катионного обмена (80—150 ммоль экв/100 г).
Распространение
Монтмориллонит является типичным продуктом выветривания алюмосиликатов. Он является одним из главных минералов во многих почвах, основным компонентом бентонита (образуется при выветривании вулканических пород — туфов и пеплов), обнаруживается во многих осадочных породах. Была экспериментально показана возможность синтеза монтмориллонита в почвах с обогащённым кремнием и магнием почвенным раствором в нейтральных или слабощелочных условиях. Горные породы, сходные с монтмориллонитом, обнаружены также на Марсе.
Практическое значение
Благодаря своим высоким адсорбционным свойствам, монтмориллонит используется в нефтяной, текстильной, бумажной и мыловаренной промышленности как активный компонент отбеливающих и сукновальных глин. В связи с этим долгое время бентонитовые глины именовались сукновальными.
Модифицированный монтмориллонит (также называемая «органоглина»; модификация состоит в замене межслоевых катионов на заряженные органические молекулы, которые имеют отрицательную энергию взаимодействия как с самим монтмориллонитом, так и с полимерной матрицей) используется в качестве наполнителя для полимерных нанокомпозитов, которые в свою очередь используются в следующих отраслях:
- нефтегазовая промышленность (Применение в очистке и крекинге нефти. В этом процессе они играют одновременно роль катализатора, ускоряющего процесс расщепления тяжёлых углеводородов на крекинг-бензин, и адсорбентов, задерживающих на своей поверхности вредные примеси. Они также используются для очистки нефтепродуктов.)
- пищевая промышленность (В масложировой, винодельческой и др. применяется в качестве адсорбента. Отбеливающие глины состоят в основной массе из глинистых минералов и ввиду большой удельной поверхности имеют ярко выраженные сорбционные свойства. Также используется при создании пищевых плёнок, поскольку при добавлении монтмориллонита газопроницаемость полимера сильно снижается, одновременно с этим возрастает его химическая и температурная стабильность .)
- косметическая и фармакологическая промышленность (Применение в производстве препаратов, материалов для ортопедии (антимикробные покрытия на поверхности медицинских полимеров), травматологии (вместо гипса), стоматологии)
- строительная отрасль (Применение в производстве композиций для склеивания изделий из дерева, стекла, линолеума, облицовочных плиток, производства шпатлевок, грунтовок, бетонных смесей на водной основе (альтернатива ПВА). Герметики, лаки, краски, латексы.)
