The studies on dehydration reaction mechanism of irradiated solid acid - nanostructured sodium - bentonite clay

М.К. Ісмаілова; І.І. Мустафаєв; С.З. Мелікова; Ф.Н. Нурмаммадова; М.Х. Алієва

doi:10.15330/pcss.25.2.362-367

Автор(и)

М.К. Ісмаілова Інститут радіаційних проблем Міністерства науки і освіти Азербайджану, Баку, Азербайджан
І.І. Мустафаєв Інститут радіаційних проблем Міністерства науки і освіти Азербайджану, Баку, Азербайджан
С.З. Мелікова Інститут радіаційних проблем Міністерства науки і освіти Азербайджану, Баку, Азербайджан
Ф.Н. Нурмаммадова Бакинський інженерний університет, Баку, Азербайджан
М.Х. Алієва Азербайджанський державний університет нафтової промисловості, Баку, Азербайджан

DOI:

https://doi.org/10.15330/pcss.25.2.362-367

Ключові слова:

реакція дегідратації, тверді кислоти, опромінення, наноструктурована глина, хімічний вплив

Анотація

Результати статті демонструють дані та теоретичну основу для кількісного дослідження механізму дегідратації бентоніту. Причини зміни «пористої» води під впливом гамма-випромінювання у вакуумі та в присутності кисню обговорювали за допомогою TGA, DTA та FT-IR спектроскопії. Виявлено взаємозалежність між характеристиками дегідратації та порами. Розглянуто питання про асоційовану еволюцію «пористої» води дегідратації в наноструктурованих натрій-бентонітових глинах під впливом іонізуючих променів з киснем і без нього. Стаття присвячена обговоренню процесів, як саме іонізуюче випромінювання, проходячи через наноглини, викликає, а точніше починає виробляти хімічні ефекти. Інфрачервону спектроскопію використовували як метод для визначення структурних реакцій природної глини родовища Альпоїд в Азербайджанській Республіці на вплив гамма-випромінювання. Було встановлено, що під впливом іонізуючих променів у вакуумі виходить перекис водню. Він являє великий інтерес для вивчення механізму реакції дегідратації та її ролі в утворенні H₂ при гамма-опроміненні.

Посилання

T.J.Brown, N E Idoine, C. E Wrighton .World Mineral Production 2014–18 (BritishGeological Survey, Keyworth, Nottingham, 2020).

S. Chikkamath, J. Manjanna, A.Kabadagi et al., Gamma (60Co) irradiation and thermal effect on redox behavior of interlayer iron in montmorillonite, Applied Clay Science, 200, 105893 (2021); https://doi.org/10.1016/j.clay.2020.105893

H. Parab, P. Mahadik, P. Sengupta et al. A comparative study on native and gamma irradiated bentonite for cesium ion uptake, Progress in Nuclear Energy, 127, 103419 (2020); https://doi.org/10.1016/j.pnucene.2020.103419.

M.K. Ismayilova, I. I. Mustafayev, S. Z. Melikova et al. Radiation-induced isomerization reaction mechanism of hydrocarbons on the surface of solid acid, Physics and chemistry of solid state, 24(3),460 (2023); https://doi.org/10.15330/pcss.24.3.460-466.

Y. Yang, K. R. Reddy, Y. Du, and R. Fan, Sodium hexametaphosphate (SHMP)-amended calcium bentonite for slurry trench cutoff walls: workability and microstructure characteristics, Canadian Geotechnical Journal, 55 (4), 528 (2018); https://doi.org/10.1139/cgj-2017-0291.

G. Xie, Y. Xiao, M. Deng et al., Quantitative investigation of the hydration behavior of sodium montmorillonite by thermogravimetric analysis and low-field nuclear magnetic resonance, Energ Fuel, 33 (9), 9067 (2019); https://doi.org/10.1021/acs.energyfuels.9b01170.

H. Wang, T. Shibue, H. Komine, Hydration and dehydration of water of bentonite: a solid-state 1H magic-angle spinning NMR study,Chemical Physics, 536, 110796 (2020). https://doi.org/10.1016/j.chemphys.2020.110796.

H. Tian, C. Wei, and R. Yan, Thermal and saline effect on mineral-water interactions in compacted clays: a NMR-based study, Applied Clay Science, 170, 106 (2019); https://doi.org/10.1016/j.clay.2019.01.015.

E. W. Washburn, Note on a method of determining the distribution of pore sizes in a porous material, Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America, 7(4), 115 (1921); https://doi.org/10.1073/pnas.7.4.115.

M. Khorshidi , N. Lu, Intrinsic relation between soil water retention and cation exchange capacity, Journal of Geotechnical and Geoenvironmental Engineering, 143(4), article 04016119( 2017); http://dx.doi.org/10.1061/(ASCE)GT.1943-5606.0001633.

M.K. Ismayilova, Influence of energy transfer in the adsorbed state of the clay at the petroleum radiolysis under gamma- radiation at room temperature, Radiation effects and defects in solids, 175 (5-6), 472 (2020); https://doi.org/10.1080/10420150.2019.1678622.

J. Cheng, R. Gu, P. He et al., Study on the uranium adsorption stability of high-dose γ-ray- irradiated clay, Applied Radiation and Isotopes, 181, 110102 (2022); https://doi.org/10.1016/j.apradiso.2022.110102.

W. Huang, Z. Feng, H. Fu, Evolution of pore characteristics for bentonite modified by an ionic soil stabilizer during hydration processes, Adsorption Science & Technology, 2021, October, (2021). Article ID 7777091 | https://doi.org/10.1155/2021/7777091.

R. J. Day-Stirrat, L. T..Bryndzia. 2nd International Conference on Energy Geotechnics (Shell Technology Center, Houston, 2020), p. 04009.

U. O. Aroke, A. Abdulkarim , R. O. Ogubunka. Fourier-transform Infrared Characterization of Kaolin, Granite, Bentonite and Barite.ATBU journal of Environment technology, 6(1), 42 (2013).

J. Madejová, W.P. Gates, S. Petit, IR spectra of clay minerals. In Infrared and Raman Spectroscopies of Clay Minerals. Developments in Clay Science (Elsevier, Amsterdam, (2017).

C. D.Jonah, B.S.M. Rao, Radiation chemistry: present status and future trends (Elsevier science Amsterdam, 2001).

M. Plötze, R.H. Stengele, G. Kahr. Alteration of clay minerals-gamma-irradiation effects on physicochemical properties. Applied Clay Science, 201, 195 (2003).