HOME 教育状況公表 令和2年11月28日

粘土分散液の電気化学

仁科・立花・伊藤研究室
nendo 非公表 グループ 外部グループ sheet 実験台1 実験台2 はるか のぶ
e133 abstract draft , e134 abstract draft

粘土分散液は、 粘土ではない。粘土は鉱物だが、粘土分散液は複合材料だ。

(鈴木,2007)


以下、執筆中 層状ケイ酸塩鉱物
表 粘土鉱物の分類
化学式 製品名 製造方法
スメクタイト モンモリロナイト
Nax(Al2-xMgx)Si4O10(OH)2·4H2O(X<0.33)
クニピア-F 精製
Li+モンモリロナイト
Lix(Al2-xMgx)Si4O10(OH)2·4H2O(X<0.33)
クニピア-M 精製
サポナイト
NaxMg3(Si4-xAlx)O10(OH)2(X<0.33)
スメクトン-SA 水熱合成
スチーブンサイト Na0.3Mg3-xSi4O10(OH)2 スメクトン-ST 水熱合成
ヘクトライト スメクトン 水熱合成
はるか Stevensite は Montmorillonite の八面体シートの 2Al を 3Mg で置換したもの 、幾つ か教科書を見ると少し記載が曖昧なところが有ります。層電荷が小さい、混合物ではないかなど。ベン トナイトは鉱物種名では有りません。米国ワイオミング州の Fort Benton 層中に産出する粘土に対して 命名されています。主として Montmorillonite を主体とする粘土をベントナイトと呼んでいます。スメ クタイトグループの鉱物にクリストバライト、石英、沸石などを含むことが一般的です。
表 粒径と導電率
試料名
(製造元、型番)
粒径/nm 導電率/μS/cm pH 粘度/mPa·s
スチーブンサイト2wt%/水分散液
( クニミネ工業、 スメクトン-ST 2wt%/水分散液)
30±10 2450
ヘクトライト2wt%/水分散液
( クニミネ工業、 スメクトン-SWN 2wt%/水分散液)
501594
サポナイト2wt%/水分散液
( クニミネ工業、 スメクトン-SA 2wt%/水分散液)
1001114
モンモリロナイト2wt%/水分散液
(クニミネ工業、 クニピア-F 2wt%/水分散液)
350±250636
Li+置換モンモリロナイト2wt%/水分散液
(クニミネ工業、 クニピア-M 2wt%/水分散液)
>?4109.9534
はるか
https://www.kunimine.co.jp/bent/basic.html
モンモリロナイトの単位結晶は、Si(ケイ素)とO(酸素)の四面体がシート状に連なった四面体シートと、Al(アルミニウム)とOH(水酸基)の八面体がシート状に連なった八面体シートからなっており、1枚の八面体シートが2枚の四面体シートに挟まれた、サンドウィッチ構造をしています。これをケイ酸塩層(単位層)と呼びます。しかし、実際は八面体シート中の3価の陽イオンであるAlが、部分的に2価の陽イオンであるMg(マグネシウム)に置き換わっています。このことを同形置換と呼びます。その結果、単位層面では電荷が不足し、負(マイナス)電荷を帯びています。そのため、電荷のバランスをとるために、単位層間に正(プラス)電荷を持つイオンが取り込まれています。これを層間陽イオンと呼びます。
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積層された粘土シート
©K.Tachibana
https://edu.yz.yamagata-u.ac.jp/Public/54299/c1/C1_Project/nendo/nendo_sheet/nendo_sheet.asp

粘土の3Dデータ

以下にCa型モンモリロナイトのUnit Cellに 含まれる原子の空間位置座標(3Dデータ)から構成した球棒モデルを示す.

Ca型モンモリロナイトのUnit Cell
©2020Tanabe
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粘土ファイバー(ディスコチック液晶)
©K.Tachibana
クニピアおよびスメクトンとは (出典:©KUNIMINE INDUSTRIES CO., LTD.)
液晶分子の並び方もいろいろ (出典:井上 均)
はるか
クニピア・スメクトン くすだ たなべ スライド いおり 分散 コロイド 層状複水酸化物 http://www.cssj2.org/wp-content/uploads/clay_25.pdf 粘土 分散 液晶 チクソトロピー
110
粘土分散液の光学的観察
©Haruka
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粘土/水分散液温度分布測定セル
©
https://edu.yz.yamagata-u.ac.jp/Public/54299/c1/Extra_Syllabus/2020_R02/20201118/e133/20201118_e133.asp

参考文献

粘土基礎講座Ⅰ http://www.cssj2.org/

QRコード
https://edu.yz.yamagata-u.ac.jp/Public/54299/c1/C1_Project/nendo.asp

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