Na-, Ca- ve H-bentonitleri Üzerinde Anilin, Difenilamin ve N-bütilamin Adsorpsiyonunun Çeşitli Tekniklerle İncelenmesi

Abstract

Na-, Ca- VE H-BENTONITLERI ÜZERİNDE ANILIN, DIFENILAMIN VE n-BÜTİLAMİN ADSORPSİYONUNUN ÇEŞİTLİ TEKNİKLERLE İNCELENMESİ ÖZET Na-bentonitte 12,07 Â olan montmorilonit ana bileşeni dooı uzaklığının Ca- bentonitte 15,02 Â'a artışı Na+ ile Ca2+ nın yer değiştirdiğine açık bir delildir. Duru, Na ve Ca- bentonitlerin OH gerilme, SiO gerilme ve eğilme titreşimleri bölgeleri eşdeğerken, H-bentonitte tetrahedral ve oktahedral tabakalardan bir kısım katyonların uzaklaşması, yem silanol gruplarının oluşması ve tabakalar arasına su moleküllerinin yerleşmesinin sonucu bu titreşimler şiddet kaybetmiş, kil dışı kuvars ve silika minerallerine ait pikler kaybolmuş ve montmorilonit ana bileşeninin dooı uzaklığı 14,15 Â'a çıkmıştır. Na-, Ca- ve H-bentonitlerin anilinle etkileşimleri sonucu iki farklı türde anilin-kompleksine işaret eden N-H gerilme, eğilme ve C-N gerilme pikleri, Ca- ve H- bentonitlerde protonlanmış yüzey türlerine işaret eden NH3+ eğilme titreşimi gözlenmiştir. Ca- ve H-bentonitlerde hem molekül halinde, hem protonlanmış ve hem de anilinyum-anilin kompleksi şeklinde tutunmuş türler oluşmuştur. Difenilamin H- bentonitte moleküler ağırlıklı ve çok az miktarda da protonlanmış halde tutunmaktadır. Protonlanmış n-bütilamin türlerine ait N-H gerilme ve eğilme pikleri Ca- ve H- bentonitte daha da şiddetlidir. Duru ve Na-bentonitin aynı özellikleri gösterdiği, Ca-bentonitte Ca2+'ya bağlı suyun daha kararlı bir yapı oluşturup iki basamaklı olarak ortamdan uzaklaştığı gözlenmiştir. Na-, Ca- ve H-bentonitlerin arasma-girdirilmiş yüksek sıcaklıklarda yapıyı terk eden anilin türlerinin Na11 AN INVESTIGATION OF ANILINE, DIPHENYLAMINE AND n-BUTYLAMINE ADSORPTION ON Na-, Ca- AND H-BENTONITES BY VARIOUS TECHNIQUES ABSTRACT The shift of the basal spacing of Na-bentonite (12.07 A) to 15.02 A in the case of Ca-bentonite indicates the efficient substitution of Na2+ by Ca2+. Protonated and molecularly adsorbed DPA species at acid activated-, Na- and Ca- bentonite minerals were identified with particular reference to the shifts of the peculiar ring frequencies. The bands assigned to the OH stretch in surface silanol groups, a SiO overtone and a surface O-H vibration and the multiplicity of the characteristic NH stretches are typical of diphenylamine species which is protonated by weak acidic centers located inside the channels. With sodium- and calcium-bentonite, protonation is not obtained or if it occurs (under certain conditions of lower moisture status) its extent is limited. Here, the adsorption processes of diphenylamine are apparently determined by ion-dipole interactions, the nature of the interlayer cation being of prime importance. Thus, at a given concentration, calcium-bentonite takes up a greater quantity of the above amines than the sodium-saturated material. The infrared spectrum of anilinium-Na-bentonite shows bands typical of the amine cation; the NHJ bending modes. The shift to higher frequency of the ring vibrations resulted from the % interactions is associated with the linkage of the chemisorbed moieties to the smectite layers of H-, Na- and Ca-bentonites. H- and Ca- bentonites likewise form anilinium-aniline ions when an excess of aniline is present, while the ammonium saturated clay gives rise to ammonium-aniline ions. Na- and Ca- bentonites retain aniline principally by means of cation-water-organic bonding (type II) but the molecule may also be bonded directly to the cation (type I). This interaction involves charge transfer between the organic molecule and the mineral surface as well as adsorption. The stability increase of aniline species adsorbed in the order Na-