Transient fluorescence studies on sepiolite suspensions

Abstract

Measurements have been made of the transient changes in the polarized components of fluorescence when aqueous suspensions of dye-tagged sepiolite particles were subjected to pulses of high frequency alternating electric field. The dye was acridine orange, a planar, cationic molecule. From these measurements, the size and electrical prolarizability of the sepiolite particles was evaluated and the directions of the absorption and emission transition moments responsible for the fluorescence of the dye located. The dye molecules were shown to adsorb on the clay surface with their long axes parallel to the sepiolite rods. Adsorption of the dye molecules in the surface channels of the clay was indicated. The electrical polarizability was considered and compared with the cation exchange capacity of the mineral. A novel, rapid means of studying clay minerals is indicated hereby.

Résumé

Des mesures ont été effectuées sur les variations transitoires des composantes polarisées de la fluorescence lorsque des suspensions aqueuses de particules de sépiolite marquées par un colorant étaient soumises à des impulsions de champ électrique alternatif haute fréquence. Le colorant était de l'acridine orange, und molécule cationique à structure plane. A partir de ces mesures on a estimé la taille et la polarisabilité électrique des particules de sépiolite ainsi que les directions des moments de transition d'absorption et d'émission responsables de la fluorescence du colorant en place. Il a été montré que les molécules de colorant absorbaient sur la surface de l'argile avec leurs grands axes parallèles aux bâtonnets de sépiolite. On a constaté une adsorption des molécules de colorant dans les canaux de surface de l'argile. La polarisabilité électrique a été examinée et comparée avec la capacité d'échange de cations du minéral. On indique une méthode nouvelle et rapide pour l'étude des minéraux argileux.

Kurzreferat

Es sind Messungen der vorübergehenden Änderungen in den polarisierten Fluoreszenzkomponenten gemacht worden, wenn wässrige Suspensionen von farbstoffbeladenen Sepiolit-Partikeln Schwingungen hoher Frequenz eines alternierenden elektrischen Feldes ausgesetzt werden.

Der Farbstoff war Akridinorange, ein ebenes, kationisches Molekül. Aus diesen Messungen wurden die Größe und elektrische Polarisierbarkeit der Sepiolitteilchen errechnet ebenso die Absorbtionsrichtungen und Emissionsübergangsmomente, die für die Fluoreszenz des anhaltenden Farbstoffs verantwortlich sind. Die Farbstoffmoleküle zeigten eine Adsorbtion auf der Tonmineraloberfläche derart, daß ihre langen Achsen parallel zu den Sepiolitleisten waren. Eine Adsorbtion der Farbstoffmoleküle in den Oberflächenkanälen des Tons deutet sich an. Die elektrische Polarisierbarkeit wurde in Betracht gezogen und mit der Kationenaustauschfähigkeit des Minerals verglichen. Ein neuer, schneller Weg, Tonminerale zu untersuchen, ist hierdurch angezeigt.

Resumen

Se han hecho mediciones de los cambios transitorios de las componentes polarizadas de fluorescencia al someter suspensiones acuosas de partículas de sepiolita, identificadas con colorantes, a los impulsos de un campo eléctrico oscilante a alta frecuencia. El colorante era acridínico, de color naranja, una molécula catiónica planar. Partiendo de estas mediciones se evaluó el tamaño y la polarizabilidad eléctrica de las partículas de sepiolita y se localizaron las direcciones de la absorción y los momentos de transición de la emisión que causan la fluorescencia del colorante. Se observó que las moléculas del colorante se adsorbían sobre la superficie de la arcilla con sus ejes largos paralelos a los bastoncillos de sepiolita. Las mediciones indicaban adsorción de las moléculas de colorante en los canales superficiales de la arcilla. Se consideró la polarizabilidad eléctrica y se comparó con la capacidad de intercambio catiónico del mineral. Ello indica un nuevo medio rápido de estudiar los minerales de arcilla.