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Characterization of Adsorbed Iron in Montmorillonite by Mössbauer Spectroscopy

Published online by Cambridge University Press:  02 April 2024

A. Diamant ,
M. Pasternak  and
A. Banin
A. Diamant
Affiliation:
Department of Physics and Astronomy, Tel Aviv University, Ramat Aviv, Israel
M. Pasternak
Affiliation:
Department of Physics and Astronomy, Tel Aviv University, Ramat Aviv, Israel
A. Banin
Affiliation:
Department of Soil and Water Sciences, The Hebrew University of Jerusalem, Rehovot, Israel
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Abstract

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The Mössbauer effect of Fe57 was used to probe and characterize iron ions adsorbed on the interlayer surfaces of montmorillonite. Measurements were performed with Fe- and Ca-saturated mont-morillonites. At 210°K the intensity of the Fe2+ line was greatly reduced, apparently due to the melting of interlayer water. Neither the structural Fe2+ in Ca-montmorillonite nor the adsorbed Fe3+ in Fe-mont-morillonite were affected by the melting process. From the temperature dependence of the absorption intensity, the effective Debye temperature of all the iron species appears to be approximately the same (θD = 189 ± 5°K). This result allowed for an accurate determination of the population of Fe2+/Fe3+ in various samples.

Резюме

Резюме

Эффект Мессбауэра был исследован для анализа и характеризации ионов железа, адсорбировенных на межслойных поверхностях монтмориллонита. Измерялись Ре- и Са-насыщенные монтмориллониты. При температуре 210°K интенсивность показания Ре2+ значительно уменьшалась, что, вероятно, было вызвано таянием межслойной воды. Процесс таяния не оказывал влияния ни на структурный Ре2+ в Са-монтмориллоните, ни на адсорбированный Fе3+ в Ре-монтмориллоните. Зависимость интенсивности адсорбции от температуры указывает на то, что эффективная температура Дебая для всех ферритовых монтмориллонитов является приблизительно одинаковой (θD = 189° ± 5°K). Этот результат позволил точно определить распределение Fе2+/Fе3+ в различных образцах. [Е.С.]

Resümee

Resümee

Der Mössbauer-Effekt bei Fe57 wurde verwendet, um Eisenionen, die an die Zwischenschichtoberflächen von Montmorillonit adsorbiert sind, festzustellen und zu charakterisieren. Die Messungen wurden mit Fe- und Ca-gesättigten Montmorilloniten durchgeführt. Bei 210°K war die Intensität des Fe2+-Reflexes stark reduziert, wahrscheinlich wegen des Schmelzens des Zwischenschichtwassers. Weder das Fe2+ in der Struktur des Ca-Montmorillonites noch das adsorbierte Fe3+ im Fe-Montmorillonit wurde durch den Schmelzprozeß beeinflußt. Aus der Temperaturabhängigkeit der Adsorptionsintensität geht hervor, daß die wirksame Debye-Temperatur für alle Eisenarten etwa die gleiche zu sein scheint (θD = 189° ± 5°K). Dieses Ergebnis ermöglichte eine genaue Bestimmung der Fe2+/Fe3+-Verteilung in den verschiedenen Proben. [U.W.]

Résumé

Résumé

L'effet de Mössbauer sur Fe57 a été utilisé pour prober et caractériser les ions de fer adsorbés sur les surfaces interfeuillets de montmorillonite. Les mesures ont été faites avec des montmorillonites saturées de Fe et d'autres saturées de Ca. A 210°K, l'intensité de la réaction de Fe2+ était très réduite, apparemment à cause de la fonte de l'eau interfeuillet. Ni Fe2+ structural dans la montmorillonite-Ca, ni Fe3+ adsorbé dans la montmorillonite-Fe n'ont été affectés par le procédé de fonte. A partir de la dépendance de l'intensité d'adsorption sur la température, la température effective Debye de toutes les espèces de fer semblait être approximativement la même (θD = 189° ± 5°K). Ce résultat a permis une détermination exacte de la population de Fe2+/Fe3+ dans des échantillons variés. [D.J.]

Keywords

Debye temperatureIronMontmorilloniteMössbauer spectroscopyWater
Type
Research Article
Information
Clays and Clay Minerals , Volume 30 , Issue 1 , February 1982 , pp. 63 - 66
Copyright
Copyright © 1982, The Clay Minerals Society

Footnotes

1

Sponsored in part by International Atomic Energy grant 2472/RB and by Ramot, the Tel Aviv University Authority for Applied Research and Industrial Development.

References

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