X-Ray Diffraction Study of Aqueous Montmorillonite Emulsions

Abstract

An X-ray diffraction study of aqueous emulsions of a Na-montmorillonite shows that: (1) At low water content, the d-spacings of the montmorillonite increased stepwise with increasing water content; (2) At high water content, sharp (001) peaks due to regular stacking of montmorillonite layers were not detectable, but broad, halo patterns were observed in the low-angle scattering region; and (3) The addition of Ca²⁺ or H⁺ to the aqueous emulsions caused Ca-montmorillonite or H-montmorillonite crystals to form. A zig-zag column model of montmorillonite layers fits the observed data for aqueous emulsions of Na-montmorillonite.

Резюме

Исследование водных эмульсий Na-монтмориллонита методом рентгеновской порошковой дифракции показывает, что: (1) при низком содержании воды расстояние d монтмориллонита увеличивалось скочкообразно с увеличением содержания воды; (2) при большом содержании воды острые линии (001), соответствующие регулярной упаковке монтмориллонитовых слоев не присутствовали, но широкие гало-структуры были видимы в раионе рассеяния на малых углах; и (3) результатом добавки Са²⁺ или Н⁺ к водным эмульсиям было формирование кристаллов Са-монтмориллонита или Н-монтмориллонита. Модель зигзагообразных колонн монтмориллонитовых слоев соответствует наблюдаемым данным для водных эмульсий Na-монтмориллонита. [E.G.]

Resümee

Röntgendiffraktometer-Untersuchungen wässriger Emulsionen von Na-Montmorillonit zeigten, daß (1) bei niedrigem Wassergehalt die d-Werte des Montmorillonites stufenweise mit zunehmendem Wassergehalt zunahmen; (2) bei hohem Wassergehalt scharfe (001) Peaks, die auf eine regelmäßige Stapelung der Montmorillonit-Lagen zurückzuführen sind, nicht zu finden waren, während breite Reflexe im Kleinwinkelstreubereich beobachtet wurden; (3) die Zugabe von Ca²⁺ oder H⁺ zu den wässrigen Emulsionen zur Bildung von Ca-Montmorillonit oder H-Montmorillonit führte. Ein Zickzack-Säulenmodell der Montmorillonitlagen entspricht den beobachteten Ergebnissen für wässrige Emulsionen von Na-Montmorillonit. [U.W.]

Résumé

Une étude à la diffraction des rayons-X d’émulsions aqueuses d'une montmorillonite-Na montre que (1) A basse teneur en eau, les espacements-d de la montmorillonite ont augmenté par étapes proportionnellement à une augmentation de la teneur en eau; (2) A haute teneur en eau, des pics (001) aigus dûs à l'empilement régulier de couches de montmorillonite n’étaient pas détectables, mais de larges clichés en forme d'auréoles ont été observés dans la region d’éparpillement de bas angles; et (3) L'addition de Ca²⁺ ou d'H⁺ aux émulsions aqueuses à cause la formation de cristaux de montmorillonite-Ca ou de montmorillonite-H. Un modèle de couches de montmorillonite en colonne à zig-zags s'accorde avec les données observées pour les emulsions aqueuses de montmorillonite-Na. [D.J.]