粘土粒子のゼータ電位特性に関する基礎的研究

粘土颗粒zeta电位特性的基础研究

• 批准号: 06760216
• 负责人: 近藤 文義
• 金额: $ 0.64万
• 依托单位: University of Miyazaki
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
• 财政年份: 1994
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1994 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-06760216/
• 关键词: 粘土鉱物; カオリナイト; モンモリロナイト; 沈降様式; ゼータ電位

自然界に存在する粘土は、各種粘土鉱物の集合体である。自然界の粘土に関する沈降特性は、粘土が物理・化学的性質の異なる各種粘土鉱物の集合体であり、また有機物を含んでいるために、これを定量的に把握することは難しい問題である。自然界に存在する粘土の沈降特性を定量的に把握するための一つの手段として、有機物を含まない純粋な粘土鉱物粒子の沈降特性に関する研究は有用である。本研究では、カオリナイトとモンモリロナイトについての沈降実験ならびにゼータ電位を測定し、以下のような成果を得た。カオリナイトは、初期含水比の違いにより、凝集性自由沈降、界面沈降、圧密沈降の3種類の沈降様式を示し、単粒子自由沈降は示さない。また、カオリナイトの沈降様式は、塩濃度の影響を受けず、初期含水比の違いによってのみ決まる。一方、モンモリロナイトの沈降様式は、初期含水比だけでなく、塩濃度の影響も受けると共に、通常確認される4種類の沈降様式に加えて、寒天状態で沈降を起こさない領域も存在する。また、モンモリロナイトの沈降様式は、従来より報告されている各種海性粘土の沈降様式に比較的類似している。カオリナイトの場合、ゼータ電位は塩濃度の大小に拘わらず-8(mV)程度の一定値を示す。一方、モンモリロナイトの場合、ゼータ電位は塩濃度が1(g/l)以下になると低下する。従来より、懸濁粒子が凝集から分散に転じる境界のゼータ電位は-20(mV)程度であることが指摘されている。モンモリロナイトの沈降様式は、塩濃度が1(g/l)以下になると界面沈降や圧密沈降から単粒子自由沈降あるいは寒天状態で沈降を示さない領域に移行している。すなわち、ゼータ電位の測定結果は、カオリナイトの沈降様式が塩濃度の影響を受けず常に凝集状態であること、さらに、塩濃度の低下に伴うモンモリロナイトの沈降様式の変化を裏付けるものである。

自然界中存在的粘土是各种粘土矿物的集合。自然粘土的沉积特性很难定量掌握，因为粘土是具有不同物理和化学特性的各种粘土矿物的集合，还包含有机物。作为定量掌握天然粘土沉积特性的一种方法，研究不包含有机物的纯粘土矿物颗粒的沉积特性很有用。在这项研究中，我们测量了高岭石和蒙脱石的沉积实验和Zeta电位，并实现了以下结果。由于初始水含量比的差异，高岭石表现出三种类型的沉积模式：无粘性沉积，界面沉积和压实沉积，并且不表现出无单粒子沉积。此外，高岭石的沉积模式不受盐浓度的影响，仅由初始水含量比的差异决定。另一方面，蒙脱石的沉积模式不仅受初始水含量比，而且受盐浓度的影响，除了通常确认的四种类型的沉积模式外，还在琼脂状态下也不会发生沉积物。此外，蒙脱石的沉积模式与以前报道的各种海洋粘土的沉积模式相对相似。在高岭石的情况下，无论盐浓度如何，ZETA电位的恒定值约为-8（MV）。另一方面，在蒙脱石的情况下，当盐浓度降至1（g/L）以下时，Zeta电势会降低。有人指出，悬浮颗粒从聚集变为分散的边界处的Zeta电位约为-20（MV）。当盐浓度低于1（g/l）时，蒙脱石的沉积模式从界面沉积或压实沉积物变为单个颗粒无颗粒沉积物或类似琼脂的状态，而琼脂状状态不显示沉积物。也就是说，ZETA电位的测量结果支持这样一个事实，即高岭石的降水模式不受盐浓度的影响，并且始终处于聚集状态，并且随着盐浓度降低的蒙脱石降水模式的变化。