हैलोयसाइट: Difference between revisions

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==संरचना==
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इस प्रकार से हैलोयसाइट स्वाभाविक रूप से छोटे सिलेंडर (नैनोट्यूब) के रूप में होता है, जिसकी दीवार की मोटाई 10-15 परमाणु एल्युमिनोसिलिकेट शीट, बाहरी व्यास 50-60 एनएम, आंतरिक व्यास 12-15 एनएम और लंबाई 0.5–10 μm माइक्रोमीटर होती है।<ref>{{Cite journal |last1=Saharudin |first1=Mohd Shahneel |last2=Hasbi |first2=Syafawati |last3=Nazri |first3=Muhammad Naguib Ahmad |last4=Inam |first4=Fawad |date=2020 |editor-last=Emamian |editor-first=Seyed Sattar |editor2-last=Awang |editor2-first=Mokhtar |editor3-last=Yusof |editor3-first=Farazila |title=A Review of Recent Developments in Mechanical Properties of Polymer–Clay Nanocomposites |url=https://link.springer.com/chapter/10.1007/978-981-15-5753-8_11 |journal=Advances in Manufacturing Engineering |series=Lecture Notes in Mechanical Engineering |language=en |location=Singapore |publisher=Springer |pages=107–129 |doi=10.1007/978-981-15-5753-8_11 |isbn=978-981-15-5753-8|s2cid=226833413 }}</ref>  उनकी बाहरी सतह अधिकतर SiO<sub>2</sub>  और आंतरिक सतह Al<sub>2</sub>O<sub>3</sub>, से बनी होती है, और इसलिए वे सतहें विपरीत रूप से चार्ज होती हैं।<ref name=stam/><ref name=r1/> दो सामान्य रूप पाए जाते हैं। हाइड्रेटेड होने पर, मिट्टी परतों में 1 एनएम का अंतर दिखाती है, और जब निर्जलित (मेटा-हैलोसाइट) होता है, तो अंतर 0.7 एनएम होता है। [[धनायन विनिमय क्षमता]] जलयोजन की मात्रा पर निर्भर करती है, क्योंकि 2H<sub>2</sub>O में 5-10 meq/100 ग्राम है, जबकि 4H<sub>2</sub>O में 40-50 meq/100 ग्राम है।<ref name="Carroll_1959"/> एंडेलाइट Al<sub>2</sub>Si<sub>2</sub>O<sub>5</sub>(OH)<sub>4</sub>·2(H<sub>2</sub>O) संरचना का वैकल्पिक नाम है<ref name="Carroll_1959"/><ref>[http://www.webmineral.com/data/Endellite.shtml#.WQfoVqKLmUk Endellite]. Webminerals</ref>   
इस प्रकार से हैलोयसाइट स्वाभाविक रूप से छोटे सिलेंडर (नैनोट्यूब) के रूप में होता है, जिसकी दीवार की मोटाई 10-15 परमाणु एल्युमिनोसिलिकेट शीट, बाहरी व्यास <math>50-60                                                                                                                                                                                                               </math> एनएम, आंतरिक व्यास <math>12-15                                                                                                                                                                                                       </math> एनएम और लंबाई 0.5–10 μm माइक्रोमीटर होती है।<ref>{{Cite journal |last1=Saharudin |first1=Mohd Shahneel |last2=Hasbi |first2=Syafawati |last3=Nazri |first3=Muhammad Naguib Ahmad |last4=Inam |first4=Fawad |date=2020 |editor-last=Emamian |editor-first=Seyed Sattar |editor2-last=Awang |editor2-first=Mokhtar |editor3-last=Yusof |editor3-first=Farazila |title=A Review of Recent Developments in Mechanical Properties of Polymer–Clay Nanocomposites |url=https://link.springer.com/chapter/10.1007/978-981-15-5753-8_11 |journal=Advances in Manufacturing Engineering |series=Lecture Notes in Mechanical Engineering |language=en |location=Singapore |publisher=Springer |pages=107–129 |doi=10.1007/978-981-15-5753-8_11 |isbn=978-981-15-5753-8|s2cid=226833413 }}</ref>  उनकी बाहरी सतह अधिकतर SiO<sub>2</sub>  और आंतरिक सतह Al<sub>2</sub>O<sub>3</sub>, से बनी होती है, और इसलिए वे सतहें विपरीत रूप से चार्ज होती हैं।<ref name=stam/><ref name=r1/> दो सामान्य रूप पाए जाते हैं। हाइड्रेटेड होने पर, मिट्टी परतों में 1 एनएम का अंतर दिखाती है, और जब निर्जलित (मेटा-हैलोसाइट) होता है, तो अंतर 0.7 एनएम होता है। [[धनायन विनिमय क्षमता]] जलयोजन की मात्रा पर निर्भर करती है, क्योंकि 2H<sub>2</sub>O में 5-10 meq/100 ग्राम है, जबकि 4H<sub>2</sub>O में 40-50 meq/100 ग्राम है।<ref name="Carroll_1959"/> एंडेलाइट Al<sub>2</sub>Si<sub>2</sub>O<sub>5</sub>(OH)<sub>4</sub>·2(H<sub>2</sub>O) संरचना का वैकल्पिक नाम है<ref name="Carroll_1959"/><ref>[http://www.webmineral.com/data/Endellite.shtml#.WQfoVqKLmUk Endellite]. Webminerals</ref>   


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Revision as of 19:23, 27 July 2023

हैलोयसाइट
Halloysite variety Indianaite Hydrous Aluminum silicate Bedford, Lawrence County, Indiana 2770.jpg
सामान्य
श्रेणीPhyllosilicates
Kaolinite-serpentine group
Formula
(repeating unit)		Al2Si2O5(OH)4
स्ट्रुन्ज़ वर्गीकरण9.ED.10
क्रिस्टल सिस्टममोनोक्लिनिक
क्रिस्टल क्लासDomatic (m)
(same H-M symbol)
अंतरिक्ष समूहCc
यूनिट सेलa = 5.14, b = 8.9,
c = 7.214 [Å]; β = 99.7°; Z = 1
Identification
ColorWhite; grey, green, blue, yellow, red from included impurities.
क्रिस्टल की आदतSpherical clusters, massive
क्लीवेजProbable on {001}
फ्रैक्चरConchoidal
Mohs scale hardness2-2.5
LusterPearly, waxy, or dull
डायफेनिटीSemitransparent
विशिष्ट गुरुत्व2-2.65
ऑप्टिकल गुणद्विअक्षीय
अपवर्तक सूचकांकnα = 1.553–1.565
nβ = 1.559–1.569
nγ = 1.560–1.570
बिरफ्रेंसेंसδ = 0.007
संदर्भ[1][2][3]

हैलोयसाइट अनुभवजन्य सूत्र Al2Si2O5(OH)4 के साथ एक एल्युमिनोसिलिकेट मिट्टी का खनिज है। इसके मुख्य घटक ऑक्सीजन (55.78%), सिलिकॉन (21.76%), एल्यूमीनियम (20.90%), और हाइड्रोजन (1.56%) हैं। यह काओलिन्टे समूह का सदस्य माना जाता है। हैलोयसाइट सामान्यतः एल्युमिनो-सिलिकेट खनिजों के हाइड्रोथर्मल परिवर्तन से बनता है।[4] यह डिकाइट, काओलिनाइट, मॉन्टमोरिलोनाइट और अन्य मिट्टी के खनिजों के साथ मिश्रित हो सकता है। धनात्मक पहचान के लिए एक्स-रे विवर्तन अध्ययन आवश्यक है। इसका वर्णन प्रथम समय में 1826 में किया गया था, और तत्पश्चात इसका नाम बेल्जियम के भूविज्ञानी ओमालियस डी'हैलॉय के नाम पर रखा गया था।

संरचना

इस प्रकार से हैलोयसाइट स्वाभाविक रूप से छोटे सिलेंडर (नैनोट्यूब) के रूप में होता है, जिसकी दीवार की मोटाई 10-15 परमाणु एल्युमिनोसिलिकेट शीट, बाहरी व्यास एनएम, आंतरिक व्यास एनएम और लंबाई 0.5–10 μm माइक्रोमीटर होती है।[5] उनकी बाहरी सतह अधिकतर SiO2 और आंतरिक सतह Al2O3, से बनी होती है, और इसलिए वे सतहें विपरीत रूप से चार्ज होती हैं।[6][7] दो सामान्य रूप पाए जाते हैं। हाइड्रेटेड होने पर, मिट्टी परतों में 1 एनएम का अंतर दिखाती है, और जब निर्जलित (मेटा-हैलोसाइट) होता है, तो अंतर 0.7 एनएम होता है। धनायन विनिमय क्षमता जलयोजन की मात्रा पर निर्भर करती है, क्योंकि 2H2O में 5-10 meq/100 ग्राम है, जबकि 4H2O में 40-50 meq/100 ग्राम है।[8] एंडेलाइट Al2Si2O5(OH)4·2(H2O) संरचना का वैकल्पिक नाम है[8][9]

अतः हेलोसाइट की स्तरित संरचना के कारण, इसका उच्च विशिष्ट सतह क्षेत्र है, जो की 117 m2/g वर्ग मीटर तक पहुंच सकता है[10]

गठन

हैलोयसाइट नैनोट्यूब का इलेक्ट्रॉन माइक्रोग्राफ।[6]
हैलोयसाइट नैनोट्यूब दयाता उत्प्रेरक नैनोकणों के साथ जुड़े हुए हैं।[6]

हैलोयसाइट का निर्माण जलतापीय परिवर्तन के कारण होता है, और यह प्रायः कार्बोनेट चट्टानों के समीप पाया जाता है। इस प्रकार से उदाहरण के लिए, वैगन व्हील गैप, कोलोराडो, संयुक्त राज्य अमेरिका में पाए गए हेलोसाइट नमूनों में नीचे की ओर बढ़ते जल द्वारा रयोलाइट का अपक्षय उत्पाद होने का संदेह है।[4] सामान्य रूप से जल प्रवाह की प्रचुर मात्रा के कारण उष्णकटिबंधीय और उपोष्णकटिबंधीय जलवायु में मिट्टी के खनिजों का निर्माण अत्यधिक पसंद किया जाता है। हैलोयसाइट को बाजालतिक चट्टान से ढका हुआ भी पाया गया है, जिसमें चट्टान से खनिज निर्माण तक कोई क्रमिक परिवर्तन नहीं दिखता है।[11] हैलोयसाइट मुख्य रूप से वर्तमान में उजागर ज्वालामुखी-व्युत्पन्न मिट्टी में होता है, किन्तु यह उष्णकटिबंधीय मिट्टी या पूर्व-हिमनद रूप से अपक्षयित सामग्रियों में प्राथमिक खनिजों से भी बनता है।[12] इस प्रकार से आग्नेय चट्टानें, विशेष रूप से कांच जैसी बेसाल्टिक चट्टानें अपक्षय और परिवर्तन के प्रति अधिक संवेदनशील होती हैं, जिससे हैलोयसाइट का निर्माण होता है।

प्रायः जैसा कि जुआब काउंटी, यूटा, संयुक्त राज्य अमेरिका में पाए जाने वाले हैलोसाइट के स्तिथियों में होता है, मिट्टी गोइथाइट और लिमोनाईट के साथ घनिष्ठ रूप से पाई जाती है और प्रायः तिल के साथ मिश्रित होती है। स्फतीय कार्बन डाईऑक्साइड से संतृप्त जल द्वारा भी अपघटन के अधीन हैं। जब फेल्डस्पार लावा प्रवाह की सतह के निकट होता है, तब CO2 सांद्रता अधिक होती है, और प्रतिक्रिया दर तीव्र होती है। बढ़ती गहराई के साथ, लीचिंग समाधान सिलिका, एल्यूमीनियम, सोडियम और कैल्शियम से संतृप्त हो जाते हैं। इसके अतिरिक्त जब घोल में CO2 समाप्त हो जाती है तब वह द्वितीयक खनिजों के रूप में अवक्षेपित होते हैं। अपघटन जल के प्रवाह पर निर्भर करते है। इस प्रकार से यह मध्यवर्ती चरणों से नहीं निकलते है, क्यूंकि हैलोयसाइट का निर्माण प्लेजियोक्लेज़ से हुआ है।[4]

स्थान

अतः न्यूज़ीलैंड के मटौरी खाड़ी में एक रयोलाइट घटना से एक अत्यधिक परिष्कृत हेलोसाइट का खनन किया जाता है, फिर संसाधित किया जाता है।

[13][14][15][16] किन्तु इस खदान का वार्षिक उत्पादन 20,000 टन प्रति वर्ष तक है।[17]

संसार के अधिक उच्च हैलोयसाइट संचयन में से पोलैंड में लेग्निका के समीप डुनिनो है।[18] इसमें अनुमानित 10 मिलियन टन सामग्री का संचयन है। इस हेलोसाइट की विशेषता परतदार-ट्यूबलर और परतदार संरचना है।[19]

इस प्रकार से ड्रैगन खदान, टिंटिक जिले, यूरेका, यूटा, यूएस डिपॉजिट में स्थित है, जिसमें उत्प्रेरक गुणवत्ता वाली हेलॉयसाइट सम्मिलित है। और ड्रैगन माइन डिपॉजिट संयुक्त राज्य अमेरिका में अधिक उच्च में से है। चूंकि 1931-1962 के समय कुल उत्पादन के परिणामस्वरूप लगभग 750,000 मीट्रिक टन हैलोयसाइट निकाला गया है। अतः 10ए और 7ए में वर्गीकृत शुद्ध हैलोयसाइट उपस्तिथ हैं।[20]

अनुप्रयोग

व्यावसायिक

न्यूजीलैंड में मटौरी खाड़ी क्षेत्र में उत्पादित हेलोसाइट के उपयोग में विभिन्न देशों, विशेष रूप से एशिया में निर्माताओं द्वारा चीनी मिट्टी के बर्तन और हड्डी चीन सम्मिलित हैं।[13][14][15][16]

प्रयोगशाला अध्ययन

  • हेलोयसाइट धनायन और ऋणायन दोनों के लिए कुशल अधिशोषक है। इसका उपयोग पेट्रोलियम क्रैकिंग उत्प्रेरक के रूप में भी किया गया है, और एक्सॉन ने 1970 के दशक में सिंथेटिक हैलोसाइट पर आधारित क्रैकिंग उत्प्रेरक विकसित किया है।[21] इसकी संरचना के कारण, हेलोसाइट का उपयोग नैनोकम्पोजिट में प्राकृतिक या संशोधित रूपों में भराव के रूप में किया जा सकता है। हैलोयसाइट नैनोट्यूब को चांदी, रूथेनियम, रोडियाम , प्लैटिनम या कोबाल्ट से बने उत्प्रेरक धातु नैनोकणों के साथ जोड़ा जा सकता है, जिससे उत्प्रेरक समर्थन के रूप में कार्य किया जा सकता है।[6]
  • हेलोयसाइट का मूल्यांकन CO2 और CH4.के अवशोषण में उपयोग के लिए किया गया है[22] [23]
  • इसके नैनोस्ट्रक्चर के कारण, हेलोसाइट का उपयोग मल्टीफंक्शनल मिश्रित आव्यूह झिल्ली (एमएमएम) में मुख्य नैनोस्ट्रक्चर्ड फिलर के रूप में किया जाता है, जिससे गैसीय और तरल मिश्रण को अलग करने में और जल शोधन में नवीन संभावनाएं खुलती हैं। [24] .[25]
  • नैनोकणों का समर्थन करने के अतिरिक्त, हेलोसाइट नैनोट्यूब का उपयोग व्रत सही प्रकार से से फैले हुए नैनोकणों (एनपी) का उत्पादन करने के लिए टेम्पलेट के रूप में भी किया जा सकता है। इस प्रकार से उदाहरण के लिए, नियंत्रित आकार (~7 एनएम) वाले बिस्मथ और बिस्मथ सबकार्बोनेट एनपी को जल में संश्लेषित किया गया था। महत्वपूर्ण तथ्य यह है कि जब हैलोसाइट का उपयोग नहीं किया जाता था, तो व्रत और वृतो के अतिरिक्त उच्च नैनोप्लेट प्राप्त होते हैं।[26]
  • हैलोयसाइट का उपयोग जल को शुद्ध करने के लिए भी किया जाता है, जैसे एक्यू से दो एज़ो रंगों को हटा दिया गया है। समाधान यह है की डुनिनो निक्षेप से पोलिश हैलोयसाइट पर अवशोषित किया जाता है।[27]
  • हैलोसाइट के अनेक लाभ हैं और इसे नैनोकंटेनर के रूप में रिपोर्ट किया गया है।[28][29]
  • हेलोयसाइट का उपयोग एल्युमीनियम ऑक्साइड की चयनात्मक अलंकृत और थर्मल कटौती के माध्यम से ली-आयन बैटरी के लिए एनोड सामग्री के रूप में छिद्रपूर्ण सिलिकॉन नैनोट्यूब का उत्पादन करने के लिए भी किया जा सकता है।[30]
  • नैनोकम्पोजिट में नैनोफिलर के रूप में उदा. थर्मोप्लास्टिक पॉलीयुरेथेन यांत्रिक, भौतिक रासायनिक और जैविक गुणों पर कार्य करता है।[31]

रसायन विज्ञान और खनिज विज्ञान

इस प्रकार से हेलोसाइट के दो व्यावसायिक ग्रेडों के विशिष्ट रासायनिक और खनिज विश्लेषण हैं:[32]

उत्पाद का नाम अधिमूल्य युन्नान
देश न्यूजीलैंड चीन
क्षेत्र नॉर्थलैंड युन्नान
SiO2, % 49.5 42.7
Al2O3, % 35.5 37.0
Fe2O3, % 0.29 0.10
TiO2, % 0.09 <0.05
CaO, % - -
MgO, % - -
K2O, % - <0.05
Na2O, % - <0.05
LOI, % 13.8 19.8
हैलोयसाइट, % 92 99.1
क्रिस्टोबलाइट, % 4 -
क्वार्ट्ज, % 1 0.1

संदर्भ

  1. ↑ Anthony, John W.; Bideaux, Richard A.; Bladh, Kenneth W.; Nichols, Monte C., eds. (1995). "Halloysite" (PDF). Handbook of Mineralogy. Vol. II, 2003 Silica, Silicates. Chantilly, VA, US: Mineralogical Society of America. ISBN 978-0962209710.
  2. ↑ "Halloysite: Halloysite mineral information and data". mindat.org.
  3. ↑ Barthelmy, Dave. "Halloysite Mineral Data". webmineral.com.
  4. ↑ 4.0 4.1 4.2 Kerr, Paul F. (1952). "Formation and occurrence of clay minerals". Clays and Clay Minerals. 1 (1): 19–32. Bibcode:1952CCM.....1...19K. doi:10.1346/CCMN.1952.0010104.
  5. ↑ Saharudin, Mohd Shahneel; Hasbi, Syafawati; Nazri, Muhammad Naguib Ahmad; Inam, Fawad (2020). Emamian, Seyed Sattar; Awang, Mokhtar; Yusof, Farazila (eds.). "A Review of Recent Developments in Mechanical Properties of Polymer–Clay Nanocomposites". Advances in Manufacturing Engineering. Lecture Notes in Mechanical Engineering (in English). Singapore: Springer: 107–129. doi:10.1007/978-981-15-5753-8_11. ISBN 978-981-15-5753-8. S2CID 226833413.
  6. ↑ 6.0 6.1 6.2 6.3 Vinokurov, Vladimir A.; Stavitskaya, Anna V.; Chudakov, Yaroslav A.; Ivanov, Evgenii V.; Shrestha, Lok Kumar; Ariga, Katsuhiko; Darrat, Yusuf A.; Lvov, Yuri M. (2017). "Formation of metal clusters in halloysite clay nanotubes". Science and Technology of Advanced Materials. 18 (1): 147–151. Bibcode:2017STAdM..18..147V. doi:10.1080/14686996.2016.1278352. PMC 5402758. PMID 28458738.
  7. ↑ Brindley, George W. (1952). "Structural mineralogy of clays". Clays and Clay Minerals. 1 (1): 33–43. Bibcode:1952CCM.....1...33B. doi:10.1346/CCMN.1952.0010105.
  8. ↑ 8.0 8.1 Carroll, Dorothy (1959). "Ion exchange in clays and other minerals". Geological Society of America Bulletin. 70 (6): 749‐780. Bibcode:1959GSAB...70..749C. doi:10.1130/0016-7606(1959)70[749:IEICAO]2.0.CO;2.
  9. ↑ Endellite. Webminerals
  10. ↑ Yang, Y. Zhang, and J. Ouyang (2016). "Physicochemical Properties of Halloysite". नैनोसाइज्ड ट्यूबलर क्ले खनिज - हेलोसाइट और इमोगोलाइट. Developments in Clay Science. Vol. 7. pp. 67–91. doi:10.1016/B978-0-08-100293-3.00004-2. ISBN 9780081002933.{{cite book}}: CS1 maint: multiple names: authors list (link)
  11. ↑ Papke, Keith G. (1971). "सीढ़ीदार हिल्स वाशू काउंटी, नेवादा में हेलॉयसाइट जमा". Clays and Clay Minerals. 19 (2): 71–74. Bibcode:1971CCM....19...71P. doi:10.1346/CCMN.1971.0190202. S2CID 98464074.
  12. ↑ Wilson M. J. (1999). "The Origin and Formation of Clay Minerals in Soils: Past Present and Future Perspectives". Clay Minerals. 34 (1): 7–25. Bibcode:1999ClMin..34....7W. doi:10.1180/000985599545957. S2CID 140587736.
  13. ↑ 13.0 13.1 CASE STUDY: Halloysite Clay. minerals.co.nz
  14. ↑ 14.0 14.1 Murray, H. H.; Harvey, C.; Smith, J. M. (1 February 1977). "न्यूज़ीलैंड में मौंगापारेरुआ हैलोसाइट जमा का खनिज विज्ञान और भूविज्ञान". Clays and Clay Minerals. 25 (1): 1–5. Bibcode:1977CCM....25....1M. doi:10.1346/CCMN.1977.0250101. S2CID 129310746.
  15. ↑ 15.0 15.1 "Common molecules sample 50642". Reciprocal Net.
  16. ↑ 16.0 16.1 Lyday, Travis Q. (2002) The Mineral Industry of New Zealand. minerals.usgs.gov
  17. ↑ 'Global Occurrence, Geology And Characteristics Of Tubular Halloysite Deposits.' I. Wilson and J. Keeling. Clay Minerals, Vol 51, 2016. pg 309-324.
  18. ↑ Lutyński, Marcin; Sakiewicz, Piotr; Lutyńska, Sylwia (2019-10-31). "पोलैंड की डायटोमेसियस पृथ्वी और हेलोयसाइट संसाधनों का लक्षण वर्णन". Minerals (in English). 9 (11): 670. Bibcode:2019Mine....9..670L. doi:10.3390/min9110670. ISSN 2075-163X.
  19. ↑ Sakiewicz, P.; Lutynski, M.; Soltys, J.; Pytlinski, A. (2016). "Purification of Halloysite by Magnetic Separation". Physicochemical Problems of Mineral Processing. 52 (2): 991–1001. doi:10.5277/ppmp160236.
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  22. ↑ Lutyński, M.; Sakiewicz, P.; Gonzalez, M. a. G. (2014). "Halloysite as Mineral Adsorbent of CO2 – Kinetics and Adsorption Capacity". Inżynieria Mineralna (in English). R. 15, nr 1. ISSN 1640-4920.
  23. ↑ Pajdak, Anna; Skoczylas, Norbert; Szymanek, Arkadiusz; Lutyński, Marcin; Sakiewicz, Piotr (2020-02-19). "Sorption of CO2 and CH4 on Raw and Calcined Halloysite—Structural and Pore Characterization Study". Materials (in English). 13 (4): 917. Bibcode:2020Mate...13..917P. doi:10.3390/ma13040917. ISSN 1996-1944. PMC 7078888. PMID 32092961.
  24. ↑ Piotrowski, Krzysztof; Sakiewicz, Piotr; Gołombek, Klaudiusz (2021). "Halloysite as main nanostructural filler in multifunctional mixed matrix membranes – review of applications and new possibilities". Desalination and Water Treatment. 243: 91–106. doi:10.5004/dwt.2021.27873. S2CID 247830004.
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