Využití Ramanovy spektroskopie při hodnocení bentonitu Sabenil

BEDNÁŘ, Daniel, Josef ZEMAN and Zdeněk LOSOS. Využití Ramanovy spektroskopie při hodnocení bentonitu Sabenil (Application of Raman spectroscopy for evaluation of Sabenil bentonite). Zprávy o geologických výzkumech. Praha: Česká geologická služba, 2018, vol. 51, No 1, p. 53-55. ISSN 0514-8057. Available from: https://dx.doi.org/10.3140/zpravy.geol.2018.16.

Basic information

• Original name: Využití Ramanovy spektroskopie při hodnocení bentonitu Sabenil
• Name in Czech: Využití Ramanovy spektroskopie při hodnocení bentonitu Sabenil
• Name (in English): Application of Raman spectroscopy for evaluation of Sabenil bentonite
• Authors: BEDNÁŘ, Daniel (203 Czech Republic, guarantor, belonging to the institution), Josef ZEMAN (203 Czech Republic) and Zdeněk LOSOS (203 Czech Republic).
• Edition: Zprávy o geologických výzkumech, Praha, Česká geologická služba, 2018, 0514-8057.

Other information

• Original language: Czech
• Type of outcome: Article in a journal
• Field of Study: 10505 Geology
• Country of publisher: Czech Republic
• Confidentiality degree: is not subject to a state or trade secret
• WWW: URL
• RIV identification code: RIV/00216224:14310/18:00103571
• Organization unit: Faculty of Science
• Doi: http://dx.doi.org/10.3140/zpravy.geol.2018.16
• Keywords (in Czech): Ramanova spektroskopie, bentonit, Sabenil, montmo­rilonit, anatas
• Keywords in English: Raman spectroscopy; bentonite; Sabenil; montmo­rillonite; anatas
• Tags: Reviewed

Abstract

Anotace: Bentonit je reziduální jílovitá hornina, vzniklá mechanickým a chemickým zvětráváním mateční horniny v alkalickém prostředí. Mateční horninou jsou hlavně sopečné tufy, andezity, ryolity a bazalty. Bentonit se vyznačuje vysokou sorpční kapacitou, velkou kationtovou výměnnou kapacitou, nízkou permeabilitou, bobtnáním a plasticitou. Hlavním minerálem bentonitu je montmorillonit. Struktura montmorillonitu je kombinací dioktaedrických a tetraedrických vrstev a mezivrstevných prostor s kationty. Různé druhy bentonitu byly studovány několik desetiletí a našly uplatnění v širokém spektru oborů, například stavební, chemický, potravinářský, ale dokonce i farmaceutický průmysl. Pro tento výzkum byl použit takzvaný aktivovaný bentonit Sabenil od firmy Keramost a.s. V tomto druhu bentonitu bylo uměle navýšeno množství sodných iontů přidáním uhličitanu sodného. Ramanova spektroskopie je metoda mineralogy široce využívaná ke studiu vlastností minerálů. Je to rychlá, nedestruktivní spektroskopická metoda využívající monochromatického světla známé vlnové délky, emitovaného laserem, k pozorování vibračních a rotačních spekter v molekulách. Pro výzkum byla zvolena oblast mezi 70 and 750 cm-1. U vybraných vzorků byly pomocí Ramanovy spektroskopie určeny dvě minerální fáze. Prvním fází byl minerál montmorillonit s vrcholy na ~ 93 cm-1, ~ 257 cm-1, ~ 196 cm-1, ~ 431 cm-1, ~ 602 cm-1, ~ 701 cm-1. Druhou fází byl minerál anatas (TiO2) s vrcholy ~ 145 cm-1, ~ 393 cm-1, ~ 516 cm-1 a ~ 636 cm-1. Pro porovnání s Ramanovou spektroskopií byly přidány výsledky RTG-difrakce. U zvolených vzorků byly pomocí RTG-difrakce nalezeny další dvě minerální fáze, a to kalcit (CaCO3) a křemen(SiO2).

Abstract (in English)

Summary: Bentonite is a residual clayey rock created by mechanical and chemical weathering of parent rock in alkaline environment. The parent rocks are primarily volcanic tuffs, andesites, rhyolites and basalts. Bentonite is distinguished by high sorption capacity, high cation exchange value, low permeability, swelling and plasticity. The main mineral of bentonite is montmorillonite. The structure of montmorillonite is a combination of dioctahedral and tetrahedral layers and an interlayers with cations. Different types of bentonite have been studied for many decades and have found an application in wide range of fields, for example construction industry, chemical and food industry, even in pharmaceutical industry. Sabenil bentonite from Keramost a.s., so-called activated bentonite, was used for the research. In this type of bentonite, the amount of sodium cations is artificially increased by the addition of sodium carbonate. Raman spectroscopy is widely used by mineralogists for the study of minerals properties. It is fast non-destructive spectroscopic technique using monochromatic light of known wave length emitted by laser to observe vibrational and rotational spectra in molecules. Selected region for this research was between 70 and 750 cm-1. For selected samples, two mineral phases were detected using Raman spectroscopy. The first of these minerals was montmorillonite with peaks at ~ 93 cm-1, ~ 257 cm-1, ~ 196 cm-1, ~ 431 cm-1, ~ 602 cm-1, ~ 701 cm-1. The second phase was mineral anatase (TiO2) with peaks measured at ~ 145 cm-1, ~ 393 cm-1, ~ 516 cm-1 a ~ 636 cm-1. In contrast to Raman spectroscopy, the results of X-ray diffraction were added. In the case of selected samples, two other mineral phases were found by X-ray diffraction, namely calcite (CaCO3) and quartz (SiO2).