Хімія, фізика та технологія поверхні, 2019, 10 (1), 13-21.

Рентгенодифракційне та термічне дослідження деяких харчових та косметичних бентонітових глин



DOI: https://doi.org/10.15407/hftp10.01.013

O. I. Oranska, Yu. I. Gornikov

Анотація


Завдяки особливостям шаруватої структури і катіонного складу міжшарового простору мінералів групи смектиту (монтмориллоніту), присутніх в бентонітових глинах, можливе застосування таких глин в харчовій промисловості, медицині, фармацевтиці, косметиці. З метою відбору бентонітових глин з високим вмістом мінералу з групи смектиту для розробки нових функціональних наповнювачів гігієнічної косметики вивчено фазовий склад ряду бентонітових глин українського та іноземного походження. З використанням методів порошкової дифракції (CuKα випромінювання) та термічного аналізу (дериватограф Q-1500D) проаналізовано фазовий склад комерційних бентонітових глин харчового і косметичного призначення. Харчові глини були представлені глинами півдня України - бентонітом, блакитною і зеленою глиною та Мінеролом. Косметичні - південно-українськими жовтою і рожевою глиною, а також французькою Рассул та індійською Мултані-мітті. Для ідентифікації мінералу групи смектитів проведено аналіз базальних рефлексів рентгенограм глин, насичених водою і зневоднених при 400 °С. Зсув першого базального рефлексу (001) з міжплощинною відстанню 1.5 нм в вихідних зразках глин супроводжувався збільшенням до 1.8–2 нм або зменшенням до 0.9 нм міжплощинної відстані в насичених водою або зневоднених зразках глин, що підтвердило віднесення глинистого мінералу до групи смектитів. Термічний аналіз використано для визначення температур теплових ефектів, пов’язаних з фазовими перетвореннями та уточнення фазового складу зразків. Таким чином, у всіх глинах було виявлено мінерал з групи смектитів. Виявлені також супутні мінерали, такі як каолініт, кальцит, кварц, слюда, гіпс. Було встановлено, що українські блакитна глина і Мінерол, іноземні глини Рассул і Мултані-мітті містять значну кількість мінералу з групи смектитів і можуть бути використані для модифікування різними сполуками з метою надання косметичним композиціям бажаних властивостей

Ключові слова


рентгенівська дифракція; термічний аналіз; бентонітові харчові та косметичні глини; монтмориллоніт; фазовий склад; супутні мінерали

Повний текст:

PDF (English)

Посилання


1. Spense H.S. Bentonite: Canada. Can. Dep. Mines, Mines Branch. 1924. 626: 36.

2. Damour A., Salvetat D. Et analyses sur un hydrosilicate trouvé à Montmorillon (Vienne). Ann. Phys. Chim. 1847. 21(3): 376.

3. Wesley L.R. Clays and clay minerals: geological origin, mechanical properties and industrial applications (Earth sciences in the 21st century). (New-York: Nova Science Publishers Inc., 2014).

4. Murray H.H. Applied clay mineralogy. Occurrences, Processing and Application of Kaolins, Bentonites, Palygorskite-Sepiolite and Common Clays. (Amsterdam: Elsevier Science, 2007).

5. Murray H.H. Clay sorbents: the mineralogy, processing and applications. Acta Geodyn. Geomater. 2005. 2(2): 131.

6. Clays, clay minerals and layered materials. Proc. 1th Russian workshop. (Moscow: IGEM RAS, 2011). [in Russian].

7. Kim M.H., Choi G., Elzatahry A., Vinu A., Choy Y.B., Choy J.H. Review of clay-drug hybrid materials for biomedical applications: administration routes. Clays and Clay Minerals. 2016. 64(2): 115. https://doi.org/10.1346/CCMN.2016.0640204

8. Uddin F. Clays, Nanoclays and Montmorillonite Minerals. Metallurgical and Materials Transactions. 2008. 39A: 2804. https://doi.org/10.1007/s11661-008-9603-5

9. Ruiz-Hitzky E., Aranda P., Darder M., Rytwo G. Hybrid materials based on clays for environmental and biomedical applications. J. Mater. Chem. 2010. 20(42): 9263. https://doi.org/10.1039/c0jm00432d

10. Finevich V.P., Allert N.A., Karpova T.R., Duplyakin V.K. Composite nanomaterials on the basis of acid-activated montmorillonites. Russkii Khimicheskii Zhurnal. 2007. 51(4): 69. [in Russian]. https://doi.org/10.1134/S1070363207120316

11. Schmidt C.U., Lagaly G. Surface modification of bentonites. I. Betaine montmorillonites and their rheological and colloidal properties. Clay Minerals.1999. 34(3): 447. https://doi.org/10.1180/000985599546352

12. Kotelnikov D.D., Konyukhov A.I. Clay minerals of sedimentary rocks. (Moscow: Nedra, 1986). [in Russian].

13. Osipov V.I., Sokolov V.N., Rumyanceva N.A. Microstructure of clayey rocks. (Moscow: Nedra, 1989). [in Russian].

14. Drits V.A., Kossovskaya A.G. Clay minerals: Smectites. Mixed layer formations. (Moscow: Nauka, 1990). [in Russian].

15. Minerals. Handbook. Layered silicates. Layered silicates with complex tetrahedral radicals. (Moscow: Nauka, 1992). [in Russian].

16. Mystkowski K., Srodon J. Mean thickness and thickness distribution of smectite crystallites. Clay minerals. 2000. 35(3): 545. https://doi.org/10.1180/000985500547016

17. Bergaya F., Theng B. K. G., Lagaly G. Handbook of clay science. (Amsterdam: Elsevier Science, 2006).

18. Ovcharenko F.D. Hydrophilicity of clay and clay minerals. (Kyiv: AS USSR, 1961). [in Russian].

19. Tarasevich Yu.I. Structure and surface chemistry of layered silicates. (Kyiv: Naukova dumka, 1988). [in Russian].

20. Brindley G.W., Brown G. Crystal Structures of Clay Minerals and Their X-ray Identification. (London: Mineralogical Society, 1980). https://doi.org/10.1180/mono-5

21. Frank-Kamenetsky V.A. X-ray diffraction of the main types of rock-forming minerals (layered and framework silicates. (Leningrad: Nedra, 1983). [in Russian].

22. Ivanova V.P., Kasatov B.K., Krasavina T.N., Rozinova E.L. Thermal analysis of minerals and rocks. (Leningrad: Nedra, 1974). [in Russian].

23. Földvári M. Handbook of thermogravimetric system of minerals and its use in geological practice. (Budapest: Innova-Print Kft., 2011).

24. Frank-Kamenetsky V.A. Manual on X-ray study of minerals. (Leningrad: Nedra, 1975). [in Russian].

25. Kononova M.M., Kononov Yu.V., Sharkin O.P. Phase Transformations in Rock-Forming Silicates. (Kyiv: Naukova dumka, 1989). [in Russian].

26. Shcherbak M.P., Goshovsky S.V. Mineral deposites of Ukraine. (Kyiv-Lviv: Centre of Europe, 2006). [in Ukrainian].

27. Law of Ukraine "On Basic Principles and Requirements for Food Safety and Quality"

28. Order of Ministry of Health of Ukraine N 1114 of 12.12.2013. On Approval of Hygienic Requirements for Dietary Supplements.

29. Kadoshnikov V.M., Shekhunova S.B., Zadvernyuk G.P., Manichev V.I. Autigenal minerals of bentonite lay of Cherkass deposit. Mineral. J. 2013. 35(3): 54. [in Russian].

30. Kosorukov P.A. Increasing the dispersion of ilnitsky beidellite by chemical modification. Nanosystems, Nanomaterials, Nanotechnologies. 2008. 6(2): 433. [in Russian].




DOI: https://doi.org/10.15407/hftp10.01.013

Copyright (©) 2019 O. I. Oranska, Yu. I. Gornikov