Khảo sát ảnh hưởng của pH huyền phù đến giá trị d001 trong quá trình điều chế sét hữu cơ được tiến hành theo quy trình mục 2.2.1 với các điều kiện: khối lượng bentonite 1,0 gam; khối lượng TTAB là 0,5 gam; nhiệt độ phản ứng 40oC; thời gian phản ứng là 4 giờ; giá trị pH huyền phù lần lượt là 6, 7, 8, 9, 10, 11. Các mẫu sét hữu cơ được đánh giá bằng giản đồ XRD và xác định hàm lượng (%) cation hữu cơ xâm nhập bằng phương pháp nung mẫu trực tiếp. Kết quả được trình bày trên Bảng 3.3, Hình 3.5 và phụ lục 3.
Các giá trị ở Bảng 3.3 và Hình 3.5 cho thấy: Khi pH huyền phù tăng từ 6 ÷ 9 thì giá trị d001 và hàm lượng (%) cation xâm nhập đều tăng dần và đạt cực đại ở pH bằng 9 (d001 bằng 17,784Å, hàm lượng (%) cation xâm nhập bằng 42,68%). Giá trị d001 và hàm lượng (%) cation hữu cơ xâm nhập lại giảm nhẹ khi tăng pH huyền phù tăng lên 10; 11.
và hàm lượng (%) cation hữu cơ xâm nhập của các mẫu sét hữu cơ pH Bentonit- TQ 6 7 8 9 10 11 d001 (Å) 12,401 16,736 17,266 17,578 17,784 17,738 17,600 Tổng (%) mất khối lượng 7,45 47,61 49,07 49,24 50,13 49,91 49,64 Hàm lượng (%) cation
hữu cơ xâm nhập 0,00 40,16 41,62 41,79 42,68 42,46 42,19
Hình 3.5. Đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc của giá trị d001 vào pH huyền phù
Điều này được giải thích như sau: Ở pH huyền phù thấp, cation H+ trung hòa điện tích âm ở mặt mạng làm khả năng trao đổi với cation TTAB giảm, giá trị d001 và hàm lượng (%) cation xâm nhập giảm. Khi pH huyền phù tăng, các trung tâm tích điện dương trên cạnh của phiến sét sẽ chuyển dần thành tích điện âm, mức độ thiếu hụt điện tích dương càng nhiều phản ứng trao đổi càng xảy ra dễ dàng, giá trị d001 và hàm lượng (%) cation hữu cơ xâm nhập tăng. Khi pH huyền phù tăng lên 10; 11, điện tích âm trên mặt mạng rất lớn, cation TTAB bị hấp phụ vật lý nhanh trên bề mặt bentonite làm cho lượng cation tự do trong dung dịch giảm, đồng thời cation TTAB bị hấp phụ trên bề mặt bentonite ngăn cản quá trình xâm nhập của cation TTAB tự do vào trong lớp giữa, do đó giá trị d001 và hàm hượng (%) cation xâm nhập giảm.
Từ kết quả trên tôi lựa chọn pH tối ưu cho quá trình điều chế sét hữu cơ là 9.