Quá trình khảo sát ảnh hưởng của tỉ lệ khối lượng TTAB/bentonit-TQ được tiến hành theo quy trình mục 2.2.1 với các điều kiện: Khối lượng của bentonit-TQ là 1,0 gam; khối lượng TTAB thay đổi lần lượt là 0,2; 0,3; 0,4; 0,5; 0,6; 0,7 gam; nhiệt độ phản ứng ở 40 oC; pH huyền phù bằng 9; thời gian phản ứng là 4 giờ. 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 thể hiện trong Bảng 3.2, Hình 3.4 và phụ lục 2.
Bảng 3.2. Ảnh hưởng của tỉ lệ khối lượng TTAB/bentonit-TQ đến giá trị d001 và hàm lượng (%) cation hữu cơ xâm nhập của các mẫu sét hữu cơ Tỉ lệ khối lượng
TTAB/bentonit-TQ Bentonit-TQ 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7
d001 (Å) 12,401 16,695 17,398 17,924 18,212 17,578 17,050
Tổng (%) mất khối lượng 7,45 42,71 48,38 48,94 50,54 49,36 49,21
Hàm lượng (%) cation
hữu cơ xâm nhập 0,00 35,26 40,93 41,49 43,09 41,91 41,76
Hình 3.4. Đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc của giá trị d001 vào tỉ lệ khối lượng TTAB/bentonit-TQ của các mẫu sét hữu cơ điều chế
34
Các giá trị ở Bảng 3.2 và Hình 3.4 cho thấy: giá trị d001 và hàm lượng (%) cation xâm nhập đều tăng dần khi tăng tỉ lệ TTAB/bentonit-TQ từ 0,2 ÷ 0,5 và đạt cực đại ở tỉ lệ 0,5 (d001 bằng 18,212 Å, hàm lượng (%) cation xâm nhập bằng 43,09%). Tuy nhiên các giá trị này lại giảm dần khi tỉ lệ khối lượng TTAB/bentonit-TQ tăng lên 0,6; 0,7.
Điều này được lí giải là do khi tăng tỉ lệ khối lượng TTAB/bentonit-TQ từ 0,2 ÷ 0,5 thì nồng độ cation TTAB trong dung dịch tăng do đó số cation hữu cơ tham gia vào phản ứng trao đổi tăng, khả năng xâm nhập các cation hữu cơ vào giữa các lớp sét tăng làm tăng giá trị d001 của sét hữu cơ. Tuy nhiên khi tỉ lệ khối lượng TTAB/bentonit- TQ lớn hơn 0,5 thì bắt đầu có hiện tượng tập hợp các đuôi hữu cơ của cation hữu cơ trong dung dịch nước để tạo keo, các hạt keo hạn chế khả năng xâm nhập vào giữa các lớp bentonite, sự keo tụ làm giảm nồng độ cation hữu cơ trong nước, khi đó một phần cation hữu cơ hấp phụ trên bề mặt và giữa các lớp sét do có liên kết yếu có thể bị các hạt keo lôi kéo tan trở lại dung dịch và dẫn đến làm giảm giá trị d001 cũng như hàm lượng (%) cation hữu cơ xâm nhập.
Tỉ lệ khối lượng TTAB/bentonit-TQ sử dụng để điều chế sét hữu cơ là một yếu tố rất quan trọng. Nếu như lượng TTAB quá nhỏ thì mức độ xâm nhập của cation hữu cơ không đủ lớn dẫn đến khoảng cách d001 giữa các lớp sét giảm, nếu lượng TTAB quá lớn thì sẽ bị dư thừa hóa chất gây lãng phí và không có hiệu quả kinh tế.
Vì vậy tỉ lệ khối lượng TTAB/bentonit-TQ được lựa chọn cho quá trình điều chế sét hữu cơ là 0,5.