Nội dung được dịch bởi AI, chỉ mang tính chất tham khảo
Hành vi của stellerite dưới áp suất cao: Nghiên cứu bằng phương pháp nhiễu xạ tia X đơn tinh thể
Tóm tắt
Hành vi dưới áp suất cao (HP) của stellerite tự nhiên |Ca4.00Na0.16 (H2O)32| [Al8.16Si27.84O72] đã được nghiên cứu bằng cách sử dụng phương pháp nhiễu xạ tia X đơn tinh thể trong nén chì kim cương dưới áp suất lên đến 4,5 GPa, với hỗn hợp ethanol: nước 4:1 và paraffin làm môi trường Truyền áp suất. Những thay đổi trong cấu trúc của stellerite ở áp suất cao, đặc biệt là sự biến dạng khung STI, tương tự như những thay đổi ở stilbite giàu Na |Ca4.00Na1.47 (H2O)30| [Al9.47Si26.53O72]. Cả stilbite và stellerite đều chịu sự hydrat hóa do áp suất, trong đó các phân tử H2O đầu tiên chiếm giữ các vị trí trống và sau đó các vị trí lúc đầu còn bỏ trống. Một số khác biệt trong hành vi của hai khoáng vật này là do sự hiện diện của các cation Na+ trong stilbite. Natri chiếm giữ các vị trí trong vòng 10 thành viên và ngăn cản các phân tử H2O thâm nhập gần khu vực trung tâm của vòng. Trong khi đó, cả stellerite và stilbite đều có thể lấp đầy các vị trí lúc đầu còn trống trong vòng 8 thành viên dưới áp suất cao. Những thay đổi do áp suất gây ra, bao gồm sự giảm thiểu của các vị trí H2O trong phối trí cation và tổng số phân tử H2O, ít đáng kể hơn trong stilbite có chứa Na so với stellerite.
Từ khóa
Tài liệu tham khảo
Angel RJ, Gonzalez-Platas J (2013) ABSORB-7 and ABSORB-GUI for single-crystal absorption corrections. J Appl Cryst 46:252–254. https://doi.org/10.1107/S0021889812048431
Angel RJ, Gonzalez-Platas J, Alvaro M (2014) EosFit7c and a Fortran module (library) for equation of state calculations. Z Kristallogr 229:405–419. https://doi.org/10.1515/zkri-2013-1711
Arletti R, Quartieri S, Vezzalini G (2010) Elastic behavior of zeolite boggsite in silicon oil and aqueous medium: a case of high-pressure-induced over-hydration. Am Mineral 95:1247–1256. https://doi.org/10.2138/am.2010.3482
Armbruster T, Gunter ME (2001) Crystal structures of natural zeolites. In: Bish DL, Ming DW (eds) Natural Zeolites. Miner Soc America, Washington, pp 1–67
Belitsky IA, Fursenko BA, Gabuda SP, Kholdeev OV, Seryotkin YuV (1992) Structural transformations in natrolite and edingtonite. Phys Chem Minerals 18:197–505. https://doi.org/10.1007/BF00205264
Boehler R (2006) New diamond cell for single-crystal x-ray diffraction. Rev Sci Instrum 77:115103. https://doi.org/10.1063/1.2372734
Colligan M, Lee Y, Vogt T, Celestian AJ, Parise JB, Marshal WG, Hriljac JA (2005) High-pressure neutron diffraction study of superhydrated natrolite. J Phys Chem B 109:18223–18225. https://doi.org/10.1021/jp054142x
Comboni D, Gatta GD, Lotti P, Merlini M, Hanfland M (2018) Crystal-fluid interactions of laumontite. Micropor Mesopor Mater 263:86–95. https://doi.org/10.1016/j.micromeso.2017.12.003
Drebushchak VA, Dementiev SN, Seryotkin YuV (2012) Phase transition at thermal dehydration in stilbite. J Therm Anal Calorim 107:1293–1299. https://doi.org/10.1007/s10973-011-1608-4
Dyer A, Faghihian H (1998) Diffusion in heteroionic zeolites: part 2.: diffusion of water in heteroionic stilbites. Micropor Mesopor Mater 21:39–44. https://doi.org/10.1016/S1387-1811(97)00036-X
Galli E (1971) Refinement of the crystal structure of stilbite. Acta Crystallogr B 27:833–841. https://doi.org/10.1107/S056774087100298X
Galli E, Alberti A (1975) The crystal structure of barrerite. Bull Soc Fr Mineral Cruistallogr 98:331–340. https://doi.org/10.3406/bulmi.1975.7013
Gatta GD, Lotti P, Tabacchi G (2018) The effect of pressure on open-framework silicates: elastic behaviour and crystal–fluid interaction. Phys Chem Minerals 45:115–138. https://doi.org/10.1007/s00269-017-0916-z
Gigli L, Vezzalini G, Quartieri S, Arletti R (2018) Compressibility behavior and pressure-induced over-hydration of zeolite K-AlSi-L. Micropor Mesopor Mater 276:160–166. https://doi.org/10.1016/j.micromeso.2018.09.031
Koyama K, Takeuchi Y (1977) Clinoptilolite: the distribution of potassium atoms and its role in thermal stability. Z Kristallogr 145:216–239. https://doi.org/10.1524/zkri.1977.145.3-4.216
Lee Y, Vogt T, Parise JB, Artioli G (2002) Pressure-induced volume expansion of zeolites in the natrolite group. J Am Chem Soc 124:5466–5475. https://doi.org/10.1021/ja0255960
Lee Y, Hriljac JA, Vogt T, Parise JB, Artioli G (2011) First structural investigation of a super-hydrated zeolite. J Am Chem Soc 123:12732–12733. https://doi.org/10.1021/ja017098h
Lotti P, Gatta GD, Merlini M, Liermann HP (2015) High-pressure behavior of synthetic mordenite-Na: an in situ single-crystal synchrotron X-ray diffraction study. Z Kristallogr 230:201–211. https://doi.org/10.1515/zkri-2014-1796
Passaglia E, Galli E, Leoni L, Rossi G (1978) The crystal chemistry of stilbites and stellerites. Bull Mineral 101:368–375. https://doi.org/10.3406/bulmi.1978.7200
Piermarini GJ, Block S, Barnett JD, Forman RA (1975) Calibration of the pressure dependence of the R1 ruby fluorescence line to 195 kbar. J Appl Phys 46:2774–2780. https://doi.org/10.1063/1.321957
Quartieri S, Vezzalini G (1987) Crystal chemistry of stilbites: structure refinements of one normal and four chemically anomalous samples. Zeolites 7:163–170. https://doi.org/10.1016/0144-2449(87)90080-7
Rigaku Oxford Diffraction (2016) CrysAlisPro software system. Rigaku Corporation, Oxford
Seoung D, Lee Y, Kao C-C, Vogt T, Lee Y (2013) Super-hydrated zeolites: pressure-induced hydration in natrolites. Chem A Eur J 19:10876–10883. https://doi.org/10.1002/chem.201300591
Seryotkin YuV (2015) Influence of content of pressure-transmitting medium on structural evolution of heulandite: single-crystal X-ray diffraction study. Micropor Mesopor Mater 214:127–135. https://doi.org/10.1016/j.micromeso.2015.05.015
Seryotkin YuV (2016) High-pressure behaviour of HEU-type zeolites: X-ray diffraction study of clinoptilolite-Na. Micropor Mesopor Mater 235:20–31. https://doi.org/10.1016/j.micromeso.2016.07.048
Seryotkin YuV, Bakakin VV (2018) Structure of K-substituted zeolite clinoptillolite and its behavior upon compression in penetrating and non-penetrating media. J Struct Chem 59:1392–1399. https://doi.org/10.1134/S0022476618060203
Seryotkin YuV, Bakakin VV (2019) Structure of K, Na-exchanged stellerite zeolite and its evolution under high pressures. J Struct Chem 60:1612–1621. https://doi.org/10.1134/S0022476619100068
Seryotkin YuV, Bakakin VV, Fursenko BA, Belitsky IA, Joswig W, Radaelli PG (2005) Structural evolution of natrolite during over-hydration: a high-pressure neutron diffraction study. Eur J Mineral 17:305–314. https://doi.org/10.1127/0935-1221/2005/0017-0305
Seryotkin YuV, Bakakin VV, Likhacheva AYu, Rashchenko SV (2012) High-pressure diffraction study of zeolites stilbite and stellerite. J Struct Chem 53:S26–S34. https://doi.org/10.1134/S0022476612070049
Seryotkin YuV, Dementiev SN, Likhacheva AYu (2021) Crystal–fluid interaction: the evolution of stilbite structure at high pressure. Phys Chem Minerals 48:4. https://doi.org/10.1007/s00269-020-01131-5
Sheldrick G (2015) Crystal structure refinement with SHELXL. Acta Crystallogr C Struct Chem C71:3–8. https://doi.org/10.1107/S2053229614024218
Slaughter M (1970) Crystal structure of stilbite. Am Mineral 55:387–397
Xu Z, Stebbins JF (1998) Oxygen site exchange kinetics observed with solid state NMR in a natural zeolite. Geochim Cosmochim Acta 62:1803–1809. https://doi.org/10.1016/S0016-7037(98)00095-7