Халојзит

Халојзит — алумосиликатен глинест минерал со емпириска формула Al<sub>2</sub>Si<sub>2</sub>O<sub>5</sub>(OH)<sub>4</sub>. Неговите главни состојки се кислород (55,78%), силициум (21,76%), алуминиум (20,90%) и водород (1,56%). Тој е член на каолинитната група. Халојзитот обично се формира со хидротермална алтерација на алуминосиликатни минерали. Може да се појави измешан со дикит, каолинит, монтморилонит и други глинени минерали. За позитивна идентификација се потребни студии за дифракција на Х-зраци. Првпат бил опишан во 1826 година, а подоцна бил именуван по белгискиот геолог Омалиус д'Халој.
1 Структура
Халојзитот природно се јавува како мали цилиндри (наноцевки) кои имаат дебелина на ѕидот од 10–15 атомски алумосиликатни листови, надворешен дијаметар од 50–60 nm, внатрешен дијаметар од 12–15 nm и должина од 0,5–10 μm. Нивната надворешна површина е претежно составена од SiO2, а внатрешната површина од Al2O3, и затоа тие површини се спротивно наелектризирани. Се среќаваат две вообичаени форми. Кога е хидрирана, глината покажува растојание од 1 nm помеѓу слоевите, а кога е дехидрирана (мета-халојзит), растојанието е 0,7 nm. Капацитетот на катјонска размена зависи од количината на хидратација, бидејќи 2H2O има 5–10 meq/100 g, додека 4H2O има 40–50 meq/100 g. Енделитот е алтернативно име за структурата Al<sub>2</sub>Si<sub>2</sub>O<sub>5</sub>(OH)<sub>4</sub>·2(H<sub>2</sub>O).
Поради слоевитата структура на халојзитот, тој има голема специфична површина, која може да достигне 117 m2/g.
2 Формација
Формирањето на халојзит се должи на хидротермална промена и често се наоѓа во близина на карбонатни карпи. На пример, се претпоставува дека примероците од халојзит пронајдени во Вагон Вил Гап, Колорадо, САД се производ на распаѓање на риолит од води што се движат надолу. Општо земено, формирањето на глинени минерали е многу често во тропските и суптропските клими поради огромните количини на проток на вода. Халојзит е пронајден и врз базалтна карпа, не покажувајќи постепени промени од карпа до минерална формација. Халојзитот се јавува првенствено во неодамна изложени вулкански почви, но се формира и од примарни минерали во тропски почви или материјали преглацијално распаднати. Магматските карпи, особено стаклените базалтни карпи, се поподложни на распаѓање и промена што го формира халојзитот.
Честопати, како што е случајот со халојзитот пронајден во округот Џуаб, Јута, САД, глината се наоѓа во тесна поврзаност со гетит и лимонит и често е испреплетена со алунит. Фелдспатите се исто така предмет на распаѓање од вода заситена со јаглерод диоксид. Кога фелдспат се појавува близу до површината на лавините текови, концентрацијата на CO2 е висока, а стапките на реакција се брзи. Со зголемување на длабочината, растворите за испирање стануваат заситени со силициум диоксид, алуминиум, натриум и калциум. Откако растворите ќе се исцрпат од CO2, тие се таложат како секундарни минерали. Распаѓањето зависи од протокот на вода. Во случај халојзитот да е формиран од плагиоклаза, тој нема да помине низ средни фази.
3 Локации
Високо рафиниран халојзит се минира, а потоа се обработува, од откривањето на риолитот во заливот Матаури, Нов Зеланд. Годишното производство на овој рудник е до 20.000 тони годишно.<ref>'Global Occurrence, Geology And Characteristics Of Tubular Halloysite Deposits.' I. Wil
Едно од најголемите наоѓалишта на халојзит во светот е Дунино, во близина на Легница во Полска. Има резерви проценети на 10 милиони тони материјал. Овој халојзит се карактеризира со слоевито-цевчеста и плочеста структура.
Рудникот „Драгон“, кој се наоѓа во округот Тинтик, Јурека, Јута, наоѓалиште во САД, содржи халојзит со каталитички квалитет. Наоѓалиштето на рудникот „Драгон“ е едно од најголемите во САД. Вкупното производство во текот на периодот 1931-1962 година резултираше со речиси 750.000 метрички тони екстрахиран халојзит. Присутен е чист халојзит класифициран како 10a и 7a.
4 Примени
4.1 Комерцијални
Употребите на халојзитот произведен на наоѓалиштето Матаури Беј во Нов Зеланд вклучуваат порцелан и коскен порцелан од производители во различни земји, особено во Азија.
4.2 Лабораториски студии
* Халојзитот е ефикасен адсорбент и за катјони и за анјони. Исто така, се користи како катализатор за крекирање на нафта, а Ексон развил катализатор за крекирање базиран на синтетички халојзит во 1970-тите. Поради неговата структура, халојзитот може да се користи како полнач во природни или модифицирани форми во нанокомпозити. Наноцевката од халојзит може да се интеркалира со каталитички метални наночестички направени од сребро, рутениум, родиум, платина или кобалт, со што служи како носач на катализаторот.
* Халојзитот бил одобрен за употреба во сорпцијата на CO<sub>2</sub> и CH<sub>4</sub>.* Поради неговата наноструктура, халојзитот се користи како главен наноструктуриран филер во мултифункционални мембрани со мешана матрица (МММ), отворајќи нови можности во одвојувањето на гасовити и течни смеси и прочистувањето на водата.* Покрај поддршката на наночестичките, халојзитните наноцевки можат да се користат и како шаблон за производство на тркалезни добро дисперзирани наночестички (НП). На пример, бизмут и бизмут субкарбонатни НП со контролирана големина (~7 nm) биле синтетизирани во вода. Важно е да се напомене дека кога халојзитот не се користел, се добивале големи наноплочи наместо тркалезни сфери.* Халојзитот се користи и за прочистување на водата, на пр. вештачки бои биле отстранети од водните раствори со адсорпција на полски халојзит од наоѓалиштето Дунино.* Халојзитот има многу предности и може да биде користен како наноконтејнер.* Халојзитот може да се користи и за производство на порозни силиконски наноцевки како анодни материјали за литиум-јонски батерии преку селективно јоргање на алуминиум оксид и термичка редукција.* Тој може да се примени како нанофил во нанокомпозити, на пр. термопластичен полиуретан, кој делува на механичките, физичко-хемиските и биолошките својства.=Хемија и минералогија==
Во табелата се прикажани типични хемиски и минералошки анализи на два комерцијални степени на халојзитот:
Име на продукт, Премиум, Јунан
Земја, Нов Зеланд, Кина
Област, Нортленд, Јунан
SiO<sub>2</sub>, %, 49.5, 42.7
Al<sub>2</sub>O<sub>3</sub>, %, 35.5, 37.0
Fe<sub>2</sub>O<sub>3</sub>, %, 0.29, 0.10
TiO<sub>2</sub>, %, 0.09, <0.05
CaO, %, -, -
MgO, %, -, -
K<sub>2</sub>O, %, -, <0.05
Na<sub>2</sub>O, %, -, <0.05
LOI, %, 13.8, 19.8
Халојзит, %, 92, 99.1
Кристобалит, %, 4, -
Кварц, %, 1, 0.1