Imogolite
Imogolite | |
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Solo imogollítico (castanha) com fragmentos de filme transparente de imogolite | |
Categoria | Filossilicatos(mineral de argila) |
Classificação Strunz | 9.ED.20 |
Cor | Branco, azul, verde, castanho, cinzento |
Fórmula química | Al 2SiO 3(OH) 4 |
Propriedadescristalográficas | |
Sistema cristalino | Tetragonal Grupo espacial desconhecido |
Hábito cristalino | Massas concoidais a terrosas de partículas microscópicas semelhantes a fios e feixes de tubos finos, cada um com cerca de 20Åde diâmetro. |
Propriedadesópticas | |
Índice refrativo | n= 1,47–1,51 |
Birrefringência | A imogolite é um cristal com forte concentração na água |
Propriedades físicas | |
Densidade | 2,0-2,7 |
Dureza | 1,5 - 2 (dureza de Mohs) |
Clivagem | ausente |
Brilho | Vitroso, resinoso, ceroso |
Risca | Branca |
Referências | [1][2][3][4] |
Imogolite(ouimogolita) é ummineral de argilado grupo dasalofanas,constituído porsilicatos de alumíniohidratados,com afórmula químicaideal Al
2SiO
3(OH)
4,que ocorre emsolosformados pelameteorizaçãoealteraçãodecinzas vulcânicas.[1][5][6][7]
Descrição
[editar|editar código-fonte]Foi descrito em 1962 pelospedólogosjaponesesNaganori YoshinagaeShigenori Aominea partir de uma amostra recolhida emUemura,prefeitura de Kumamoto,Kyūshū(Japão).[8][9]O nome tem origem na palavra japonesaイモゴ,imogo,que designa os solos amarelo-acastanhados derivados daalteraçãode cinzas vulcânicas. Ocorre emandossolose noutrossolos de origem vulcânicajunto comalofanas,quartzo,cristobalite,gibbsite,vermiculiteelimonite.[2]
A imogolite consiste numa rede denanotuboscom um diâmetro externo de ca. 2 nm e um diâmetro interno de ca. 1 nm. As paredes do tubo são formadas por folhas contínuas de Al(OH)
3(gibbsite) e grupos deaniõesdeortossilicato(O
3SiOH). Devido à sua estrutura tubular, disponibilidade natural e baixa toxicidade, a imogolite tem aplicações potenciais emmateriais compósitos poliméricos,armazenamento de gás combustível, absorventes e como suporte decatalisadoresem produtos químicos decatálise.[10]
Estrutura
[editar|editar código-fonte]A estrutura atómica da imogolite foi publicada em 1972,[11]demonstrando que a imogolite apresenta uma forma tubular bem definida com um diâmetro monodisperso de aproximadamente 2 nm. Assim, a imogolite pode ser considerada como umananopartícula naturalou mesmo um nanomineral.
A imogolite apresenta uma estrutura nanotubular que consiste numa camada octaédrica de iões de alumínio na parte externa do tubo e uma camada tetraédrica de iões de silício na parte interna. Ao contrário da maioria dos minerais de argila, a camada tetraédrica não é composta de um conjunto de iões de silício compartilhando ligações Si-O-Si. Os átomos de silício estão ligados à camada octaédrica por três ligações Si-O-Al e estão isolados uns dos outros. Esta estrutura local muito particular é facilmente reconhecível porespectroscopia de RMNdo silício.[12]
Síntese
[editar|editar código-fonte]Uma imogolite sintética, análoga química e estrutural à imogolite natural, foi produzida em laboratório em 1977,[13]muito antes de terem sido sintetizados pela primeira veznanotubos de carbonoem 1990. Desde então, muitas mudanças na estrutura e composição das imogolites sintéticas foram obtidas em laboratório, permitindo àciência dos materiaisexplorar a grande diversidade de características físico-químicas e propriedades de integração com outros materiais e processos.
Em 1982 foi realizada uma síntese em que os átomos de silício foram substituídos por átomos degermânio,[14]que conduziu à obtenção de novos nanotubos análogos às imogolites, as Ge-imogolites. Desde então, muitas técnicas laboratoriais e industriais foram desenvolvidas para sintetizar Ge-imogolites em grandes quantidades,[15]de fazer variar a forma (parede simples ou dupla),[16]o comprimento dos tubos (micrométricos ou nanométricos)[17]e a suacristalinidade(estrutuar lacunar).[18]
Estas Ge-imogolites de características variáveis e síntese controlada têm permitido grandes avanços no entendimento dos mecanismos de formação das imogolitas e de outras argilas do grupo daalofanas,na busca de novas propriedades e no estudo datoxicologiaeecotoxicologiadosnanomateriais.
Em 2011 foi obtida por síntese naUniversidade Politécnica de Turim,uma imogolite híbrida apresentando uma cavidade recoberta por gruposSi-CH3.[19]
Foram também sintetizados nanotubos de imogolite dopados comferropara tubos à base de silício,[20][21]degermânio[22]e híbridos.[23]
Grupo das alofanas
[editar|editar código-fonte]A imogolite está incluída no seguinte grupo demineraisemineraloides:
- AlofanaAl2O3•(SiO2)−•(H2O)−
- HisingeriteFe2Si2O5(OH)4•2(H2O)
- ImogoliteAl2SiO3(OH)4
- Neotocite(ouneotokite)(Mn,Fe)SiO3•(H2O)
- ZinalsiteZn2AlSi2O5(OH)4•2(H2O)
Ver também
[editar|editar código-fonte]Referências
[editar|editar código-fonte]- ↑ab«Imogolite: Mineral information, data and localities».Mindat.org.Hudson Institute of Mineralogy.Consultado em 27 de junho de 2019
- ↑abAnthony JW, Bideaux RA, Bladh KW, et al., eds. (1995).«Imogolite»(PDF).Handbook of Mineralogy.II (Silica, Silicates). Chantilly, VA, US:Mineralogical Society of America.ISBN9780962209710
- ↑«Imogolite Mineral Data».Webmineral.Consultado em 27 de junho de 2019
- ↑Warr, L.N. (2021). «IMA–CNMNC approved mineral symbols».Mineralogical Magazine.85(3): 291–320.Bibcode:2021MinM...85..291W.doi:10.1180/mgm.2021.43
- ↑J. P. Gustafsson, E. Karltun, P. Bhattacharya,Allophane and imogolite in Swedish soils,Royal Institute of Technology (KTH),Estocolmo,1998.
- ↑«Webmineral: Imogolite»(em inglês)
- ↑Naganori Yoshinaga; Shigenori Aomine (1962). «Imogolite in some Ando soils».Soil Science and Plant Nutrition(em inglês).8:22-29.doi:10.1080/00380768.1962.10430993.
- ↑Yoshinaga, Naganori; Aomine, Shigenori (1962). Imogolite in some ando soils.Soil science and plant nutrition,8 (3): 114-121. ISSN 0038-0768. NAID 110001719472.
- ↑Koji Wada; Naganori Yoshinaga (1969). The structure of "imogolite.American Mineralogist (Mineralogical Society of America)54: 50-71. ISSN 0003-004X.
- ↑Yah WO, Yamamoto K, Jiravanichanun N, et al. (2010). «Imogolite Reinforced Nanocomposites: Multifaceted Green Materials».Materials.3(3): 1709–1745.Bibcode:2010Mate....3.1709Y.doi:10.3390/ma3031709
- ↑Cradwick, P.D.G.; Farmer, V.C.; Russel, J.D.; Masson, C.R.; Wada, K.; Yoshinaga, N. (25 de dezembro de 1972). «Imogolite, a hydrated aluminium silicate of tubular structure».Nature Physical Science(em inglês).240:187-189
- ↑Baron, P.F.; Wilson, M.A.; Campbell, A.S.; Frost, R.L. (1982). «Detection of imogolite in soils using solid state 29Si NMR».Nature(em inglês).299:616-618
- ↑Farmer, V.C.; Fraser, A.R.; Tait, J.M. (1977). «Synthesis of imogolite: a tubular aluminium silicate polymer».J. Chem. Soc. Chem. Commun.(em inglês): 462-463
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- ↑Ehsan Shafia.Synthesis and Characterization Of Fe-modified Imogolite Nanotubes(PDF)(em inglês). [S.l.: s.n.] 167 páginas
- ↑A. Avellan; C. Levard; N. Kumar; J. Rose; L. Olivi; A. Thill; P. Chaurand; D. Borschneck; A. Masion (2014).«Structural incorporation of iron into Ge–imogolite nanotubes: a promising step for innovative nanomaterials.».RSC Advances(em inglês) (4): 49827-49830.doi:10.1039/C4RA08840A
- ↑Elnaz Bahadori, Vincenzo Vaiano, Serena Esposito, Marco Armandi, Diana Sannino and Barbara Bonelli (2017).«Photo-activated degradation of tartrazine by H2O2 as catalyzed by both bare and Fe-doped methyl-imogolite nanotubes».Catalysis Today(em inglês)
Bibliografia
[editar|editar código-fonte]- Wada K, Yoshinaga N (1969).«The structure of "Imogolite"»(PDF).Am. Mineral.54:50–71
- Gabriel JC, Davidson P (2003).«Mineral Liquid Crystals from Self-Assembly of Anisotropic Nanosystems»(PDF).Topics in Current Chemistry.226:126–127.doi:10.1007/b10827.Cópia arquivada(PDF)em 26 de julho de 2011(Contains structure illustration)
- Gustafsson, Jon Petter; Karltun, Erik; Bhattacharya, Prosun (1998).Allophane and imogolite in Swedish soils or why small, previously unknown, fibres influence the water quality in forests.Col: Trita-AMI., 3046 (em inglês). Stockholm: Royal Institute of Technology (KTH)
- Yuan, Peng; Thill, Antoine; Bergaya, Faïza (2016).Nanosized Tubular Clay Minerals: Halloysite and Imogolite.Col: Developments in Clay Science, 7 (em inglês). [S.l.]: Elsevier.ISBN978-0-08-100293-3
Ligações externas
[editar|editar código-fonte]- Imogolita,mindat.org.
- Imogolita,webmineral.
- Manual de imogolita,Mineral Data Publishing.