Transformation of the valence Si - O vibrations of smectite by adsorbed CaSO4 and H2O molecules

Аннотация

Данная работа посвящена экспериментальному и теоретическому исследованию спектральных свойств смектита и его смеси с алебастром (строительным гипсом) при низкой влажности. Исследованы положение и интенсивность полос ИК- спектров в диапазоне волновых чисел и 800-1250 см^-1, определяемых валентными Si – O колебаниями. Для интерпретации экспериментальных результатов, полученных методом НПВО, использованы теоретические методы, базирующиеся на использовании метода DFT с обменно-корреляционным потенциалом XLYP в кластерном приближении поверхности смектита. В результате расчетов определено оптимальное положение атомов CaSO₄ и H₂O вблизи базальной поверхности. Рассчитаны волновые числа и интенсивности компонентов ИК спектров кластеров. Для определения формы полос валентных колебаний воды соответствующие компоненты представлены гауссовыми кривыми и просуммированы с ширинами, оцененными из эксперимента. Теоретические исследования объяснили измеренные спектральные трансформации полос (изменения волновых чисел и интенсивностей), возникающие при модификации свойств поверхностей частиц смектита и при изменении влажности образцов. Достигнутое согласие в положении и форме экспериментальных и теоретических полос обосновывает адекватность теоретического описания модификации свойств и гидратации смектита