Halloysite

ハロイサイトの形成は熱水変質によるもので、しばしば炭酸塩岩の近くで見られます。例えば、コロラド州ウェゴンホイールギャップで見つかったハロイサイトサンプルは、下向きに移動する水によって流紋岩が風化した生成物であると考えられています。一般に、熱帯および亜熱帯の気候では大量の水流があるため、粘土鉱物の形成が非常に優れています。ハロイサイトはまた、玄武岩の上に存在し、岩から鉱物への形成の緩やかな変化を示していないことが確認されています。ハロイサイトは主に新たに露出した火山性土壌に存在しますが、熱帯土壌の一次鉱物や氷河以前の風化材料からも形成されます。火成岩、特にガラス質の玄武岩は風化と変質によりハロイサイトを形成しやすい。ユタ州ジュアブ郡で見られるように、ハロイサイトはしばしばゲーサイトや褐鉄鉱と密接に関連して発見され、しばしばアリュナイトとも混在しています。フェルドスパーもまた、二酸化炭素で飽和した水によって分解されます。フェルドスパーが溶岩流の表面近くにある場合、CO2濃度が高く、反応速度が速いです。深さが増すにつれて、浸出液はケイ素、アルミニウム、ナトリウム、カルシウムで飽和します。溶液がCO2を枯渇すると、二次鉱物として沈殿します。この分解は水の流れに依存します。ハロイサイトが斜長石から形成される場合、中間段階を経ることはありません。世界で最大のハロイサイト鉱床の1つはポーランドのレグニツァ近郊のDuninoにあり、推定1,000万トンの埋蔵量があります。このハロイサイトは層状管状および板状構造が特徴です。ユタ州エウレカのティンティック地区にあるドラゴン鉱山には触媒品質のハロイサイトが含まれています。ドラゴン鉱山鉱床は、米国で最大の鉱床の1つです。1931年から1962年にかけての総生産量は、約75万メートルトンのハロイサイトが抽出されました。10aおよび7aに分類された純粋なハロイサイトが存在します。

ハロイサイトは自然に小さな円筒（ナノチューブ）として発生し、10-15の原子アルミノケイ酸塩シートの壁厚、外径50-60 nm、内径12-15 nm、および長さ0.5-10 μmの特性を持ちます。外表面は主にSiO2で構成されており、内表面はAl2O3で構成されているため、それぞれの表面は逆の電荷を持ちます。2つの一般的な形態が見られます。水和された場合、粘土は層の間隔が1 nmを示し、脱水された場合（メタハロイサイト）、間隔は0.7 nmとなります。カチオン交換容量は水和の量に依存し、2H2Oは5-10 meq/100 g、4H2Oは40-50 meq/100 gです。EndelliteはAl2Si2O5(OH)4·2(H2O)構造の別名です。ハロイサイトの層状構造により、比表面積が大きく、最大117 m/gに達します。

純度の高いハロイサイトはニュージーランドの流紋岩の発生地から採掘されます。その用途には磁器やボーンチャイナが含まれます。ハロイサイトは、カチオンとアニオンの両方に対して効率的な吸着剤です。また、石油のクラッキング触媒としても使用されており、1970年代にエクソンが合成ハロイサイトを基にしたクラッキング触媒を開発しました。その構造のおかげで、ハロイサイトはナノコンポジット内の天然または改変形のフィラーとして使用できます。ハロイサイトナノチューブは、銀、ルテニウム、ロジウム、プラチナ、またはコバルト製の触媒金属ナノ粒子と混合することで、触媒支持体として機能します。ナノ粒子を支持するだけでなく、ハロイサイトナノチューブは、丸く分散したナノ粒子（NPs）を生成するテンプレートとしても使用できます。例えば、水中で制御されたサイズ（約7 nm）のビスマスおよびビスマス亜炭基NPが合成されました。重要なのは、ハロイサイトが使用されなかった場合、大きなナノ板が得られるのに対し、丸い球体が得られることです。