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Infrared Spectra of Thiolane and Tetramethylene Sulfoxide Adsorbed on Montmorillonite

Published online by Cambridge University Press:  02 April 2024

V. Lorprayoon
Affiliation:
New York State College of Ceramics, Alfred University, Alfred, New York 14802
R. A. Condrate Sr.
Affiliation:
New York State College of Ceramics, Alfred University, Alfred, New York 14802

Abstract

Infrared spectra (4000-1200 cm-1) were obtained for several homoionic montmorillonite films on which tetramethylene sulfoxide (TMSO) or thiolane were adsorbed at various temperatures and for different periods of exposure. The spectra indicate that the Na-, H-, and natural montmorillonite complexes contain a physically adsorbed species, whereas transition metal-montmorillonite complexes contain both physically adsorbed and metal-complexed species in their interlamellar spaces. Apparently, thiolane adsorbed on most montmorillonites undergoes oxidation to TMSO in an air atmosphere. Consistent with the mechanism proposed earlier for aqueous solutions, the rate of sulfoxide formation increases by increasing the pH of the suspensions from which the clay films were deposited or by increasing the concentration of the water molecules in the interlamellar spaces. The infrared spectra of γ-thiolactone adsorbed on Co-montmorillonites suggest that sulfoxide-type molecules are formed which chelate to the Co ions in the interlamellar spaces.

Resümee

Resümee

Es wurden Infrarotspektren (4000-1200 cm-1) von verschiedenen gleichionigen Montmorillon-itfilmen aufgenommen, an die Tetramethylensulfoxid (TMSO) oder Thiolan bei verschiedenen Temperaturen und während unterschiedlicher Zeitspannen adsorbiert wurden. Die Spektren deuten darauf hin, daß Na-, H-, und natürliche Montmorillonitkomplexe eine physikalisch adsorbierte Spezies enthalten, während Montmorillonitkomplexe mit Übergangsmetallen sowohl physikalisch adsorbierte als auch durch die Metallionen komplexierte Spezies zwischen den Schichten enthalten. Offensichtlich wird meistens das an die Montmorillonite adsorbierte Thiolan an der Luft zu TMSO oxidiert. In Übereinstimmung mit dem Mechanismus, der früher für wässrige Lösungen vorgeschlagen wurde, steigt die Geschwindigkeit der Sul-foxidbildung mit zunehmendem pH der Suspensionen, aus denen die Tonfilme ausgefällt wurden, oder mit zunehmender Konzentration an Wassermolekülen zwischen den Schichten. Die Infrarotspektren von γ-Thiolacton adsorbiert an Co-Montmorillonite weisen darauf hin, daß Sulfoxid-artige Moleküle gebildet werden, die durch Chelatbildung mit den Co-Ionen in den Zwischenschichten gebunden sind. [U.W.]

Résumé

Résumé

Des spectres infra-rouges (4000-1200 cm-1) ont été obtenus pour plusieurs films de montmorillonite homoionique sur lesquels la sulphoxide tétraméthylène (TMSO) ou la thiolane ont été adsorbées à des températures variées et pour des périodes d'exposition différentes. Les spectres indiquent que les complexes montmorillonite-Na, -H, et naturelle contiennent une espèce adsorbée physiquement, tandis que des complexes de montmorillonite à métal de transition contiennent à la fois des espèces adsorbées physiquement et des espèces complexées au métal dans leurs espaces interlamellaires. Apparemment, la thiolane adsorbée sur la plupart des montmorillonites subit l'oxidation en TMSO dans l'air. Suivant le mécanisme proposé précédemment pour des solutions aqueuses, la vitesse de formation de sulphoxide augmente avec l'accroissement du pH des suspensions à partir desquelles les films d'argile ont été déposés ou en augmentant la concentration des molécules d'eau dans les espaces interlamellaires. Les spectres infra-rouges de thiolactone-γ adsorbée sur des montmorillonites-Co suggère que des molécules du type sulphoxide sont formées, qui chélatent aux ions Co dans les espaces interlamellaires. [D.J.]

Резюме

Резюме

Были получены инфракрасные спектры (4000-1200 см-1) для нескольких гомоионных фильмов монтмориллонита, на которых адсорбировались четыре метиленовая сероокись (ТМ80) или тиолан при различных температурах и временах экспозиции. Спектры указывают на то, что Nа-, Н-, и нейтральные монтмориллонитовые комплексы содержат физически адсорбированные вещества, в то время как переходные комплексы металл-монтмориллонит содержат оба: физически адсорбированные и металло-составные вещества в межслойных пространствах. По видимому, тиолан, адсорбированный на большинстве монтмориллонитов, окисляется до ТМ50 в атмосфере воздуха. Согласно с ранее предложенным механизмом для водных растворов скорость формирования сероокиси увеличивается при увеличении рН суспензии, из которых осаждались глиновые фильмы или при увеличении концентрации молекул воды в межслойных пространствах.Инфракрасные спектры γ-тиолактона, адсорбированного на Со-монтмориллонитах, указывают на образование молекул типа сероокиси, которые присоединяются к ионом Со в межслойных пространствах. [Е.С.]

Type
Research Article
Copyright
Copyright © 1983, The Clay Minerals Society

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Footnotes

1

Based on a Ph.D. thesis submitted by V. Lorprayoon to Alfred University.

References

Vande Cloos, P., Poel, D. and Camerlynck, J. P., 1973 Thiophene complexes on montmorillonite saturated with different cations Nature 243 5455.Google Scholar
Garwood, G. A. and Condrate, R. A., 1978 The IR spectra of dimethyl sulfoxide adsorbed on several cation-substituted montmoriltonites Clays & Clay Minerals 26 273278.CrossRefGoogle Scholar
Giorgini, M. G., Paliani, G. and Cataliotti, R., 1977 Vibrational spectra and assignments for tetrahydrothiophane, tet-rahydroselenophene and tetrahydrotellurophene Spectro-chim. Acta, Ser. A 33 10831089.CrossRefGoogle Scholar
Hidalgo, A., Rodriguez-Pascual, C. and Serratosa, J. M., 1969 Molecules adsorbed on laminar silicates C. R. Acad. Sci. Ser. B. 269 11691172.Google Scholar
Hubbard, W. N., Finke, H. L., Scott, D. W., McCullough, J. P., Katz, C., Gross, M. E., Messerly, J. F., Pennington, R. E. and Waddington, G., 1952 Thiacyclopentane: heat capacity, heats of fusion and vaporization, vapor pressure, entropy, heat of formation and thermodynamic functions J. Amer. Chem. Soc. 74 60256030.CrossRefGoogle Scholar
Jang, S. D., 1971 Infrared spectra of some amino acids adsorbed on montmorillonites .Google Scholar
Klaeboe, P., 1968 The vibrational spectra of tetramethylene sulfoxide Acta Chem. Scand. 22 369371.CrossRefGoogle Scholar
Lorprayoon, V. and Condrate, R. A., 1981 Infrared spectra of sulfolane adsorbed on cation-substituted montmorillonites Clays & Clay Minerals 29 7172.CrossRefGoogle Scholar
Nakamoto, K., 1978 Infrared and Raman Spectra of Inorganic and Coordination Compounds .Google Scholar
Rall, H. T., Thompson, C. J., Coleman, H. J., and Hopkins, R. L. (1972) Sulfur compounds in crude oil: U.S. Bur. Mines Bull. 659, 187 pp.Google Scholar
Weyl, W. A., 1959 Coloured Glasses 168196.Google Scholar