Abstract
Organic smectite was hydrothermally synthesized by treating the opal-rich siliceous mudstone from the Pohang area with TMAOH solutions and 1:1 solutions of TMAOH+NaOH at $80^{\circ}C$ and concentrations ranging 10∼15%. Smectite was solely formed without accompanying any mineral products in case of TMAOH, whereas NaP and hydroxysodalite was synthesized together with smectite under the blending solution of TMAOH+NaOH. The synthesized smectite is identified as an organic smectite intercalating $TMA^{+}$ within its interlayer site, specifically corresponding to monmorillonite species, through mineralogical characterization by XRD, DTA, and IR analyses. The experimental results indicate that main precursor of the synthesized smectite is undoubtedly opal-CT, and the original sedimentary smectite included as considerable amounts in the mudstone seems to play a major role as Al-sources necessary far the smectite formation. Original inert components such as quartz and mica do not affect mostly to the synthesis reaction, and thus, are resultantly found as impurities in the synthetic products. These experimental results may imply that a new effective method for the low-temperature (less than $100^{\circ}C$) hydrothermal synthesis of organic smectite will be established if some Al-sources adequate for this synthetic system are available.
단백석이 주성분을 이루는 포항 지역산 규질 이암을 합성원료로 하여 $80^{\circ}C$의 온도 조건에서 10∼15%농도의 TMAOH 및 TMAOH+NaOH 용액으로 수열 반응시켜 유기 스멕타이트를 합성하였다. 이 실험에서 NaOH와 TMAOH의 혼합용액으로 처리했을 경우에는 스멕타이트 의에 NaP와 하이드록시소달라이트가 함께 합성되는데 비해서, TMAOH 용액만으로 처리했을 경우에는 이들이 수반됨이 없이 스멕타이트만 생성되었다. 합성된 스멕타이트는 X-선회절 분석, 시차열분석 및 적외선 흡광 분석을 통해서 결정구조상의 층간에 $TMA^{+}$ 이온이 개재된 몬모릴로나이트 계열의 유기 스멕타이트인 것으로 밝혀졌다. 스멕타이트 생성을 조장시킨 주요 반응 모질물은 단백석으로 밝혀졌고, 이 유기 스멕타이트의 골격 성분인 Al의 공급원으로서는 원료 물질 내에 상당량 함유되는 퇴적물기원의 스멕타이트가 그 역할을 담당하는 것으로 해석된다. 반응성이 상대적으로 낮은 석영과 운모는 대부분 이 합성반응에 관여하지 못하고 반응산물 내에서 주요 불순물로서 잔존된다. 이 같은 실험 결과들은 앞으로 이 합성 반응계에 적합한 Al 공급원이 동원될 수 있다면 저온($100^{\circ}C$ 이하)에서 이 이암을 원료로 하여 새롭고 효과적인 유기 스멕타이트의 수열합성 방안이 마련될 수 있음을 시사한다.