Clays are not only ubiquitous in nature, but they are also used in huge quantities in a broad range of industrial applications, such as thixotropic drilling fluids, ore pelletizers, waste disposal sealants, or fillers in polymer nanocomposites. In order to model environmental processes or to design new materials on a rational base, it is of prime importance to determine and possibly modify the interfacial properties of clay platelets at the solid/electrolyte interface. In this context, the fundamental question rises how far the stoichiometric interlayer charges as determined by the composition of the silicate layer correlates with the diffuse double-layer properties. Here, this question is addressed by means of a series of purposely synthesized sodium 2:1 layered silicates with defined composition and hence interlayer charge densities, respectively. Platelets of layered silicates of large enough diameter to perform AFM colloidal probe measurements were produced by melt synthesis. For comparison also, a natural muscovite mica has been included in this study. The diffuse layer properties in electrolyte solution have been determined by direct force measurements using the colloidal probe AFM technique and by electrokinetic measurements, respectively. We find that the diffuse layer potential decreases with increasing interlayer charge of the 2:1 layered silicates. This counterintuitive finding is attributed to ion adsorption and was further corroborated by determining the quantitative adsorption of polyelectrolytes, namely poly(amidoamine) dendrimers. Graphical abstract

中文翻译：

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高度定义的 2:1 层状硅酸盐片晶的表面电荷密度和扩散层特性

粘土不仅在自然界中无处不在，而且在广泛的工业应用中也大量使用，例如触变钻井液、矿石造粒机、废物处理密封​​剂或聚合物纳米复合材料中的填料。为了模拟环境过程或在合理的基础上设计新材料，最重要的是确定并可能修改固体/电解质界面处粘土片晶的界面特性。在这种情况下，基本问题是由硅酸盐层的组成决定的化学计量夹层电荷与扩散双层特性的相关程度。在这里，这个问题是通过一系列特意合成的钠 2:1 层状硅酸盐来解决的，这些硅酸盐具有确定的成分和层间电荷密度，分别。直径足够大以进行 AFM 胶体探针测量的层状硅酸盐血小板是通过熔融合成产生的。为了进行比较，本研究中还包括了一种天然白云母。电解质溶液中的扩散层特性已分别通过使用胶体探针 AFM 技术的直接力测量和电动测量来确定。我们发现扩散层电位随着 2:1 层状硅酸盐的层间电荷的增加而降低。这一违反直觉的发现归因于离子吸附，并通过测定聚电解质（即聚（酰氨基胺）树枝状聚合物）的定量吸附得到进一步证实。图形概要 直径足够大以进行 AFM 胶体探针测量的层状硅酸盐血小板是通过熔融合成产生的。为了进行比较，本研究中还包括了一种天然白云母。电解质溶液中的扩散层特性已分别通过使用胶体探针 AFM 技术的直接力测量和电动测量来确定。我们发现扩散层电位随着 2:1 层状硅酸盐的层间电荷的增加而降低。这一违反直觉的发现归因于离子吸附，并通过测定聚电解质（即聚（酰氨基胺）树枝状聚合物）的定量吸附得到进一步证实。图形概要 直径足够大以进行 AFM 胶体探针测量的层状硅酸盐血小板是通过熔融合成产生的。为了进行比较，本研究中还包括了一种天然白云母。电解质溶液中的扩散层特性已分别通过使用胶体探针 AFM 技术的直接力测量和电动测量来确定。我们发现扩散层电位随着 2:1 层状硅酸盐的层间电荷的增加而降低。这一违反直觉的发现归因于离子吸附，并通过测定聚电解质（即聚（酰氨基胺）树枝状聚合物）的定量吸附得到进一步证实。图形概要 电解质溶液中的扩散层特性已分别通过使用胶体探针 AFM 技术的直接力测量和电动测量来确定。我们发现扩散层电位随着 2:1 层状硅酸盐的层间电荷的增加而降低。这一违反直觉的发现归因于离子吸附，并通过测定聚电解质（即聚（酰氨基胺）树枝状聚合物）的定量吸附得到进一步证实。图形概要 电解质溶液中的扩散层特性已分别通过使用胶体探针 AFM 技术的直接力测量和电动测量来确定。我们发现扩散层电位随着 2:1 层状硅酸盐的层间电荷的增加而降低。这一违反直觉的发现归因于离子吸附，并通过测定聚电解质（即聚（酰氨基胺）树枝状聚合物）的定量吸附得到进一步证实。图形概要 这一违反直觉的发现归因于离子吸附，并通过测定聚电解质（即聚（酰氨基胺）树枝状聚合物）的定量吸附得到进一步证实。图形概要 这一违反直觉的发现归因于离子吸附，并通过测定聚电解质（即聚（酰氨基胺）树枝状聚合物）的定量吸附得到进一步证实。图形概要