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Kirill Aldushin

• The reactions of apophyllite (a hydrous K-Ca-phyllosilicate) with aqueous solutions were studied at different pH (1.5 - 10) and different temperature (20 - 135°C). A combination of hydrothermal atomic force microscopy (HAFM) with several spectroscopic methods provided detailed knowledge on the mechanisms and kinetics of apophyllite alteration in aqueous solutions. Depending on pH and temperature, different types of reactions occur on apophyllite (001) surface. By using HAFM, it was for the first time possible to observe crystalline swelling of phyllosilicates in-situ at a nanoscale resolution. On the basis of the data, analogues to the behaviour of other phyllosilicates at appropriate conditions have been drawn. Present results stress the reactivity of the basal surfaces of phyllosilicates and provide new details about their swelling behaviour in aqueous solution.
• Die Reaktionen von Apophyllit (einem K-Ca-Schichtsilikathydrat) mit wäßrigen Lösungen wurden bei verschiedenen pH-Werten (1,5 - 10) und verschiedenen Temperaturen (20 - 135°C) untersucht. Dabei ergab die Anwendung einer Kombination aus hydrothermaler Rasterkraftmikroskopie (HAFM) und mehreren spektroskopischen Methoden detaillierte Erkenntnisse über den Mechanismus und die Kinetik der Alteration von Apophyllit in wäßrigen Lösungen. Auf der (001) Oberfläche von Apophyllit treten in Abhängigkeit des pH-Wertes und der Temperatur verschiedene Reaktionstypen auf. Mit dem HAFM gelang es erstmalig, die Schichtaufweitung von Schichtsilikaten in-situ mit nano-skaliger Ortsauflösung zu beobachten. Aufgrund der Datenbasis wurden Parallelen zu anderen Schichtsilikaten unter entsprechenden Bedingungen gezogen. Die vorliegenden Ergebnisse betonen die Reaktivität der Basisflächen von Schichtsilikaten und liefern neue Details über ihr Quellverhalten in wäßrigen Lösungen.