nghiên cứu tổng hợp zeolite beta từ tro trấ

Nhiệm vụ nghiên cứu là tổng hợp Zeolite beta từ tro trấu, xác định một số đặ điểm cấu trúc của Zeolite Beta và khảo sát sự hấp phụ của Zeolite Beta với Methyl Blue và Indigo Carmine ứng

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT

THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NGÀNH CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT HÓA HỌC

NGHIÊN CỨU TỔNG HỢP ZEOLITE BETA

TỪ TRO TRẤU

GVHD: TS LÊ MINH TÂM SVTH: ĐINH TRẦN KIỀU NHI

SKL011832

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP.HCM

- -

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC

SVTH: ĐINH TRẦN KIỀU NHI MSSV: 19128057 GVHD: TS LÊ MINH TÂM

NGHIÊN CỨU TỔNG HỢP ZEOLITE

BETA TỪ TRO TRẤU

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP.HCM

- -

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC

NGHIÊN CỨU TỔNG HỢP ZEOLITE

BETA TỪ TRO TRẤU

SVTH: ĐINH TRẦN KIỀU NHI MSSV: 19128057 GVHD: TS LÊ MINH TÂM

Tp Hồ Chí Minh, tháng 7 năm 2023

LỜI CẢM ƠN

Sau một khoảng thời gian dài làm thực nghiệm và đây là những ngày cuối cùng để hoàn thiện cuốn báo cáo luận văn tốt nghiệp Đó là công sức của chính bản thân cùng với sự giúp đỡ của quý Thầy/ Cô, anh/chị, các bạn trong Khoa Công nghệ Hóa học & Thực phẩm Đầu tiên em xin gửi lời cảm ơn sâu sắc đến quý Thầy/ Cô vì đã truyền đạt kiến thức cho em trong 4 năm vừa qua, để em có thể đút kết và hoàn thành được khóa luận tốt nghiệp Cảm ơn thầy Lê Minh Tâm, một người thầy luôn dìu dắt em trong suốt quãng đường sinh viên tại Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật TP.HCM Cảm ơn sự tận tình của thầy khi luôn hướng dẫn em lúc em gặp khó khăn, nhờ thầy mà em có thể hoàn thành được bản báo cáo hoàn chỉnh, nhờ có thầy luôn tư vấn, động viên, chỉ hướng cho em mà trong suốt quá trình nghiên cứu em cảm thấy luôn an tâm khi thực hiện đề tài của thầy giao

Và em cũng chân thành cảm ơn cô Lê Thị Duy Hạnh, cô là nguồn cảm hứng, nguồn động lực để em có thể đặt chân vào ngành học Vô Cơ và biết thêm được nhiều kiến thức Cảm ơn cô vì những bài giảng nhiệt tình đưa em đến gần hơn và ngày càng thêm yêu thích ngành học

Cảm ơn cô Nguyễn Thị Mỹ Lệ, quản lý phòng lab yêu dấu của chúng em Cảm ơn vì cô đã tạo điều kiện, hỗ trợ chúng em dụng cụ, thiết bị để chúng em có thể hoàn thành khóa luận một cách suôn sẻ nhất Cảm ơn vì sự vị tha, bao dung của cô cho chúng em vì những lỗi lầm mà tụi em mắc phải

Cảm ơn gia đình đã làm nơi nương tựa cho con mỗi khi con áp lực Cảm ơn bố mẹ đã luôn động viên con những lúc con thấy chán nản Con yêu bố mẹ rất nhiều Ngoài ra, cảm ơn các bạn chung Khoa đã luôn đồng hành, hỗ trợ mình trong suốt khóa luận tốt nghiệp Cảm ơn Nguyễn Võ Thảo Phương, Thân Ngọc Khánh Linh, Trần Long Nhật đã cùng mình vượt qua những ngày stress

Và cuối cùng, cảm ơn quý Thầy/ Cô, quý đọc giả đã đọc và góp ý cho luận văn này

Tp Hồ Chí Minh, ngày 31 tháng 7 năm 2023

Sinh viên thực hiện

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi và không sao chép của bất cứ công trình nghiên cứu nào khác Luận văn được thực hiện dưới sự hướng dẫn của TS Lê Minh Tâm Các số liệu, những kết luận được trình bày trong luận văn này hoàn toàn trung thực

Nếu sai tôi xin chịu hoàn toàn trách nhiệm trước nhà trường

Tp Hồ Chí Minh, ngày 31 tháng 7 năm 2023

Sinh viên thực hiện

1.2.2 Khái niệm về Zeolite 1

1.2.3 Cấu trúc của Zeolite 2

1.2.4 Phân loại Zeolite 3

1.2.4.1 Phân loại theo nguồn gốc 3

1.2.4.2 Phân loại theo kích thước mao quản 4

1.2.4.3 Phân loại theo thành phần hóa học 4

1.2.6 Ứng dụng của Zeolite 9

1.2.6.1 Trong công nghiệp 9

1.2.6.2 Trong sản xuất nông nghiệp 11

1.2.6.3 Trong nuôi trồng thủy sản 11

1.2.6.4 Trong xử lý ô nhiễm môi trường 12

1.2.6.5 Trong sản phẩm gia dụng 12

1.2.6.6 Trong y tế 13

1.3 Giới thiệu về Zeolite Beta 13

1.3.1 Cấu trúc của Zeolite Beta 13

1.3.2 Ứng dụng của Zeolite Beta 19

1.4 Tổng hợp Zeolite 19

1.4.1 Nguyên liệu tổng hợp 19

1.4.1.1 Sơ lược về Silica từ tro trấu 20

1.4.1.2 Cấu trúc và tính chất của Silica từ RHA 20

1.4.2 Cơ chế kết tinh của Zeolite 22

1.4.2.1 Quá trình tạo gel 22

1.4.2.2 Quá trình tạo mầm 23

1.4.2.3 Quá trình kết tinh 25

1.4.3 Phương pháp tổng hợp 26

CHƯƠNG 2 THỰC NGHIỆM VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 27

2.1 Nguyên liệu, hóa chất và thiết bị sử dụng 27

2.1.1 Nguyên liệu, hóa chất 27

2.1.2 Dụng cụ, thiết bị sử dụng 27

2.2 Quy trình chi tiết tổng hợp Zeolite Beta 28

2.2.1 Sơ đồ khối quy trình tổng hợp Zeolite Beta 28

2.2.2 Thuyết minh quy trình 28

2.3 Khảo sát khả năng hấp phụ Methyl Blue và Indigo Carmine 30

2.3.1 Xây dựng đường chuẩn Methyl Blue 30

2.3.2 Xây dựng đường chuẩn Indigo Carmine 30

2.3.2 Khảo sát hấp phụ 30

2.4 Phương pháp nghiên cứu 32

2.4.1 Huỳnh quang tia X (XRF) 32

2.4.2 Nhiễu xạ tia X (XRD) 33

2.4.3 Kính hiển vi điện tử quét (SEM) và Phổ tán sắc năng lượng (EDX) 34

2.4.5 Phổ hồng ngoại biến đổi Fourier (FTIR) 35

2.4.6 Phương pháp quang phổ hấp thụ UV-VIS 36

CHƯƠNG 3 KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN 38

3.1 Kết quả đo Huỳnh quang tia X (XRF) của mẫu tro trấu 38

3.2 Kết quả đo Kính hiển vi điện tử quét (SEM) và Phổ tán sắc năng lượng (EDX) 38

3.2.1 Phân tích kết quả đo SEM của mẫu Zeolite Beta từ tro trấu 38

3.2.2 Phân tích kết quả đo EDX 40

3.2.3 Hình thái học của mẫu Zeolite Beta từ Kaolin 41

3.3 Kết quả đo Nhiễu xạ tia X (XRD) 43

3.4 Kết quả đo Phổ hồng ngoại FTIR 44

3.5 Nghiên cứu sự hấp phụ màu của Zeolite Beta_Kết quả đo UV-Vis 45

3.5.1 Xử lý Methyl Blue 45

3.5.1.1 Ảnh hưởng của thời gian 45

3.5.1.2 Ảnh hưởng của nhiệt độ 46

3.5.2 Xử lý Indigo Carmine 48

3.5.2.1 Ảnh hưởng của thời gian 48

3.5.2.2 Ảnh hưởng của nhiệt độ 49

3.5.3 So sánh quá trình hấp phụ giữa Methyl Blue và Indigo Carmine 51

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 53

TÀI LIỆU THAM KHẢO 54

PHỤC LỤC 63

DANH MỤC BẢNG

Bảng 2 1 Thiết bị thực nghiệm 27

Bảng 2 2 Các thông số và điều kiện cụ thể để tổng hợp Zeolite Beta 29

Bảng 2 3 Các thông số về khối lượng nguyên liệu để tổng hợp Zeolite 30

Bảng 3 1 Thành phần hóa của tro trấu 38

Bảng 3 2 Phần trăm các nguyên tố trong tinh thể Zeolite Beta 40

Bảng 3 3 Thông số đường đẳng nhiệt hấp phụ 48

Bảng 3 4 Thông số đường đẳng nhiệt hấp phụ IC 51

DANH MỤC HÌNH

Hình 1 1 Các đơn vị xây dựng thứ cấp và hình dạng của chúng Số trong ngoặc đơn cho

biết tần suất xuất hiện 3

Hình 1 2 Mô tả các khung 8 oxi (A); 10 oxi (ZSM-5); 12 oxi (X, Y) tương ứng với 3 loại mao quản nhỏ, trung bình, lớn 4

Hình 1 3 Ví dụ về các quy trình hóa học có xúc tác Zeolite được phát triển ở Nhật Bản 10 Hình 1 4 Đơn vị xây dựng thứ cấp (a) và lớp đối xứng tâm (b) mặt trên; (c) mặt bên của Zeolite Beta 14

Hình 1 5 Sự liên kết của các lớp xây dựng liền kề trong Zeolite Beta 15

Hình 1 6 Ba chế độ chuyển đổi giữa các lớp cấu trúc liền kề 15

Hình 1 7 Ba dạng liên kết của lớp xen kẽ trên mặt phẳng 2D (mặt phẳng ac hoặc mặt phẳng bc) 16

Hình 1 8 Dự báo cấu trúc phát triển xen kẽ của Zeolite Beta 18

Hình 1 9 Mô phỏng trật tự sắp xếp các đơn vị tứ diện của Silica 21

Hình 1 10 Phổ XRD của mẫu tro trấu [55] 21

Hình 1 11 Giản đồ bão hào – quá bão hòa của dung dịch tổng hợp Zeolite [58] 22

Hình 1 12 Ảnh minh họa cơ chế tạo mầm và phát triển của tinh thể 24

Hình 1 13 Sơ đồ tổng quát về cơ chế quá trình tổng hợp Zeolite 25

Hình 1 14 Quy trình chung tổng hợp Zeolite 26

Hình 2 1 Quy trình tổng hợp Zeolite Beta 28

Hình 2 2 Quy trình hấp phụ Methyl Blue và Indigo Carmine của Zeolite Beta 31

Hình 2 3 Máy phân tích quang phổ tia X ARL ADVANT’X 33

Hình 2 4 Máy quang phổ XED Empyrean 34

Hình 2 5 Kính hiển vi điện tử quét TM4000plus của HITACHI 35

Hình 2 6 Thiết bị quang phổ JABCO FTI/IR-4600 36

Hình 2 7 Máy đo quan phổ UV-Vis 2 chùm tia UH5300 HITACHI 37

Hình 3 1 Ảnh SEM của mẫu Zeolite Beta tổng hợp từ tro trấu 39

Hình 3 2 Biểu đồ phân bố kích thước hạt của mẫu Zeolite Beta 40

Hình 3 4 Ảnh SEM mẫu Zeolite Beta tổng hợp bằng Kaolin 42

Hình 3 5 Giản đồ XRD của vật liệu Zeolite Beta (a) Zeolite Beta tổng hợp; (b) Zeolite Beta chuẩn 43

Hình 3 6 Phổ hồng ngoại của mẫu Zeolite Beta 44

Hình 3 7 Ảnh hưởng của thời gian đến khả năng hấp phụ Methyl Blue 45

Hình 3 8 Đường đẳng nhiệt hấp phụ MB của Zeolite Beta 46

Hình 3 9 Đồ thị đẳng nhiệt Langmuir hấp phụ MB trên vật liệu Zeolite Beta 47

Hình 3 10 Đồ thị đẳng nhiệt Freundlich hấp phụ MB trên vật liệu Zeolite Beta 47

Hình 3 11 Ảnh hưởng của thời gian đến khả năng hấp phụ Indigo Carmine 49

Hình 3 12 Đường đẳng nhiệt hấp phụ IC của Zeolite Beta 49

Hình 3 13 Đồ thị đẳng nhiệt Langmuir hấp phụ IC trên vật liệu Zeolite Beta 50

Hình 3 14 Đồ thị đẳng nhiệt Freundlich hấp phụ IC trên vật liệu Zeolite Beta 50

SBU Đơn vị cấu trúc thứ cấp

MỞ ĐẦU

Hiện nay, tầm quan trọng của việc tìm kiếm các vật liệu mới và phương pháp tổng hợp hiệu quả đang được chú ý, nghiên cứu về Zeolite Beta từ tro trấu đang thu hút sự quan tâm của nhiều nhà khoa học và các công ty trong lĩnh vực công nghiệp hoá chất Zeolite Beta là một dạng Zeolite có cấu trúc 3D có ứng dụng tiềm năng trong xử lý nước thải, cải thiện chất lưu trong quá trình chế biến hóa dầu và chất xúc tác trong phản ứng hóa học

Trong nghiên cứu khoa học hiện đại, xử lý và tận dụng các tài nguyên phế thải đã trở thành một vấn đề cấp bách trong việc bảo vệ môi trường và tạo ra các vật liệu có giá trị gia tăng Trong số các phương pháp xử lý chất thải hữu cơ, tái chế tro trấu đã thu hút sự quan tâm lớn nhờ tiềm năng của nó trong việc tổng hợp vật liệu Zeolite ứng dụng trong ngành công nghiệp và môi trường Đây là nguồn nguyên liệu rẻ tiền, dễ kiếm vì Việt Nam có một nền nông nghiệp cực kì phát triển

Trong thời đại công nghiệp hiện nay, ô nhiễm môi trường trở thành một vấn đề đáng lo ngại và cần phải được giải quyết một cách hiệu quả Trong số nhiều chất gây ô nhiễm môi trường, Methyl Blue và Indigo Carmine là hai hợp chất hữu cơ được sử dụng rộng rãi trong ngành công nghiệp dệt nhuộm Chúng không chỉ gây ô nhiễm nước mà còn có thể gây hại cho con

người và động vật nếu được thải ra môi trường mà không được xử lý đúng cách Với cấu

trúc phân tử độc đáo và tính chất vượt trội, Zeolite Beta có khả năng ứng dụng rộng rãi trong các lĩnh vực xử lý nước thải chứa các chất màu và thuốc nhuộm

Bằng cách thực hiện các phản ứng tổng hợp Zeolite Beta từ tro trấu và đánh giá tính chất vật lý hóa học, cũng như khả năng hấp phụ của Zeolite này đối với các chất màu MB và IC, đề tài hy vọng sẽ cung cấp được những thông tin cần thiết cũng như làm nền tảng để phát triển các nghiên cứu sau này

Từ những lý do trên, đề tài “Nghiên cứu tổng hợp Zeolite Beta từ tro trấu” đã được thực hiện

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN1.1 Mục tiêu và nhiệm vụ của đề tài

Mục tiêu của đề tài là nghiên cứu tổng hợp Zeolite Beta từ nguồn tro trấu rẻ tiền đạt hiệu suất tổng hợp cao và khảo sát khả năng hấp phụ của nó với Methyl Blue và Indigo Carmine Nhiệm vụ nghiên cứu là tổng hợp Zeolite beta từ tro trấu, xác định một số đặ điểm cấu trúc của Zeolite Beta và khảo sát sự hấp phụ của Zeolite Beta với Methyl Blue và Indigo Carmine ứng dụng trong xử lý nước thải

1.2 Tổng quan về Zeolite

1.2.1 Lịch sử hình thành của Zeolite

Ngày 1756 tại Thụy Điển, nhà khoáng vật học Cronstedt đã khám phá ra khoáng chất Zeolite, điều này được coi là sự bắt đầu của lịch sử Zeolite_bắt nguồn từ tiếng Hy Lạp zeo" và "lithos" có nghĩa là "đun sôi" và "đá" Cấu trúc đầu tiên của Zeolite được xác định vào năm 1930 bởi Taylor và Pauling Và Barrer đã khởi đầu tiên phong trong việc hấp phụ và tổng hợp Zeolite vào khoảng thời gian từ những năm 1930 đến 1940 [1]

Giữa năm 1949 và 1954, R M Milton và đồng nghiệp D W Breck đã phát hiện ra một số Zeolite có ý nghĩa thương mại là loại A, X và Y Năm 1954, Zeolite tổng hợp được thương mại hóa bởi Union Carbide như một loại vật liệu công nghiệp mới để tách và tinh chế [2] Sau những nền tảng được đặt ra vào những năm 1950, trong các thập kỷ tiếp theo chứng kiến nhiều bước phát triển quan trọng, cả về những khám phá mới và cả những bước khởi đầu của công việc nghiên cứu nhằm đạt được sự hiểu biết về quá trình tổng hợp Zeolite [3]

1.2.2 Khái niệm về Zeolite

Zeolite là vật liệu vi xốp kết tinh có khung mở bao gồm các tứ diện TO4 chia góc, trong đó T thường là Si hoặc Al Vô số khả năng kết nối các tứ diện này lại với nhau mang lại cho

họ Zeolite một số lượng lớn các cấu trúc, chúng khác nhau về bản chất của các đơn vị cấu trúc cũng như kích thước và chiều dài của hệ thống kênh [4]

Công thức cấu trúc của Zeolite dựa trên ô tinh thể, đơn vị cấu trúc nhỏ nhất, được biểu thị bằng:

Mx/n[(Al2O3)x(SiO2)y].wH2O trong đó n là hóa trị của cation M, w là số phân tử nước trên mỗi ô đơn vị, x và y là tổng số khối tứ diện trên mỗi ô đơn vị và y/x thường có giá trị từ 1-5 Trong trường hợp Zeolite có tỉ lệ Silic/ Nhôm cao thì y/x là 10 đến 100 [1]

1.2.3 Cấu trúc của Zeolite

Cấu trúc phân tử Zeolite đặc trưng bởi các kết cấu độc đáo, trong đó các thành phần tứ diện được liên kết với nhau để tạo thành khung vi xốp mở Thể tích rỗng của một số Zeolite có thể cao tới 50% tổng cấu trúc tinh thể Chúng chứa các yếu tố lặp đi lặp lại của cấu trúc được gọi là đơn vị cấu trúc thứ cấp (SBU) [5]

Cấu trúc tinh thể của Zeolite thường được phân loại thành các đơn vị cấu trúc cơ bản (PBU) và đơn vị cấu trúc thứ cấp (SBU) Các PBU là tứ diện (SiO4)4+ và (AlO4)5+ Các SBU được tạo thành bằng cách cùng chia sẻ oxy với các tứ diện kề nhau, tạo thành một không gian sắp xếp cho các dạng hình học đơn giản Các SBU có nhiều dạng khác nhau , một số là vòng đơn, vòng đôi, khối đa diện hoặc thậm chí đơn vị phức tạp hơn được liên kết với nhau trong một loạt các cách để tạo ra một hệ thống kênh độc đáo Một ô đơn vị của Zeolite luôn chứa một số nguyên của SBU Hiện tại, có tổng cộng 23 loại SBU khác nhau đã được phát hiện Được thể hiện ở Hình 1.1 [6]

Hình 1 1 Các đơn vị xây dựng thứ cấp và hình dạng của chúng Số trong ngoặc đơn cho

biết tần suất xuất hiện

1.2.4 Phân loại Zeolite

Có nhiều cách phân loại Zeolite nhưng thông thường người ta phân loại theo: - Nguồn gốc

- Kích thước mao quản - Theo thành phần hóa học

1.2.4.1 Phân loại theo nguồn gốc

Theo nguồn gốc thì Zeolite được chia thành 2 loại: Zeolite tự nhiên và Zeolite tổng hợp Zeolite tự nhiên thường kém bền và do thành phần hóa học biến đổi đáng kể như: Anacime, Chabazite, Hurdenite, Clinoptolonit,…

Zeolite tổng hợp có thành phần đồng nhất và tinh khiết, đa dạng về chủng loại như: Zeolite A, Zeolite X, Zeolite Y, Zeolite ZSM-5, ZSM-II,… [7]

1.2.4.2 Phân loại theo kích thước mao quản Zeolite có kích thước mao quản nhỏ: kích thước lỗ xốp nhỏ hơn 5Å như Zeolite A Zeolite có kích thước mao quản trung bình: kích thước lỗ xốp trung bình từ 5 - 8Å như

Zeolite ZSM-5

Zeolite có kích thước mao quản lớn: kích thước lỗ xốp lớn hơn 8Å như Zeolite X, Y [7]

Hình 1 2 Mô tả các khung 8 oxi (A); 10 oxi (ZSM-5); 12 oxi (X, Y) tương ứng với 3 loại

mao quản nhỏ, trung bình, lớn

1.2.4.3 Phân loại theo thành phần hóa học

Theo quy tắc Loweinstein xác định rằng: - 2 nguyên tử Al không thể tồn tại lân cận nhau, nghĩa là cấu trúc Zeolite không thể tồn tại các liên kết Al-O-Al

- Nói cách khác chỉ tồn tại loại tỉ lệ Si/Al > 1

* Zeolite giàu Si: Đó là các Zeolite thuộc họ ZSM được phát hiện bởi hãng “Mobil Oil” có tỷ lệ Si/Al thay đổi từ 10 ÷ 1000

Loại Zeolite này tương đối bền nhiệt nên được sử dụng nhiều trong quá trình có điều kiện làm việc khắc nghiệt, tiêu biểu trong Zeolite loại này là ZSM-5, ZSM-11

Tỉ lệ đường kính mao quản từ 5,1Å - 5,7Å Ngoài ra còn có nhiều Zeolite tổng hợp khác, có tỷ lệ Si/Al cao được tổng hợp nhờ sự có mặt của chất tạo cấu trúc (template), thường là amin bậc 4: R4N+

* Zeolite có hàm lượng Si trung bình Thực nghiệm chứng tỏ rằng, tỉ số Si/Al càng cao thì khả năng bền nhiệt của Zeolite càng cao Các Zeolite có tỉ số Si/Al= 1,2-2,5 thuộc họ này gồm có Zeolite X, Y, Mordenit, Sabazitr (Si/Al=2,15)

* Zeolite nghèo Si giàu Al Loại có tỉ số Si/Al << 1 theo quy tắc Lowenstein (trong Zeolite chỉ chứa liên kết Si-O-Si và Si-O-Al mà không chứa liên kết Al-O-Al) thì tỉ số Si/Al =1 là giới hạn dưới, không thể có tỉ số Si/Al < 1

Loại Zeolite này chứa hàm lượng cation bù trừ cực đại có nghĩa là nó có dung lượng trao đổi ion lớn nhất so với các loại Zeolite khác

Trong loại giàu Al có một số loại sau Zeolite 3A, 4A, 5A (Faujazit) với các dạng tương ứng 3A (K+A), 4A (Na+A), 5A (Ca2+A)

Quan trọng nhất trong loại Zeolite giàu Al là tỉ lệ Si/Al= 1,1-1,2 Mao quản của Zeolite này tương đối lớn (8Å) Khi tỉ số này càng gần 1 thì Zeolite này coi là càng giàu Al

* Rây phân tử Zeolite

Đây là vật liệu cấu trúc tinh thể và cấu tạo hình học tương tự như tinh thể Aluminosilicat (tức Zeolite thông thường) nhưng hoàn toàn không chứa Al mà chỉ chứa Si

* Zeolite giàu Silic đã tách nhôm Bằng phương pháp sau tổng hợp người ta có thể biến đổi thành phần hóa học của Zeolite Một số phản ứng hóa học có thể tách Al khỏi mạng lưới tinh thể và thay vào đó là Si hoặc nguyên tố hóa trị III hoặc IV khác Phương pháp này được gọi là phương pháp “loại nhôm” tức là désalumination

Thông thường người ta dùng Zeolite X hoặc Y có tỉ lệ Si/Al= 1,2 – 2,5, sau khi loại nhôm thì thu được Zeolite giàu Si có tỉ lệ Si/Al < 9

Với phương pháp này nếu Zeolite thu được có tỉ lệ Si/Al > 9 thì sẽ phá vỡ mạng lưới tinh thể của Zeolite

* Họ Zeolite Aluminophothate (AlPO) Họ với chất rắn mới có cấu trúc tinh thể tương tự Zeolite gọi là Aluminophotoha (AlPO) được phát minh bởi các nhà nghiên cứu của Liên hiệp Carbide trên cơ sở các nguyên tố là Al và P

Vật liệu này không được cấu tạo từ các tứ diện TO4 mà được cấu tạo từ các tứ diện AlO4-

và PO4+ theo tỉ lệ 1:1 nên trung hòa về điện tích Về cấu trúc trong họ này có loại AlPO-5 có cấu trúc hình học tương tự họ Faujazit và loại AlPO-11 có cấu trúc hình học tương tự Zeolite ZSM-5

Các đặc trưng cơ bản của các AlPO là đều có tỷ lệ Al/P, không có mặt của carbon bù trừ, không có khả năng trao đổi cation và vì vậy không có tính xúc tác [8]

1.2.5 Tính chất của Zeolite

Zeolite có hai tính chất chính là hấp phụ và trao đổi ion Hai tính chất này là do sự có mặt của ion Al3+ và Si4+ trên bề mặt phản ứng và hệ tinh thể vi lỗ xốp Những đặc tính này cho phép Zeolite có nhiều ứng dụng khác như tính xúc tác, tính chọn lọc, tính chống oxi hóa [9]

1.2.5.1 Tính hấp phụ

Các chất hấp phụ cần phải có diện tích bề mặt riêng cao vì khả năng hấp phụ tối đa sẽ phụ thuộc vào nó Độ xốp làm tăng diện tích bề mặt trên một thể tích vật liệu, do đó vật liệu xốp như Zeolite là lựa chọn phổ biến làm chất hấp phụ Tính linh hoạt của khung Zeolite là cơ sở cho các phân tử sắp xếp gần nhau để khuếch tán bên trong hệ thống lỗ xốp Những thay đổi về cấu trúc khung Zeolite có thể ảnh hưởng đến đặc tính hấp phụ của vật liệu [10] Tính chất hấp phụ của Zeolite phụ thuộc vào thành phần hóa học, tỷ lệ Si/Al của chúng, sự có mặt của các cation kim loại khác nhau và vị trí của chúng trong cấu trúc tinh thể Khả năng hấp phụ có thể được thay đổi thông qua một số phương pháp xử lý hóa học_xử lý axit/ bazơ, ngâm tẩm chất hoạt động bề mặt và thông qua trao đổi ion, quy trình có thể xác định tính chất ưa nước - kỵ nước do sự hiện diện của các ion hữu cơ hoặc vô cơ [11]

1.2.5.2 Tính trao đổi ion

Đặc tính quan trọng của Zeolite là khả năng trao đổi ion với môi trường xung quanh Khung của Zeolite là các tứ diện, trung tâm của nó là nguyên tử Silic hoặc nguyên tử Nhôm với bốn nguyên tử oxi ở các đỉnh Sự thay thế Si4+ bằng Al3+ làm cho khung mang điện tích âm, do vậy nó được bù bằng cation có hóa trị một hoặc hóa trị hai nằm cùng với nước Các phân tử nước có thể có mặt trong các khoảng trống của các hốc lớn liên kết giữa các ion khung và trao đổi ion qua cầu nối nước Cân bằng trao đổi ion được biểu thị bằng phương trình sau:

zBAZA+ + zABLzB ↔ zABZB+ + zBALzATrong đó zA+ và zB+ là hóa trị của các cation tương ứng, L là các anion của khung Quá trình trao đổi ion của Zeolite phụ thuộc vào một số yếu tố như cấu trúc khung, kích thước và hình dạng ion, mật độ điện tích của khung anion [12]

1.2.5.3 Tính xúc tác

Các đặc điểm cấu trúc của Zeolite, chẳng hạn như diện tích bề mặt cao, hệ thống kênh lỗ rỗng, khoảng trống có thể tiếp cận, vị trí trao đổi ion, độ axit có thể điều chỉnh và độ ổn định nhiệt cao làm cho Zeolite trở thành chất xúc tác khả thi [13]

Một trong những tính chất quan trọng nhất của Zeolite trong xúc tác là tính axit bề mặt của chúng_bề mặt có khả năng chuyển đổi một bazơ trung tính đã hấp thụ thành axit liên hợp của nó Một tính chất quan trọng khác của Zeolite so với các chất xúc tác rắn thông thường là đường kính lỗ xốp đồng nhất của chúng sắp xếp theo cấp độ phân tử (thường nhỏ hơn 20Å), dẫn đến cái gọi là xúc tác chọn lọc hình dạng

Cả hai vị trí axit Bronsted và axit Lewis đều tồn tại trong Zeolite do sự chênh lệch điện tích khi cation Nhôm thay thế cation Silic Điều quan trọng là phải phân biệt bản chất của các vị trí axit trong Zeolite để hiểu rõ hơn về cơ chế phản ứng Về mặt thực nghiệm, IR trạng thái rắn và 1H-NMR đã nhiều lần phát hiện nhóm Bronsted OH- Do đó, hoạt tính xúc tác trong Zeolite được khẳng định chủ yếu là do vị trí axit Bronsted hơn là vị trí axit Lewis [14]

1.2.5.4 Tính chọn lọc

Phản ứng chọn lọc hình dạng đã được phân thành ba loại theo cơ chế hoạt động của Zeolite

Loại thứ nhất là tính chọn lọc của chất phản ứng, trong đó một số phân tử chất phản ứng

quá cồng kềnh để đi vào các lỗ Zeolite và do đó bị loại khỏi phản ứng Một ví dụ được thấy trong quá trình khử nước butanol bằng Ca-A (tức là zeolit A, được trao đổi với canxi)

Loại thứ hai là tính chọn lọc của sản phẩm: xảy ra khi các sản phẩm phản ứng hình thành

trong các lỗ xốp bị hạn chế khuếch tán qua các lỗ xốp Zeolite do sự không tương thích gây ra bởi kích thước hoặc hình dạng của chúng Các phân tử sản phẩm ít bị cản trở hơn về mặt không gian có thể khuếch tán ra khỏi khung vi xốp Zeolite, trong khi các sản phẩm cồng kềnh bị cản trở di chuyển khắp các khoang của zeolit Các sản phẩm này có thể được chuyển đổi thành các phân tử ít cồng kềnh hơn (thông qua quá trình cân bằng) hoặc cuối cùng tích tụ và chặn tất cả các lỗ xốp của Zeolite, dẫn đến vô hiệu hóa chất xúc tác

Loại thứ ba được gọi là tính hạn chế chọn lọc trạng thái chuyển tiếp Loại này xảy ra khi

một số phản ứng nhất định bị ngăn cản do sự cản trở của việc hình thành các chất trung gian phản ứng nhất định hoặc trạng thái chuyển tiếp trong quá trình phản ứng, do hạn chế về hình dạng hoặc kích thước của mạng vi mô Những trạng thái trung gian có xu hướng cần nhiều không gian hơn so với không gian rỗng bên trong cấu trúc tinh thể rất có thể không được hình thành do hình dạng và kích thước của mạng vi mô cho phép các loại được hình thành tiếp cận để tương tác với các vị trí hoạt động [6]

1.2.6 Ứng dụng của Zeolite

1.2.6.1 Trong công nghiệp

Trong công nghiệp hóa chất, một số ví dụ về các quá trình được xúc tác bằng Zeolite hiện đang hoạt động bao gồm quá trình hydroxyl hóa (ví dụ: phenol), alkyl hóa (ví dụ: etylbenzen, cumen), oxy hóa (ví dụ: cyclohexanone oxime) và epoxid hóa (ví dụ: propylen oxit) Nhiều quy trình hóa học sử dụng xúc tác Zeolite đã được phát triển ở Nhật Bản Trong Hình 1.3, một số ví dụ về các sản phẩm hóa học thu được từ các quy trình xúc tác Zeolite được phát triển ở Nhật Bản và các cấu trúc Zeolite được sử dụng làm chất xúc tác trong các quy trình này được trình bày Các chất xúc tác cho các quy trình công nghiệp được lựa chọn dựa trên các đặc điểm cấu trúc, hình thái và thành phần riêng biệt của Zeolite [15]

Hình 1 3 Ví dụ về các quy trình hóa học có xúc tác Zeolite được phát triển ở Nhật Bản Trong suốt nhiều năm, lĩnh vực Zeolite đã được hưởng lợi rất nhiều từ ý thức bảo vệ môi trường ngày càng tăng của xã hội Có cấu tạo như một chất tẩy rửa, Zeolite được thay thế Natri Photphate, được chứng minh làm lệch sự cân bằng của hệ sinh thái nước ngọt Là giải pháp thay thế thân thiện với môi trường, Zeolite nhanh chóng tăng thị phần của chúng trên thị trường bột giặt Hiện nay, sự phổ biến của việc sử dụng Zeolite tổng hợp làm chất tẩy rửa đã tạo ra sự gia tăng lớn về khối lượng trong sản xuất Trong các nhà máy lọc dầu, mức tiêu thụ chất xúc tác Zeolite đã tăng lên do các chính sách hướng đến môi trường nhằm giảm lượng khí thải lưu huỳnh [5] Ngoài ra, để nâng cao sản lượng olefin nhẹ, các thành phần chất xúc tác của FCC đã được sửa đổi bằng cách tăng tải lượng zeolit và bằng cách đưa vào các loại cấu trúc zeolit khác nhau[16] Zeolite cũng đã thay thế (hoặc đã được đề xuất để thay thế) các chất xúc tác thông thường trong nhiều quy trình công nghiệp như là các chất thay thế thân thiện với môi trường

1.2.6.2 Trong sản xuất nông nghiệp

Những phát hiện gần đây về ứng dụng của Zeolite trong sản xuất nông nghiệp như chất mang thuốc trừ sâu và phân bón, cải tạo đất, phụ gia thức ăn chăn nuôi, chất kết dính độc tố nấm mốc và vật liệu đóng gói thực phẩm cho thấy Zeolite có vai trò rất lớn trong nông nghiệp Nhờ vào khả năng hấp phụ, trao đổi cation, khử nước và các tính năng xúc tác tạo nên được vật liệu có thể sử dụng trực tiếp trong hóa học, công nghệ sinh học, kiểm soát môi trường Zeolite được sử dụng như một chất điều chỉnh độ chua của đất, chất cung cấp các nguyên tố đa lượng và vi lượng, nguồn để bảo quản chất lượng và khả năng nảy mầm của hạt giống Với những ứng dụng thực tế này, Zeolite đóng góp vào năng suất ngành nông nghiệp rất lớn và ảnh hưởng trực tiếp đến chất lượng sản phẩm thực phẩm Có nhiều ưu điểm của ứng dụng bụi trơ, bao gồm chi phí thấp, tác dụng không gây độc đến hệ thần kinh, độc tính động vật có vú thấp và an toàn cho con người Các xu hướng tiêu dùng hiện tại đang chuyển dịch về việc sử dụng các vật liệu hữu cơ thay thế cho các sản phẩm hóa chất tổng hợp Chính phủ cũng đã đưa ra các văn bản để thúc đẩy việc sử dụng những vật liệu này [17]

Zeolite có nhiều ứng dụng khác nhau như: - Nông nghiệp: kiểm soát mùi, kiểm soát côn trùng, phụ gia thức ăn chăn nuôi, kiểm

soát đất và phân bón, kiểm soát nấm mốc - Trồng vườn: cải tạo đất trồng cỏ, vườn ươm, tái tạo thảm thực vật

1.2.6.3 Trong nuôi trồng thủy sản

Các trang trại nuôi cá, tôm dễ bị ô nhiễm nguồn nước do thức ăn và chất thải sinh vật Điều này dẫn đến nồng độ các chất độc hại có thể tăng lên nhanh chóng Do đó, Zeolite được ứng dụng để cải thiện chất lượng nước của các trang trại nuôi cá bằng cách thu giữ có chọn lọc amoniac và các kim loại nặng độc hại, đồng thời ứng dụng Zeolite làm phụ gia thức ăn để tạo điều kiện cho sự phát triển của cá và tăng cường sức khỏe cũng như các thông số dinh dưỡng của chúng Sử dụng zeolite để trao đổi ion trong hệ thống nuôi cá nước ngọt là một giải pháp hứa hẹn thay thế cho quá trình lọc sinh học, và có thể giúp tăng sản xuất thủy

nước: làm bộ lọc thứ cấp sau quá trình tinh chế hoặc sục khí sinh học; làm phương tiện lọc để loại bỏ các hạt rắn và lơ lửng đồng thời loại bỏ các ion không mong muốn [18]

1.2.6.4 Trong xử lý ô nhiễm môi trường

Ứng dụng của Zeolite tự nhiên để xử lý môi trường chủ yếu dựa trên đặc tính trao đổi ion của chúng [19] Có thể thấy rằng việc trao đổi ion trong Zeolite xảy ra giữa các cation và chỉ khi chúng bị biến tính mới có thể sở hữu các tính chất hấp thụ anion [20]

Sự hấp thu các cation kim loại từ các dung dịch của Zeolite bị ảnh hưởng bởi nhiều yếu tố như nhiệt độ, độ pH của dung dịch, sự có mặt của các cation cạnh tranh và các tác nhân tạo phức, kích thước của các chất so với kích thước lỗ rỗng của Zeolite [21]

Một số vật liệu và kỹ thuật đã được sử dụng cho những mục đích này, nhưng việc sử dụng Zeolite tự nhiên và các dạng biến tính của chúng mang lại lợi thế là chi phí thấp, sẵn có với số lượng lớn ở nhiều nơi trên thế giới, tính chất cơ học và nhiệt tốt cùng với sự kết hợp giữa khả năng hấp thụ cao với khả năng điều chỉnh độ pH vừa phải của đất hoặc hệ thống nước thải Ngoài ra, Zeolite tự nhiên không gây ô nhiễm thêm cho môi trường Ứng dụng gần đây nhất của Zeolite tự nhiên và các dạng biến tính của chúng để phân tách, liên kết và ổn định hóa học của các chất vô cơ, hữu cơ và phóng xạ nguy hiểm trong đất và hệ thống nước, xử lý mỏ axit, nước thải công nghiệp và đô thị [20]

Zeolite tự nhiên chủ yếu được nghiên cứu và ứng dụng làm chất hấp thụ amoni từ đô thị cũng như đối với kim loại nặng và thuốc nhuộm từ nước thải công nghiệp Các cơ sở xử lý nước thải sử dụng Zeolite tự nhiên đã được đưa vào hoạt động ở nhiều nước [22]

1.2.6.5 Trong sản phẩm gia dụng

Hiện nay, Zeolite có ứng dụng ngày càng rộng rãi trong đời sống hằng gày Các sản phẩm từ Zeolite có thể kiểm soát mùi gia đình và kiểm soát mùi của vật nuôi Các sản phẩm được sử dụng chủ yếu liên quan đến mùi và các đặc tính hấp phụ chất lỏng của Zeolite Một loạt các khí bao gồm formaldehyde, hydrogen sulphide đã được chứng minh là được Zeolite hấp phụ

Ở Hoa Kỳ, Zeolite thường được thêm vào các bộ lọc không khí nhỏ để hấp thụ các loại khí đó và giảm các vấn đề về dị ứng Nó có thể được sử dụng để làm khô giày thể thao, giảm độ ẩm trong tủ quần áo và thường được sử dụng để hấp thụ mùi thuốc lá

Việc sử dụng phổ biến nhất đối với Zeolite trong nhà là làm chất độn chuồng cho mèo [17] Nó cũng được sử dụng trong bể cá để hấp thụ amoniac Sản phẩm đã qua sử dụng sẽ tạo ra một chất bổ sung lý tưởng cho phân hữu cơ, hỗ trợ điều hòa và cuối cùng góp phần tạo độ ẩm và có khả năng giữ chất dinh dưỡng cho đất

1.2.6.6 Trong y tế

Trong những năm gần đây, ngày càng có nhiều tài liệu khoa học chỉ ra hành vi tương thích sinh học được điều chỉnh, thích nghi của Zeolite [23], [24] Zeolite được phân loại thành các loại ứng dụng của chúng trong các lĩnh vực liên quan đến y tế dựa trên các đặc tính sinh học, vật lý và hóa học của chúng:

- Hệ thống phân phối thuốc [25], [26] - Zeolite phát hiện dấu ấn sinh học và xây dựng cảm biến sinh học [27] - Làm lành vết thương [28], [29]

- Giá thể được sử dụng trong kỹ thuật mô [27], [30], [31] - Kháng khuẩn [30], [31]

- Lớp phủ cấy ghép [32]–[34] - Loại bỏ các ion có hại ra khỏi cơ thể [35] - Chạy thận nhân tạo [34]–[36]

1.3 Giới thiệu về Zeolite Beta

1.3.1 Cấu trúc của Zeolite Beta

Zeolite Beta là một trong những vật liệu phức tạp nhất và có tầm quan trọng lớn trong họ Zeolite Cấu trúc của Zeolite Beta lần đầu tiên được xác định bởi Newsam et al và Higgins et al [39]–[41]

Ban đầu vào năm 1967, lần đầu tiên Mobil Oil Corporation tổng hợp được Zeolite Beta từ một hỗn hợp phản ứng cơ bản có chứa các ion tetraethylammonium, và được mô tả như một chất hấp phụ hữu ích và chất xúc tác có hoạt tính cao [42] Cho đến năm 1988, hơn hai mươi năm sau lần tổng hợp đầu tiên, Newsamet al và Higginset al đã đề xuất một cách độc lập mô hình cấu trúc của Zeolite Beta bằng cách kết hợp phương pháp hiển vi điện tử độ phân giải cao, nhiễu xạ điện tử, mô hình hóa có sự hỗ trợ của máy tính, tinh chỉnh khoảng cách bình phương nhỏ nhất và mô phỏng dạng bột [39]–[41] Việc làm sáng tỏ cấu trúc cho thấy Zeolite Beta là sự phát triển đan xen của một số đa hình riêng biệt nhưng có liên quan chặt chẽ với nhau, bao gồm đa hình bất đối A, đa hình B và đa hình C

Cấu trúc Zeolite Beta phát triển xen kẽ lỗi xếp chồng lên nhau là một sự kết hợp độc đáo của một số đa hình riêng biệt nhưng có mối liên kết chặt chẽ với nhau [43] Những hình đa hình này được xây dựng từ một lớp tâm đối xứng giống hệt nhau theo trình tự xếp chồng khác nhau Lớp trung tâm được hình thành do sự mở rộng của một đơn vị xây dựng thứ cấp (Hình 1.3a) bao gồm 16 nguyên tử T trong mặt phẳng dọc theo hai hướng Hình chiếu từ trên xuống và hình chiếu bên của lớp xây dựng 2 chiều (2D) trung tâm bao gồm cấu trúc vòng 12 ghi nhớ lần lượt được thể hiện trong Hình 1.4b và Hình 1.4c [44]

Hình 1 4 Đơn vị xây dựng thứ cấp (a) và lớp đối xứng tâm (b) mặt trên; (c) mặt bên của

Zeolite Beta

Cấu trúc của lớp liền kề có thể được nhìn thấy bằng cách quay 90° so với lớp tương tự về cấu trúc xung quanh trục c vuông góc với mặt phẳng của nó Vì các lớp có cấu trúc là hình tứ giác nên chế độ xem dọc theo trục a tương tự như chế độ xem dọc theo trục b, như được thể hiện trong Hình 1.5 [44]

Hình 1 5 Sự liên kết của các lớp xây dựng liền kề trong Zeolite Beta Để đáp ứng các đặc tính hóa học của Zeolite Beta, có ba chế độ chuyển đổi giữa các lớp liền kề để có thể đảm bảo liên kết hóa học hiệu quả:

(1) Lớp trên dịch chuyển 0 vòng dọc theo trục a hoặc trục b so với lớp dưới, nghĩa là không có sự dịch chuyển, như Hình 1.6a

(2) Lớp trên bị dịch chuyển +1/3 vòng dọc theo trục a hoặc trục b so với lớp bên dưới, như Hình 1.6b

(3) Lớp trên bị dịch chuyển -1/3 vòng dọc theo trục a hoặc trục b so với lớp bên dưới, như Hình 1.6c

Hình 1 6 Ba chế độ chuyển đổi giữa các lớp cấu trúc liền kề

Các lớp liền kề có thể di chuyển dọc theo hướng trục a hoặc trục b Đáng chú ý, khi sự dịch chuyển giữa các lớp liền kề xảy ra dọc theo hướng trục a, dẫn đến không thể quan sát được chúng trên mặt phẳng bc và tương tự như vậy, khi sự dịch chuyển giữa các lớp liền kề xảy ra dọc theo hướng trục b, nó không thể được nhìn thấy trên mặt phẳng ac Dù vậy, có thể khẳng định rằng việc chuyển động của mọi lớp xen kẽ trong một mặt phẳng 2D đều dễ nhận thấy Các vòng được liên kết xen kẽ trên mặt phẳng 2D ( mặt phẳng ac hoặc mặt phẳng bc) được hiển thị dưới dạng ba dạng Các kênh vòng 12 được sắp xếp theo trình tự khác nhau dưới ba dạng liên kết, điều này tạo cơ sở chính cho việc phân biệt các đặc điểm cấu trúc đa hình của zeolite beta bằng cách sử dụng kính hiển vi điện tử truyền qua có độ phân giải cao (HRTEM) [45]

(1) Trong Hình 1.7a, các lớp tuân theo trình tự xen kẽ +1/3, -1/3, +1/3, -1/3 và các kênh vòng 12 cho thấy các trình tự xếp chồng loại ABABAB… được xem trên mặt phẳng ac (hoặc bc)

(2) ) Trong Hình 1.7b, các lớp tuân theo trình tự liên tiếp +1/3, +1/3, +1/3… (hoặc -1/3, -1/3., -1/3 ) và các kênh vòng 12 thể hiện trình tự xếp chồng kiểu ABCABC… được xem trên mặt phẳng ac ( hoặc bc )

(3) ) Trong Hình 1.7c, các lớp sắp xếp mà không có bất kỳ sự dịch chuyển nào và các kênh vòng 12 cho thấy trình tự xếp chồng loại AAA… được xem trên mặt phẳng ac (hoặc bc)

Hình 1 7 Ba dạng liên kết của lớp xen kẽ trên mặt phẳng 2D (mặt phẳng ac hoặc mặt

phẳng bc)

Zeolite Beta có cấu trúc 3D điển hình, các khuyết tật xếp có thể phát sinh từ sự dịch chuyển ngẫu nhiên của các lớp trong khung với ± 1/3 lặp lại theo hướng trục a và trục b Do đó, trình tự xếp chồng của các lớp xen kẽ trên cả mặt phẳng ac và mặt phẳng bc nên đồng thời được xem xét Ba dạng liên kết của các lớp xen kẽ trên mặt phẳng 2D có thể được kết hợp trong không gian 3D, vì vậy tạo có thể tạo thành 6 dạng cấu trúc tương ứng với 6 dạng đa hình giả định của Zeolite [44]:

(1) Khi các lớp xen kẽ xếp chồng lên nhau như trong Hình 1.7a trên cả mặt phẳng ac và mặt phẳng bc, cấu trúc thu được là đa hình A của Zeolite Beta

(2) Khi các lớp xen kẽ xếp chồng lên nhau như trong Hình 1.7b trên cả mặt phẳng ac và mặt phẳng bc, cấu trúc thu được là đa hình B của Zeolite Beta

(3) Khi các lớp xen kẽ xếp chồng lên nhau như trong Hình 1.7c trên cả mặt phẳng ac và mặt phẳng bc, cấu trúc thu được là đa hình C của Zeolite Beta

(4) Khi các lớp xen kẽ xếp chồng lên nhau như thể hiện trong Hình 1.7a trên mặt phẳng ac và xếp chồng lên nhau như trong Hình 1.6b trên mặt phẳng bc, cấu trúc thu được là đa hình CH của Zeolite Beta, một cấu trúc xen kẽ có trật tự bởi đa hình A và đa hình B

(5) Khi các lớp xen kẽ xếp chồng lên nhau như thể hiện trong Hình 1.7b trên mặt phẳng ac và xếp chồng lên nhau như trong Hình 1.6c trên mặt phẳng bc, cấu trúc thu được là đa hình D của Zeolite Beta, một cấu trúc xen kẽ có trật tự bởi đa hình B và đa hình C

(6) Khi các lớp xen kẽ xếp chồng lên nhau như trong Hình 1.7a trên mặt phẳng ac và xếp chồng lên nhau như trong Hình 1.7c trên mặt phẳng bc, cấu trúc thu được là đa hình E của Zeolite Beta, một cấu trúc xen kẽ có thứ tự của đa hình A và đa hình C Đa hình A và đa hình B có các đơn vị cấu trúc giống hệt nhau và độ ổn định nhiệt động lực học rất giống nhau, điều này làm cho chúng gần như hoàn toàn không bị xáo trộn trong quá trình phát triển của Zeolite Beta Cấu trúc tổng thể của Zeolite Beta thông thường là sự phát triển đan xen của đa hình A và đa hình B với tỷ lệ gần như bằng nhau, có thể có một lượng rất nhỏ nhưng không đáng kể đa hình C tồn tại trong thực tế Tomlinson et al đã thực hiện