TỔNG HỢP BẰNG PHƯƠNG PHÁP KẾT TINH TỪ DUNG DNCH CƠ SỞ LÝ THUYẾT pot

TỔNG HỢP BẰNG PHƯƠNG PHÁP KẾT TINH TỪ DUNG DNCH CƠ SỞ LÝ THUYẾT -Kết tinh từ dung dịch bão hòa, từ phản ứng dung dịch lỏng - lỏng, rắn – lỏng … -Cơ sở lý thuyết: + chất phản ứng dung dịch + giản đồ pha hệ dung dịch + lý thuyết trình kết tinh Tính chất sản phẩm phụ thuộc: mức độ bão hòa dung dịch, tốc độ tạo mầm – phát triển mầm, tốc độ khuếch tán đến bề mặt kết tinh… 12/7/2010 604006- chương TỔNG HỢP BẰNG PHƯƠNG PHÁP KẾT TINH TỪ DUNG DNCH ÁP DỤNG Dùng để chế tạo vật liệu dạng hạt với kích thước khác nhau, từ đơn tinh thể lớn đến dạng bột phân tán siêu mịn CÁC PHƯƠNG PHÁP Kết tinh từ dung dịch bão hòa Phương pháp kết tủa hóa học dung dịch Phương pháp kết tinh từ dung dịch chất nóng chảy (đọc) Phương pháp sol –gel Phương pháp chế hóa thủy nhiệt (đọc) 12/7/2010 604006- chương PHƯƠNG PHÁP KẾT TỦA HÓA HỌC Dựa vào phản ứng chất tham gia phản ứng để tạo chất có độ hịa tan nhỏ môi trường phản ứng – tách khỏi hệ dạng chất tan CaCl2 + Na2CO3 CaCO3↓ + CaCl2 NaAlO2 + H2O SiCl4 + O2 Al(OH)3 ↓ + NaOH SiO2 + Cl2↑ Phản ứng hóa học xảy để tách chất tan phản ứng trao đổi, thủy phân, hay oxi hóa – khử 12/7/2010 604006- chương PHƯƠNG PHÁP KẾT TỦA HÓA HỌC Quá trình kết tủa: gồm ba giai đoạn -Tạo mầm -Phát triển tạo hạt sơ cấp -Già hóa kết tủa 12/7/2010 604006- chương ÁP DỤNG PHƯƠNG PHÁP KẾT TỦA HÓA HỌC ĐIỀU CHẾ Al2O3 Phương pháp Bayer boxit Dd NaOH noùng Natri aluminat Al(OH)3 t0 Al2O3 Phương pháp kết tủa hóa học tập trung vào khâu chế biến Natri aluminat thành Al(OH)3 Có phương pháp: cacbonat hóa dihydrat hóa dung dịch aluminat 12/7/2010 604006- chương Tính chất dung dịch aluminat -Là hệ gồm cấu tử Al2O3 – Na2O – H2O -Là hệ đồng nhất, độ bền vững phụ thuộc thành phần, modun kiềm αk , môi trường, nhiệt đô % Na2O α k = 1,645 % Al2O3 αk tăng giảm bão hòa Al2O3 tăng độ bền vững - Dung dịch aluminat phức đơn nhân tích điện ion nhơm: AlO2-, Al(OH)4-, AlO(OH)2-, Al(OH)4.2H2O- … 12/7/2010 604006- chương Tạo kết tủa Al(OH)3 phương pháp cacbonat Phản ứng xảy ra: NaAlO2 + CO2 + H2O Al(OH)3 + Na2CO3 Thực trình xảy phức tạp: NaAlO2 + H2O CO2 + NaOH Al2O3.3H2O + NaOH Na2CO3 + H2O Modun kiềm giảm dần tạo kết tủa Al2O3.3H2O Mức độ tạo pha rắn phụ thuộc vào mức độ cacbonnat hóa Yếu tố ảnh hưởng đến kích thước hạt nhiệt độ mầm tinh thể 12/7/2010 604006- chương 7 Tạo kết tủa Al(OH)3 phương pháp cacbonat -Nhiệt độ t>800C có mầm cho hạt tinh thể lớn, nhiệt độ thấp tạo hạt nhỏ -Khơng nên cacbonat hóa đến silic dễ kết tủa nhơm làm giảm độ sản phNm 12/7/2010 604006- chương Tạo kết tủa Al(OH)3 thủy phân có mầm Nguyên tắc: thực phản ứng thủy phân nước có chất tạo mầm sản phNm thủy phân tuần hoàn Dung dịch aluminat khuấy trộn liên tục thời gian có mặt hạt kết tủa Al2O3.3H2O Điều kiện phản ứng: - N hiệt độ >700C -Lượng mầm ≈ 1,4 -1,5 lần lượng Al2O3 dd aluminat lượng kết tủa thu thủy phân chia phần: phần tạo mầm (70%) + phần lọc rửa lấy sản phNm (30%) 12/7/2010 604006- chương Tạo kết tủa Al(OH)3 thủy phân có mầm Các yếu tố ảnh hưởng đến trình -Nhiệt độ -Nồng độ dung dịch aluminat -Modun kiềm -Lượng mầm hồi lưu -Thời gian thủy phân -Điều kiện trình liên tục hay gián đoạn -Khuấy trộn… 12/7/2010 604006- chương 10 CÁC GIAI ĐOẠN CỦA QUÁ TRÌNH SOL - GEL 12/7/2010 604006- chương 15 Các phản ứng thủy phân 12/7/2010 604006- chương 16 Phản ứng thủy phân muối kim loại đa hóa trị Sự thủy phân ngưng tụ tạo hệ keo, gel 12/7/2010 604006- chương 17 CHẾ TẠO SỢI QUANG HỌC SiO2 Nguyên liệu: Hóa chất tinh khiết Si(OR)4 R CH3- C2H5- … Phản ứng thủy phân : 12/7/2010 604006- chương 18 Giai đoạn ngưng tụ acid silicxic Si(OH)4 tạo liên kết : 12/7/2010 604006- chương 19 Khi ngưng tụ đạt kích thước xác định : tạo hạt keo Cho dung dịch sol chảy qua khuôn tạo gel Từ gel kéo sợi Sấy khô để đuổi dung môi (H2O, CH3OH) N ung thu SiO2 12/7/2010 604006- chương 20 ZEOLITE – PHƯƠNG PHÁP TỔNG HỢP Cấu trúc zeolite tứ diện 12/7/2010 604006- chương 21 ZEOLITE – PHƯƠNG PHÁP TỔNG HỢP 12/7/2010 604006- chương Các tinh thể hợp lại thành mạng7 không gian 22 ZEOLITE – PHƯƠNG PHÁP TỔNG HỢP Zeolite: khoáng alumosilicat kim loại hóa trị I,II có cấu trúc vi xốp (Mn+) (AlO ) (SiO ) zH2O x/n x y Các kiểu zeolite: -Zeolite kiểu X, Y, A…ZSM-5 LTA: Zeolite A, LTL: Zeolite L, BEA: Zeolite Beta, GIS: Gismondine, MFI: ZSM-5 (Zeolite Socony Mobile No 5), 12/7/2010 MOR: Mordenite 604006- chương 23 Qui trình tổng hợp thơng thường Phương pháp tổng hợp: -Đi từ silicat aluminat -Đi từ nguồn tự nhiên, biến tính khống alumosilicat cao lanh, bentonit 12/7/2010 604006- chương 24 Tổng hợp zeolite NaA từ cao lanh 12/7/2010 604006- chương 25 -Hình thành gel alumosilicat -Kết tinh thành tinh thể zeolite 12/7/2010 604006- chương 26 12/7/2010 604006- chương 27 Hình thành gel có template 12/7/2010 604006- chương 28 Kết luận: Phương pháp sol – gel dùng để điều chế vật liệu cao cấp, có độ tinh khiết cao đắt tiền Tùy tính chất sản phẩm tiến hành trong: - môi trường nước, dung môi hữu - nhiệt độ thường , p thường - nhiệt độ cao (chế hóa thủy luyện) - p cao 12/7/2010 604006- chương 29 ...TỔNG HỢP BẰNG PHƯƠNG PHÁP KẾT TINH TỪ DUNG DNCH ÁP DỤNG Dùng để chế tạo vật liệu dạng hạt với kích thước khác nhau, từ đơn tinh thể lớn đến dạng bột phân tán siêu mịn CÁC PHƯƠNG PHÁP Kết tinh. .. CÁC PHƯƠNG PHÁP Kết tinh từ dung dịch bão hòa Phương pháp kết tủa hóa học dung dịch Phương pháp kết tinh từ dung dịch chất nóng chảy (đọc) Phương pháp sol –gel Phương pháp chế hóa thủy nhiệt (đọc)... trình tổng hợp thông thường Phương pháp tổng hợp: -Đi từ silicat aluminat -Đi từ nguồn tự nhiên, biến tính khống alumosilicat cao lanh, bentonit 12/7/2010 604006- chương 24 Tổng hợp zeolite NaA từ