tổng hợp zeolite 4a kích thước micro từ kaolin

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ KHOA CÔNG NGHỆ ------------ LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP TỔNG HỢP ZEOLITE 4A KÍCH THƢỚC MICRO TỪ KAOLIN CÁN BỘ HƢỚNG DẪN: SV THỰC HIỆN: TS. Đoàn Văn Hồng Thiện Lê Văn Xèo MSSV: 2102424 Ngành: Công nghệ hóa học – Khóa 36 Cần Thơ, Tháng 12/2014 TRƢỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ KHOA CÔNG NGHỆ CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập – Tự – Hạnh phúc BỘ MÔN CÔNG NGHỆ HÓA HỌC Cần Thơ, ngày 09 tháng 12 năm 2014 PHIẾU ĐỀ NGHỊ ĐỀ TÀI TỐT NGHIỆP CHO SINH VIÊN (Năm học: 2014 – 2015) 1. Cán hƣớng dẫn: TS. Đoàn Văn Hồng Thiện 2. Tên đề tài: TỔNG HỢP ZEOLITE 4A KÍCH THƢỚC MICRO TỪ KAOLIN 3. Địa điểm thực hiện: Phòng thí nghiệm Công nghệ hóa học – Khoa Công nghệ – Trƣờng Đại học Cần Thơ. 4. Sinh viên thực hiện: LÊ VĂN XÈO Ngành học: Công nghệ hóa học MSSV: 2102424 Khóa: 36 5. Mục đích đề tài: Khảo sát ảnh hƣởng nồng độ dung dịch NaOH ảnh hƣởng nhiệt độ nung kaolin để chuyển hóa thành metakaolin lên hiêu suất tổng hợp zeolite 4A có kích thƣớc micro từ kaolin phản ứng thủy nhiệt. 6. Nội dung chính: CHƢƠNG I: TỔNG QUAN 1.1 Tổng quan zeolite 1.2 Tổng hợp zeolite 1.3 Tổng quan nguyên liệu kaolin zeolite 4A CHƢƠNG II: THỰC NGHIỆM 2.1 Dụng cụ thiết bị 2.2 Hóa chất 2.3 Quy trình tổng hợp zeolite 4A 2.4 Tổng hợp zeolite 4A 2.4.1 Khảo sát ảnh hƣởng nồng độ NaOH 2.4.2 Khảo sát ảnh hƣởng nhiệt độ nung kaolin 2.4.3 Các phƣơng pháp phân tích hóa lý 2.4.3.1 Phƣơng pháp phân tích nhiễu xạ tia X (XRD) 2.4.3.2 Ảnh hiển vi điện tử quét (SEM) CHƢƠNG III: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 3.1 Kết phân tích hàm lƣợng Si Al 3.2 Kết tổng hợp zeolite 4A từ kaolin phản ứng thủy nhiệt 3.3 Kết khảo sát ảnh hƣởng nồng độ NaOH 3.4 Kết khảo sát ảnh hƣởng nhiệt độ nung kaolin CHƢƠNG IV: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 4.1 Kết luận 4.2 Kiến nghị 7. Các yêu cầu hỗ trợ: kinh phí, hóa chất, thiết bị dụng cụ thí nghiệm. 8. Kinh phí dự trù thực đề tài: 1.500.000 đồng. DUYỆT CỦA BỘ MÔN DUYỆT CỦA CÁN BỘ HƢỚNG DẪN DUYỆT CỦA HỘI ĐỒNG THI & XÉT TỐT NGHIỆP TRƢỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ KHOA CÔNG NGHỆ CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập – Tự – Hạnh phúc BỘ MÔN CÔNG NGHỆ HÓA HỌC NHẬN XÉT ĐÁNH GIÁ CỦA CÁN BỘ HƢỚNG DẪN 1. Cán hƣớng dẫn: TS. Đoàn Văn Hồng Thiện 2. Tên đề tài: TỔNG HỢP ZEOLITE 4A KÍCH THƢỚC MICRO TỪ KAOLIN 3. Sinh viên thực hiện: LÊ VĂN XÈO Ngành học: Công nghệ hóa học MSSV: 2102424 Khóa: 36 4. Nội dung nhận xét: a. Nhận xét hình thức LVTN: b. Nhận xét nội dung LVTN: (đề nghị ghi chi tiết đầy đủ)  Đánh giá nội dung thực đề tài:  Những vấn đề hạn chế: c. Nhận xét sinh viên tham gia thực đề tài: (ghi rõ nội dung sinh viên chịu trách nhiệm thực có) d. Kết luận, đề nghị điểm: Cần Thơ, ngày… tháng 12 năm 2014 Cán hƣớng dẫn TRƢỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ KHOA CÔNG NGHỆ CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập – Tự – Hạnh phúc BỘ MÔN CÔNG NGHỆ HÓA HỌC NHẬN XÉT ĐÁNH GIÁ CỦA CÁN BỘ CHẤM PHẢN BIỆN 1. Cán chấm phản biện: . 2. Tên đề tài: TỔNG HỢP ZEOLITE 4A KÍCH THƢỚC MICRO TỪ KAOLIN 3. Sinh viên thực hiện: LÊ VĂN XÈO Ngành học: Công nghệ hóa học MSSV: 2102424 Khóa: 36 4. Nội dung nhận xét: a. Nhận xét hình thức LVTN: b. Nhận xét nội dung LVTN: (đề nghị ghi chi tiết đầy đủ)  Đánh giá nội dung thực đề tài:  Những vấn đề hạn chế: c. Nhận xét sinh viên tham gia thực đề tài: (ghi rõ nội dung sinh viên chịu trách nhiệm thực có) d. Kết luận, đề nghị điểm: Cần Thơ, ngày… tháng 12 năm 2014 Cán chấm phản biện Luận văn tốt nghiệp – CNHH CBHD: TS. Đoàn Văn Hồng Thiện LỜI CẢM ƠN Đầu tiên, em xin chân thành gửi lời cảm ơn sâu sắc đến thầy Đoàn Văn Hồng Thiện, tận tình hƣớng dẫn, quan tâm giúp đỡ em suốt trình em hoàn thành luận văn tốt nghiệp này. Em xin chân thành cảm ơn quý thầy cô Bộ môn Công nghệ Hóa học, quý thầy cô phòng thí nghiệm Hóa Vô Hóa Hữu tạo điều kiện thuận lợi cho em suốt thời gian hoàn thành đề tài. Em xin chân thành cảm ơn quý thầy cô trƣờng Đại học Cần Thơ nói chung, quý thầy cô khoa Công nghệ nói riêng, tận tình dạy dỗ em suốt thời gian em học tập Trƣờng. Mình xin gửi lời cảm ơn đến bạn bè, ngƣời thân, đặc biệt bạn lớp Công nghệ Hóa học Khóa 36 tận tình giúp đỡ động viên suốt trình thực đề tài. Sau cùng, xin gửi lời cảm ơn chân thành đến cha mẹ, anh chị em gia đình động viên quan tâm giúp đỡ vật chất tinh thần để hoàn thành luận văn tốt nghiệp này. Cần Thơ, ngày 09 tháng 12 năm 2014 Sinh viên thực Lê Văn Xèo SVTH: Lê Văn Xèo Trang i Luận văn tốt nghiệp – CNHH CBHD: TS. Đoàn Văn Hồng Thiện MỤC LỤC PHIẾU ĐỀ NGHỊ ĐỀ TÀI TỐT NGHIỆP CHO SINH VIÊN NHẬN XÉT ĐÁNH GIÁ CỦA CÁN BỘ HƢỚNG DẪN NHẬN XÉT ĐÁNH GIÁ CỦA CÁN BỘ CHẤM PHẢN BIỆN LỜI CẢM ƠN i MỤC LỤC . ii TÓM TẮT iv DANH SÁCH TỪ VIẾT TẮT v DANH SÁCH HÌNH vi DANH SÁCH BẢNG . viii LỜI MỞ ĐẦU CHƢƠNG I: TỔNG QUAN .3 1.1 Tổng quan zeolite 1.1.1 Sơ lƣợc lịch sử phát triển zeolite 1.1.2 Khái niệm .3 1.1.3 Phân loại .4 1.1.4 Cấu trúc zeolite .5 1.1.5 Một số loại zeolite điển hình .7 1.1.6 Tính chất hóa lý zeolite 10 1.1.7 Ứng dụng 14 1.2 Tổng hợp zeolite .16 1.2.1 Bản chất trình tổng hợp .16 1.2.2 Các phƣơng pháp tổng hợp zeolite 16 1.2.3 Các yếu tố ảnh hƣởng đến trình tổng hợp .18 1.3 Tổng quan nguyên liệu kaolin zeolite 4A 20 1.3.1 Nguyên liệu kaolin .20 1.3.2 Giới thiệu zeolite 4A 21 CHƢƠNG II: THỰC NGHIỆM 24 2.1 Dụng cụ thiết bị .24 2.2 Hóa chất 24 SVTH: Lê Văn Xèo Trang ii Luận văn tốt nghiệp – CNHH CBHD: TS. Đoàn Văn Hồng Thiện 2.3 Quy trình tổng hợp 25 2.3.1 Chuyển hóa kaolin thành metakaolin 26 2.3.2 Tạo gel .26 2.3.3 Già hóa 26 2.3.4 Kết tinh thủy nhiệt .26 2.3.5 Lọc, rửa, sấy khô 26 2.4 Tổng hợp zeolite 4A kích thƣớc micro từ kaolin 27 2.4.1 Tính toán thành phần 27 2.4.2 Phƣơng pháp điều chế NaAlO2 27 2.4.3 Khảo sát ảnh hƣởng nồng độ NaOH 28 2.4.4 Khảo sát ảnh hƣởng nhiệt độ nung nguyên liệu kaolin 30 2.4.5 Xác định hàm lƣợng SiO2 NaOH dƣ nƣớc rửa .31 2.4.6 Các phƣơng pháp phân tích hóa lý 32 CHƢƠNG III: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN .35 3.1 Kết phân tích hàm lƣợng Si Al kaolin 35 3.2 Kết tổng hợp zeolite 4A .35 3.3 Kết khảo sát ảnh hƣởng nồng độ NaOH .36 3.3.1 Kết xác định hàm lƣợng SiO2 NaOH dƣ nƣớc rửa 38 3.3.2 Kết phân tích số tính chất thực nghiệm 41 3.4 Kết khảo sát ảnh hƣởng nhiệt độ nung kaolin .41 3.4.1 Kết phân tích nhiễu xạ tia X (XRD) .43 3.4.2 Kết phân tích ảnh hiển vi điện tử quét (SEM) 45 3.4.3 Kết xác định hàm lƣợng SiO2 NaOH dƣ nƣớc rửa47 3.4.4 Kết phân tích số tính chất thực nghiệm 49 CHƢƠNG IV: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ .51 4.1 Kết luận 51 4.2 Kiến nghị 51 TÀI LIỆU THAM KHẢO .53 PHỤ LỤC CÁC KẾT QUẢ PHÂN TÍCH .55 SVTH: Lê Văn Xèo Trang iii Luận văn tốt nghiệp – CNHH CBHD: TS. Đoàn Văn Hồng Thiện TÓM TẮT Quá trình tổng hợp zeolite 4A phản ứng thủy nhiệt metakaolin dung dịch NaOH có nồng độ khác 90 oC giờ, có bổ sung aluminum dƣới dạng sodium aluminate. Metakaolin thu đƣợc từ trình nung kaolin tự nhiên nhiệt độ khác (100, 300, 500, 600 oC) giờ. Hỗn hợp thu đƣợc gồm zeolite 4A, quartz (SiO2 vô định hình), hydroxysodalite (S). Zeolite 4A tổng hợp đƣợc có khối lƣợng lớn nồng độ dung dịch NaOH M kaolin đƣợc nung 600 oC để chuyển hóa thành metakaolin. Các sản phẩm tổng hợp đƣợc từ thí nghiệm đƣợc phân tích phƣơng pháp nhiễu xạ tia X (XRD), ảnh hiển vi điện tử quét (SEM). Zeolite 4A tổng hợp đƣợc kaolin tự nhiên chuyển hóa thành metakaolin nhiệt độ nung khoảng 500 – 600 oC giờ, thấp nhiều so với nhiệt độ đƣợc đƣa nghiên cứu trƣớc từ 700 – 950 oC (Chandrasekhar, 1996, Loiola, et al., 2012, Miao, et al., 2009, Omisanya, et al., 2012). Nội dung luận văn gồm: Lời mở đầu Chƣơng I “Tổng quan”, sơ lƣợc lịch sử phát triển zeolite, khái niệm, phân loại, cấu trúc tinh thể, số loại zeolite điển hình, tính chất hóa lý số ứng dụng zeolite. Ngoài ra, trình bày sở lý thuyết, yếu tố ảnh hƣởng đến trình tổng hợp nguồn nguyên liệu kaolin Việt Nam. Đồng thời, tập trung giới thiệu zeolite 4A quy trình tổng hợp zeolite từ nguyên liệu kaolin. Chƣơng II “Thực nghiệm”, trình bày quy trình tổng hợp zeolite 4A từ kaolin Việt Nam, khảo sát ảnh hƣởng nồng độ dung dịch NaOH nhiệt độ nung để chuyển hóa kaolin thành metakaolin. Đồng thời, số phƣơng pháp phân tích mẫu tổng hợp nhƣ phƣơng pháp nhiễu xạ tia X (XRD), ảnh hiển vi điện tử quét (SEM). Chƣơng III “Kết thảo luận”, kết tổng hợp, phân tích mẫu zeolite đƣợc tổng hợp thảo luận kết đạt đƣợc. Chƣơng IV “Kết luận kiến nghị”, tóm tắt kết đạt đƣợc kiến nghị cho hƣớng nghiên cứu sau. Tài liệu tham khảo SVTH: Lê Văn Xèo Trang iv Luận văn tốt nghiệp – CNHH CBHD: TS. Đoàn Văn Hồng Thiện DANH SÁCH TỪ VIẾT TẮT A – zeolite 4A tổng hợp AlPO – aluminophotphate FCC – cracking xúc tác lƣu thể K – kaolin Qz – khoáng quartz S – hydroxysodalite SBU (Secondary building units) – đơn vị cấu trúc thứ cấp SEM (Scanning electron microscopy) – ảnh hiển vi điện tử quét STTP – sodium tripolyphotphat XRD (X-ray diffraction) – nhiễu xạ tia X SVTH: Lê Văn Xèo Trang v Luận văn tốt nghiệp – CNHH CBHD: TS. Đoàn Văn Hồng Thiện Bảng 3-7 Hình 3-9 thể phần trăm kích thƣớc hạt sản phẩm tổng hợp đƣợc xác định ảnh SEM (Hình 3-8c). Kết cho thấy kích thƣớc hạt dao động khoảng 0.4 – 0.8 m, kích thƣớc từ 0.5 – 0.6 m chiếm ƣu thế. 3.4.3 Kết xác định hàm lƣợng SiO2 NaOH dƣ nƣớc rửa 3.4.3.1 Hàm lƣợng SiO2 dƣ nƣớc rửa Dựa vào thành phần phần trăm Si có nguyên liệu kaolin (Bảng 3-1), ta có hàm lƣợng SiO2 ban đầu 10 g metakaolin 5.9 g. Ta đƣợc kết Bảng 3-8: Bảng 3-8 Phần trăm phản ứng hàm lƣợng SiO2 nhiệt độ nung kaolin khác Nhiệt độ nung kaolin (oC) mSiO2 lại (g) Phần trăm phản ứng (%) 100 1.040 82.37 300 0.967 83.61 500 0.385 93.47 600 0.351 94.05 Hình 3-10 Đồ thị phần trăm phản ứng hàm lƣợng SiO2 nhiệt độ nung kaolin khác SVTH: Lê Văn Xèo Trang 47 Luận văn tốt nghiệp – CNHH CBHD: TS. Đoàn Văn Hồng Thiện Bảng 3-8 Hình 3-10 thể hàm lƣợng SiO2 dƣ nƣớc rửa phần trăm phản ứng hàm lƣợng SiO2, khảo sát ảnh hƣởng nhiệt độ nung từ 100 – 600 oC để chuyển hóa kaolin thành metakaolin. Kết cho thấy nhiệt độ nung kaolin chuyển hóa thành metakaolin tăng dần từ 100 – 600 oC phần trăm phản ứng hàm lƣợng SiO2 tăng dần, trung bình khoảng 90% đạt giá trị cao nhiệt độ 600 oC 94.05%, chứng tỏ lƣợng SiO2 dƣ nƣớc rửa không đáng kể. Tuy nhiên, nhiệt độ nung 500 – 600 oC tăng không đáng kể khoảng 0.58% nên để tiết kiệm chi phí tổng hợp ta chọn nhiệt độ nung kaolin 500 oC thích hợp nhất. 3.4.3.2 Hàm lƣợng NaOH dƣ nƣớc rửa Zeolite 4A đƣợc tổng hợp phản ứng thủy nhiệt 90 oC giờ, từ 10 g metakaolin 100 mL dung dịch NaOH M có bổ sung aluminum dƣới dạng dung dịch NaAlO2. Dung dịch NaAlO2 thu đƣợc từ Al(OH)3 phản ứng với 50 mL dung dịch NaOH M. Vậy, khối lƣợng NaOH ban đầu có môi trƣờng tổng hợp 16 g. Áp dụng phƣơng pháp chuẩn độ dung dịch HCl 0.1 N chuẩn để xác định hàm lƣợng NaOH dƣ nƣớc rửa. Ta đƣợc kết Bảng 3-9: Bảng 3-9 Phần trăm phản ứng NaOH khảo sát theo nhiệt độ nung kaolin khác Nhiệt độ nung kaolin (oC) mNaOH lại (g) Phần trăm phản ứng (%) 100 12.274 23.29 300 12.131 24.18 500 11.857 25.89 600 11.831 26.06 SVTH: Lê Văn Xèo Trang 48 Luận văn tốt nghiệp – CNHH CBHD: TS. Đoàn Văn Hồng Thiện Hình 3-11 Đồ thị phần trăm NaOH phản ứng nhiệt độ nung kaolin khác Bảng 3-9 Hình 3-11 biểu thị phần trăm phản ứng NaOH khảo sát ảnh hƣởng nhiệt độ nung chuyển hóa kaolin thành metakaolin lên hiệu suất tổng hợp zeolite 4A. Kết cho thấy, trình tổng hợp zeolite 4A với nhiệt độ nung để chuyển hóa kaolin thành metakaolin khác nhau, có lƣợng NaOH dƣ nhiều nƣớc rửa. Do đó, ta tái sử dụng nguồn nƣớc rửa làm nguyên liệu ban đầu sử dụng cho mục đích khác nhằm tiết kiệm chi phí giảm ô nhiễm môi trƣờng. 3.4.4 Kết phân tích số tính chất thực nghiệm Bảng 3-10 Độ ẩm (%) pH zeolite 4A tổng hợp Nhiệt độ nung kaolin (oC) Độ ẩm (%) pH 100 2.14 8.63 300 2.37 8.84 500 2.89 9.27 600 2.89 9.32 SVTH: Lê Văn Xèo Trang 49 Luận văn tốt nghiệp – CNHH CBHD: TS. Đoàn Văn Hồng Thiện Bảng 3-10 thể độ ẩm độ pH sản phẩm đƣợc tổng hợp từ 10 g metakaolin với 100 mL dung dịch NaOH M có bổ sung aluminum. Metakaolin thu đƣợc từ trình nung kaolin nhiệt độ khác (100, 300, 500, 600 oC). Kết cho thấy, độ ẩm sản phẩm tƣơng đối thấp, chứng tỏ sản phẩm đƣợc sấy khô tốt, nhƣng gây bụi trình sản xuất công nghiệp. Độ pH sản phẩm tổng hợp cao, thích hợp công nghiệp sản xuất chất tẩy rửa, phân bón. SVTH: Lê Văn Xèo Trang 50 Luận văn tốt nghiệp – CNHH CBHD: TS. Đoàn Văn Hồng Thiện CHƢƠNG IV: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 4.1 Kết luận Qua thời gian học tập nghiên cứu đề tài “Tổng hợp zeolite 4A kích thƣớc micro từ kaolin” dựa vào hiệu suất tổng hợp, kết phân tích nhiễu xạ tia X (XRD), ảnh hiển vi điện tử quét (SEM) zeolite 4A đƣợc tổng hợp từ 10 g metakaolin đƣợc nung hoạt hóa từ kaolin với 100 mL dung dich NaOH phản ứng thủy nhiệt 90 oC có bổ sung aluminum dƣới dạng dung dịch NaAlO2. Ta có số kết quả:  Sản phẩm tổng hợp có dạng bột mịn, không tan nƣớc.  Khảo sát ảnh hƣởng nồng độ dung dịch NaOH (0.1, 0.5, 1, 2, M) lên hiệu suất tổng hợp zeolite 4A. Dựa vào hiệu suất tổng hợp zeolite 4A hiệu suất tổng hợp zeolite 4A đạt giá trị cao nồng độ dung dịch NaOH M, metakaolin đƣợc hoạt hóa từ kaolin 600 oC giờ.  Khảo sát ảnh hƣởng nhiệt độ nung kaolin hoạt hóa thành metakaolin (100, 300, 500, 600 oC). Khi nhiệt độ nung kaolin tăng hiệu suất tổng hợp zeolite 4A có xu hƣớng tăng, đạt giá trị cao 82.13% nhiệt độ 600 oC nồng độ dung dịch NaOH M. Tuy nhiên, hiệu suất tổng hợp nhiệt độ nung 500 oC 600 oC tăng không đáng kể (khoảng 1.28%) nên chọn nhiệt độ nung kaolin 500 oC nhằm giảm chi phí tổng hợp.  Kết XRD cho thấy sản phẩm thu đƣợc chứa peak đặc trƣng zeolite 4A chiếm ƣu kaolin chuyển hóa thành metakaolin nhiệt độ 500 – 600 oC. Tuy nhiên, sản phẩm tổng hợp chứa peak nhiễu xạ tạp chất nhƣ hydroxysodalite khoáng quarzt.  Hình dáng bề mặt mẫu zeolite 4A tổng hợp đƣợc xác định qua ảnh hiển vi điện tử quét (SEM) hạt có dạng khối lập phƣơng, góc đƣợc bo tròn. 4.2 Kiến nghị Do sản phẩm tổng hợp lẫn số tạp chất, độ trắng sáng chƣa cao, kích thƣớc hạt chƣa đồng hiệu suất tổng hợp chƣa cao nên cần phải nghiên SVTH: Lê Văn Xèo Trang 51 Luận văn tốt nghiệp – CNHH CBHD: TS. Đoàn Văn Hồng Thiện cứu thời gian tới, để tiến hành tổng hợp với quy mô lớn tiến tới sản xuất công nghiệp. Nghiên cứu phƣơng pháp cải thiện màu sắc sản phẩm tổng hợp tái sử dụng nƣớc rửa để tiết kiệm chi phí tổng hợp giảm thiểu ô nhiễm môi trƣờng. Có thể chọn nhiệt độ nung kaolin 500 oC NaOH nồng độ M cho nghiên cứu khảo sát yếu tố khác nhƣ thời gian già hóa, tỷ lệ rắn/lỏng (S/L) metakaolin với dung dịch NaOH, thời gian, nhiệt độ kết tinh để tìm điều kiện tổng hợp tối ƣu. Khảo sát yếu tố tổng hợp zeolite 4A từ kaolin phƣơng pháp hỗ trợ lò vi sóng. Khảo sát số ứng dụng zeolite 4A thực tế nhƣ chất tẩy rửa, phân bón, công nghiệp lọc hoá dầu,… SVTH: Lê Văn Xèo Trang 52 Luận văn tốt nghiệp – CNHH CBHD: TS. Đoàn Văn Hồng Thiện TÀI LIỆU THAM KHẢO Alkan, Mahir, Çiğdem Hopa, Zürriye Yilmaz, et al., 2005. The effect of alkali concentration and solid/liquid ratio on the hydrothermal synthesis of zeolite NaA from natural kaolinite. Microporous and Mesoporous Materials: 176-184. Barrer, Richard M, 1978. Zeolites and clay minerals as sorbents and molecular sieves. Breck, Donald W, 1984. Zeolite molecular sieves. Krieger. Chandrasekhar, S, 1996. Influence of metakaolinization temperature on the formation of zeolite 4A from kaolin. Clay Minerals: 253-262. Đinh Thị Ngọ, Nguyễn Khánh Diệu Hồng, 2010. Hóa học dầu mỏ khí. In lần thứ có sửa chữa & bổ sung NXB Khoa học Kỹ thuật Hà Nội 335. Gougazeh, M and J-Ch Buhl, 2010. Geochemical and mineralogical characterization of the Jabal Al-Harad kaolin deposit, southern Jordan, for its possible utilization. Clay Minerals: 301-314. Gougazeh, Mousa and J. Ch Buhl, 2014. Synthesis and characterization of zeolite A by hydrothermal transformation of natural Jordanian kaolin. Journal of the Association of Arab Universities for Basic and Applied Sciences: 35-42. High school nanoscience program, 2010. Water purification. http://highschoolnanoscience.cnsi.ucla.edu/waterFilt, 29/10/2014. Lê Đỗ Trí, Nguyễn Phƣơng, Nguyễn Trọng Toan, 2008. Tiềm kaolin Việt Nam định hƣớng công tác thăm dò, khai thác phục vụ phát triển kinh tế - xã hội Tạp chí Địa chất A307. Loiola, AR, JCRA Andrade, JM Sasaki, et al., 2012. Structural analysis of zeolite NaA synthesized by a cost-effective hydrothermal method using kaolin and its use as water softener. Journal of colloid and interface science: 34-39. Lý Thị Mỹ Nhân, 2006. Tổng hợp zeolite A. Luận văn Đại học Trƣờng Đại học Cần Thơ, Tp. Cần Thơ Mai Tuyên, 2009. Zeolite - Rây phân tử khả ứng dụng thực tế đa dạng Viện Hóa học Công nghiệp Việt Nam Hà Nội 60 Miao, Qian, Zhihui Zhou, Jianhua Yang, et al., 2009. Synthesis of NaA zeolite from kaolin source. Frontiers of Chemical Engineering in China: 8-11. SVTH: Lê Văn Xèo Trang 53 Luận văn tốt nghiệp – CNHH CBHD: TS. Đoàn Văn Hồng Thiện Nguyễn Đình Triệu, 1999. Các phƣơng pháp vật lý ứng dụng hóa học. NXB Đại học Quốc gia Hà Nội. Hà Nội. 343. Omisanya, NO, CO Folayan, SY Aku, et al., 2012. Synthesis and characterisation of zeolite a for adsorption refrigeration application. Advances in Applied Science Research: 3746-3754. Phạm Văn Đông, 2013. Tổng hợp zeolite 4A từ kaolin nƣớc. Luận văn Đại học, Trƣờng Đại học Cần Thơ, Tp. Cần Thơ. Quốc Minh E.C.M, 2012. Làm mềm nƣớc cứng http://thietbilocnuoc.com/nuoccung/lam-mem-nuoc-cung.html, 29/10/2014. Thomas, John Meurig, Juan Carlos Hernandez-Garrido, Robert Raja, et al., 2009. Nanoporous oxidic solids: the confluence of heterogeneous and homogeneous catalysis. Physical Chemistry Chemical Physics: 2799-2825. Thƣ viện Pháp luật, 2012. Công văn 9433/BTC-CST điều chỉnh tăng thuế nhập ƣu đãi mặt hàng zeolite giảm thuế nhập ƣu đãi mặt hàng ATH Soda Flake Caustic Bộ Tài ban hành. http://thuvienphapluat.vn/archive/Cong-van-9433-BTC-CST-dieu-chinh-tangthue-nhap-khau-uu-dai-mat-hang-Zeolite-vb144661.aspx, 01/11/2014. Treacy, Michael MJ, John B Higgins and Roland von Ballmoos, 1996. Collection of simulated XRD powder patterns for zeolites. Zeolites: 330-802. Ugal, Jalil R, Karim H Hassan and Inam H Ali, 2010. Preparation of type 4A zeolite from Iraqi kaolin: Characterization and properties measurements. Journal of the Association of Arab Universities for Basic and Applied Sciences: 2-5. Wako Pure Chemical Industries, Ltd., 2013. High silica zeolite. http://www.wakochem.co.jp/english/labchem/product/analytical/HSZ/index.htm, 29/10/2014. Xinyuan Technology Co., Ltd., 2011. Zeolite - structure and properties. http://www.molecularsieve.org/Zeolite_Molecular_Sieve.htm, 29/10/2014. Zhao, Hongting, Youjun Deng, James B Harsh, et al., 2004. Alteration of kaolinite to cancrinite and sodalite by simulated Hanford tank waste and its impact on cesium retention. Clays and Clay Minerals: 1-13. SVTH: Lê Văn Xèo Trang 54 Luận văn tốt nghiệp – CNHH CBHD: TS. Đoàn Văn Hồng Thiện PHỤ LỤC CÁC KẾT QUẢ PHÂN TÍCH SVTH: Lê Văn Xèo Trang 55 Luận văn tốt nghiệp – CNHH CBHD: TS. Đoàn Văn Hồng Thiện Phụ lục 1: Kết ảnh SEM sản phẩm tổng hợp phản ứng thủy nhiệt 90 oC nhiệt độ nung kaolin 500 oC (a), kích thƣớc phóng đại (b) (a) (b) SVTH: Lê Văn Xèo Trang 56 Luận văn tốt nghiệp – CNHH CBHD: TS. Đoàn Văn Hồng Thiện Phụ lục 2: Kết phân tích XRD nguyên liệu kaolin Việt Nam Commander Sample ID (Coupled TwoTheta/Theta) SVTH: Lê Văn Xèo Trang 57 Luận văn tốt nghiệp – CNHH CBHD: TS. Đoàn Văn Hồng Thiện Phụ lục 3: Kết phân tích XRD sản phẩm tổng hợp phản ứng thủy nhiệt 90 oC giờ, nhiệt độ nung kaolin 100 oC Commander Sample ID (Coupled TwoTheta/Theta) SVTH: Lê Văn Xèo Trang 58 Luận văn tốt nghiệp – CNHH CBHD: TS. Đoàn Văn Hồng Thiện Phụ lục 4: Kết phân tích XRD sản phẩm tổng hợp phản ứng thủy nhiệt 90 oC giờ, nhiệt độ nung kaolin 300 oC Commander Sample ID (Coupled TwoTheta/Theta) SVTH: Lê Văn Xèo Trang 59 Luận văn tốt nghiệp – CNHH CBHD: TS. Đoàn Văn Hồng Thiện Phụ lục 5: Kết phân tích XRD sản phẩm tổng hợp phản ứng thủy nhiệt 90 oC giờ, nhiệt độ nung kaolin 500 oC Commander Sample ID (Coupled TwoTheta/Theta) SVTH: Lê Văn Xèo Trang 60 Luận văn tốt nghiệp – CNHH CBHD: TS. Đoàn Văn Hồng Thiện Phụ lục 6: Kết phân tích XRD sản phẩm tổng hợp phản ứng thủy nhiệt 90 oC giờ, nhiệt độ nung kaolin 600 oC Commander Sample ID (Coupled TwoTheta/Theta) SVTH: Lê Văn Xèo Trang 61 [...]... kích thƣớc tinh thể giảm 1.2.3.6 pH môi trƣờng tổng hợp Mỗi loại zeolite có pH môi trƣờng tổng hợp khác nhau, pH không thích hợp với từng loại zeolite thì zeolite tổng hợp không nhƣ mong muốn Ví dụ: ZSM–5 đƣợc tổng hợp ở pH từ 11 – 12 nhƣng zeolite A đƣợc tổng hợp ở pH từ 13 – 14 nhƣng thích hợp nhất pH = 13.8 (Lý Thị Mỹ Nhân, 2006) 1.3 Tổng quan nguyên liệu kaolin và zeolite 4A 1.3.1 Nguyên liệu kaolin. .. trữ lƣợng lớn, giá rẻ nên việc nghiên cứu tổng hợp zeolite từ nguyên liệu kaolin là hƣớng có triển vọng trong ngành công nghiệp sản xuất zeolite Với những đặc điểm nhƣ trên, tôi đã chọn đề tài: Tổng hợp zeolite 4A kích thƣớc micro từ kaolin để nghiên cứu, nhằm đƣa ra các điều kiện tối ƣu để tổng hợp zeolite 4A từ nguồn nguyên liệu kaolin đƣợc hiệu suất tổng hợp và chất lƣợng cao hơn SVTH: Lê Văn Xèo... NaOH lên hiệu suất tổng hợp zeolite 4A .38 Bảng 3-4 Phần trăm phản ứng của NaOH khi khảo sát ảnh hƣởng của nồng độ NaOH lên hiệu suất tổng hợp zeolite 4A 39 Bảng 3-5 Độ ẩm (%) và pH của zeolite 4A tổng hợp 41 Bảng 3-6 Kết quả sự thay đổi nhiệt độ nung kaolin lên hiệu suất tổng hợp zeolite 4A 41 Bảng 3-7 Phần trăm kích thƣớc hạt của sản phẩm tổng hợp 46 Bảng 3-8... K: kaolin, Qz: quartz .43 Hình 3-7 Giản đồ nhiễu xạ tia X (XRD) của mẫu zeolite 4A tổng hợp bằng phản ứng thủy nhiệt trong dung dịch NaOH 2 M khi (a) kaolin nung ở 100 oC, (b) kaolin nung ở 300 oC, (c) kaolin nung ở 500 oC, (d) kaolin nung ở 600 oC A: zeolite 4A, Qz: khoáng quartz, S: hydroxysodalite 44 Hình 3-8 Ảnh SEM của mẫu zeolite 4A công nghệp (a), mẫu zeolite 4A tổng hợp từ. .. hurdenite, clinoptilonit,… Zeolite tổng hợp: đƣợc tổng hợp trong một hệ kín và thời gian tạo thành ngắn Do zeolite tổng hợp có độ tinh khiết cao, đa dạng về chủng loại nên đƣợc ứng dụng rộng rãi trong công nghiệp và nghiên cứu Một số loại zeolite tổng hợp điển hình nhƣ zeolite A, zeolite X, zeolite Y, zeolite ZSM–5, ZSM–11 1.1.3.2 Phân loại theo kích thƣớc mao quản Phân loại theo kích thƣớc mao quản thuận... suất tổng hợp zeolite 4A 38 Hình 3-4 Đồ thị phần trăm NaOH phản ứng khi khảo sát ảnh hƣởng của nồng độ NaOH lên hiệu suất tổng hợp zeolite 4A 40 SVTH: Lê Văn Xèo Trang vi Luận văn tốt nghiệp – CNHH CBHD: TS Đoàn Văn Hồng Thiện Hình 3-5 Đồ thị hiệu suất tổng hợp của zeolite 4A tổng hợp khi nhiệt độ nung kaolin khác nhau 42 Hình 3-6 Giản đồ nhiễu xạ tia X (XRD) của mẫu kaolin. .. nguồn nguyên liệu cung cấp với hàm lƣợng Si, Al cao, tỷ lệ Si/Al xấp xỉ 1 nên tổng hợp zeolite 4A từ kaolin góp phần giảm chi phí nguyên liệu ban đầu Tuy nhiên, kaolin trong tự nhiên còn lẫn tạp chất gây ảnh hƣởng đến hiệu suất tổng hợp, màu sắc, chất lƣợng sản phẩm 1.3.2 Giới thiệu zeolite 4A Zeolite 4A là loại zeolite tổng hợp giàu aluminum, có tỷ lệ mol Si/Al  1 (Gougazeh and Buhl, 2014), cation... khẩu chủ yếu từ Trung Quốc với giá thành cao nên sản phẩm tổng hợp có giá thành cao hơn mặt hàng nhập khẩu cùng loại Do đó, chúng ta cần có giải pháp để tổng hợp zeolite 4A có tính kinh tế hơn Hiện nay, các nhà khoa học đã quan tâm hƣớng nghiên cứu tổng hợp zeolite từ nguồn nguyên liệu khoáng sét tự nhiên, chủ yếu là khoáng sét kaolin Trên thế giới, nhiều nhà khoa học đã nghiên cứu tổng hợp thành công... SiO2/Al2O3 (Bảng 1-1) Bảng 1-1 Điều kiện tổng hợp zeolite X, zeolite Y, zeolite modenite Zeolite Na2O SiO2 H2O T (oC) t (h) SiO2/Al2O3 X 3.6 3.0 144 100 7 2.5 Y 8.0 20 320 100 7 5.0 Mordenit 6.3 27 61 100 168 12 SVTH: Lê Văn Xèo Trang 17 Luận văn tốt nghiệp – CNHH 1.2.2.2 CBHD: TS Đoàn Văn Hồng Thiện Tổng hợp zeolite từ khoáng sét tự nhiên Do việc tổng hợp zeolite từ các nguồn nguyên liệu Si, Al riêng... phƣơng pháp nhiệt Quá trình tổng hợp zeolite từ khoáng sét tự nhiên qua nhiều giai đoạn và nguyên liệu phải nung ở nhiệt độ cao làm cho khoáng sét trở nên hoạt động hơn nhằm giúp cho quá trình chuyển hóa thành zeolite dễ dàng hơn 1.2.3 Các yếu tố ảnh hƣởng đến quá trình tổng hợp Trong tổng hợp zeolite, những yếu tố quan trọng quyết định hiệu suất tổng hợp và chất lƣợng của zeolite là thành phần nguyên . khoảng 50 0 – 600 o C trong 2 giờ, thấp hơn nhiều so với nhiệt độ đƣợc đƣa ra trong các nghiên cứu trƣớc từ 700 – 95 0 o C (Chandrasekhar, 199 6, Loiola, et al., 2012, Miao, et al., 20 09, Omisanya,. CHƢƠNG IV: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 51 4.1 Kết luận 51 4.2 Kiến nghị 51 TÀI LIỆU THAM KHẢO 53 PHỤ LỤC CÁC KẾT QUẢ PHÂN TÍCH 55 Luận văn tốt nghiệp – CNHH CBHD: TS. Đoàn Văn Hồng Thiện CBHD:. 45 3.4.3 Kết quả xác định hàm lƣợng SiO 2 và NaOH còn dƣ trong nƣớc rửa 47 3.4.4 Kết quả phân tích một số tính chất bằng thực nghiệm 49 CHƢƠNG IV: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 51 4.1 Kết luận 51