TỔNG HỢP ZEOLIT TỪ TRO RƠM RẠ VÀ NGHIÊN CỨU TÍNH CHẤT CỦA CHÚNG

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN - NGUYỄN ANH TUẤN TỔNG HỢP ZEOLIT TỪ TRO RƠM RẠ VÀ NGHIÊN CỨU TÍNH CHẤT CỦA CHÚNG LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC Hà Nội – Năm 2013 ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN - Nguyễn Anh Tuấn TỔNG HỢP ZEOLIT TỪ TRO RƠM RẠ VÀ NGHIÊN CỨU TÍNH CHẤT CỦA CHÚNG Chuyên ngành: Hóa Vô Mã số:60440113 LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: PGS TS Triệu Thị Nguyệt Hà Nội – Năm 2013 LỜI CẢM ƠN Em xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới PGS.TS Triệu Thị Nguyệt giao đề tài tận tình hướng dẫn em trình học tập nghiên cứu Em xin chân thành cảm ơn thầy, cô cô kĩ thuật viên môn Hóa Vô giúp đỡ tạo điều kiện cho em suốt trình làm thực nghiệm Tôi xin cảm ơn anh, chị bạn phòng phức chất giúp đỡ tận tình, đóng góp nhiều ý kiến quí báu để luận văn hoàn thiện Cuối cùng, xin gửi lời cảm ơn đến gia đình người thân tạo điều kiện vật chất tinh thần cho hoàn thành tốt luận văn Hà Nội, Ngày 11 tháng 12 năm 2013 Sinh viên Nguyễn Anh Tuấn MỤC LỤC MỤC LỤC MỞ ĐẦU Chương 1: TỔNG QUAN .2 1.1 Sơ lược lịch sử phát triển Zeolit 1.2 Khái niệm phân loại zeolit .2 1.2.1 Khái niệm zeolit .2 1.2.2 Phân loại zeolit .3 1.2.2.1 Phân loại theo nguồn gốc: .3 1.2.2.2 Phân loại zeolít theo đường kính mao quản: 1.2.2.3 Phân loại zeolit theo tỉ lệ Si/Al: 1.2.2.4 Phân loại theo chiều hướng không gian kênh hình thành cấu trúc mao quản: 1.3 Cấu trúc zeolit .4 1.4 Tính chất zeolit .7 1.4.1 Tính chất trao đổi cation .7 1.4.2 Tính chất hấp phụ 1.4.3 Tính chất chọn lọc hình dạng .10 1.4.4 Tính chất xúc tác [4] 11 1.5 Giới thiệu số zeolit .11 1.5.1 Zeolit A 11 1.5.2 Zeolit faujasite (X, Y) 12 1.5.3 Zeolit ZSM-5 15 1.6 Tổng hợp zeolit 16 1.6.1 Cơ chế kết tinh zeolit 16 1.6.2 Các yếu tố ảnh hưởng trình tổng hợp zeolit 17 1.6.2.1 Ảnh hưởng tỉ lệ Si/Al 17 1.6.2.2 Ảnh hưởng nguồn silic 18 1.6.2.3 Ảnh hưởng độ pH 18 1.6.2.4 Ảnh hưởng nhiệt độ thời gian 18 1.6.2.5 Ảnh hưởng chất tạo cấu trúc [4] 19 1.7 Ứng dụng zeolit 20 1.7.1 Ứng dụng công nghiệp 20 1.7.2 Ứng dụng xử lí ô nhiễm môi trường 21 1.7.3 Ứng dụng nông nghiệp 22 1.7.4 Ứng dụng y dược 22 Chương 2: MỤC ĐÍCH VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 24 2.1 Mục đích nội dung nghiên cứu 24 2.2 Phương pháp nghiên cứu 24 2.2.1 Phương pháp tán xạ lượng tia X (EDX) 24 2.2.2 Phương pháp quang phổ hấp thụ nguyên tử (AAS) [8] .26 2.2.3 Phương pháp phổ hấp thụ hồng ngoại (IR) .28 2.2.4 Phương pháp nhiễu xạ tia X (XRD) 29 2.2.5 Ảnh hiển vi điện tử quét (SEM) 31 3.1 Nguyên liệu hóa chất 32 3.1.1 Nguyên liệu 32 Nguyên liệu sử dụng để tổng hợp zeolit rơm tươi xã Quỳnh Thi - Quỳnh Phụ - Thái Bình 33 3.1.2 Hóa chất .33 3.2 Xác định độ ẩm, độ tro hóa rơm rạ 33 3.2.1 Xác định độ ẩm rơm rạ 33 3.2.2 Xác định độ tro hóa rơm rạ 33 3.3 Kết phân tích thành phần tro rơm rạ 34 3.4 Khảo sát khả chiết silic từ rơm rạ tro rơm rạ 35 3.5 Tổng hợp zeolit 39 3.5.1 Tổng hợp zeolit A 39 3.5.1.1 Quy trình 1: 39 3.5.1.2 Quy trình 2: 40 3.5.2 Tổng hợp zeolit Y 41 3.5.2.1 Quy trình 1: 41 Zeolit tổng hợp dựa theo quy trình tác giả [37], kí hiệu mẫu Y-1 .41 3.5.2.2 Quy trình 2: 41 Chúng tiến hành tổng hợp zeolit dựa theo quy trình tác giả [14] kí hiệu mẫu Y-2 Y-2N 41 3.5.3 Tổng hợp zeolit ZSM-5: 42 3.6 Nghiên cứu zeolit phương pháp EDX 43 3.7 Nghiên cứu zeolit phương pháp XRD 46 3.7.1 Giản đồ nhiễu xạ tia X mẫu zeolit A .46 3.7.2 Giản đồ nhiễu xạ tia X mẫu zeolit Y 50 3.7.3 Giản đồ nhiễu xạ tia X mẫu zeolit ZSM-5 52 3.8 Nghiên cứu zeolit phương pháp IR 53 3.9 Nghiên cứu zeolit phương pháp SEM 57 3.10 Nghiên cứu khả trao đổi ion zeolit 58 KẾT LUẬN 61 TÀI LIỆU THAM KHẢO 63 PHỤ LỤC .67 DANH MỤC CÁC BẢNG TRONG LUẬN VĂN Bảng 1.1: Sự thay đổi cấu trúc tính chất hóa lý zeolit theo tỉ lệ Si/Al Bảng 1.2: Dữ liệu cấu trúc số zeolit thông dụng Bảng 1.3: Dung lượng trao đổi cation số zeolit Bảng 1.4: Kích thước phân tử đường kính động học số phân tử chất bị hấp phụ thường gặp zeolit Bảng 1.5: Kích thước mao quản, đường kính động học khả hấp phụ chất tốt số zeolit thông dụng Bảng 1.6: Ảnh hưởng chất nguồn silic tới trình kết tinh zeolit ZSM-5 Bảng 2.1: Điều kiện chuẩn đo AAS xác định hàm lượng ion kim loại Bảng 2.2: Mối quan hệ thông số mạng tỉ lệ Si/Al Bảng 3.1: Các hóa chất sử dụng trình thực nghiệm Bảng 3.2: Thành phần hóa học tro rơm rạ Bảng 3.3: Ảnh hưởng tỉ lệ Na/Si đến trình chiết silic từ rơm rạ Bảng 3.4: Ảnh hưởng thời gian đến trình chiết silic từ rơm rạ Bảng 3.5: Ảnh hưởng nhiệt độ đến trình chiết silic từ rơm rạ Bảng 3.6: Ảnh hưởng tỉ lệ Na/Si đến trình chiết silic từ tro rơm rạ Bảng 3.7: Ảnh hưởng thời gian đến trình chiết silic từ tro rơm rạ Bảng 3.8: Ảnh hưởng nhiệt độ đến trình chiết silic từ tro rơm rạ Bảng 3.9: Kí hiệu mẫu tổng hợp zeolit A Bảng 3.10: Thành phần nguyên tố zeolit Bảng 3.11: Kết XRD mẫu zeolit A Bảng 3.12: Kết XRD mẫu zeolit Y Bảng 3.13: Hàm lượng cation dịch lọc sau trao đổi Bảng 3.14: % ion kim loại trao đổi Bảng 3.15: Dung lượng trao đổi ion zeolit tổng hợp DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ TRONG LUẬN VĂN Hình 1.1: Các đơn vị cấu trúc sơ cấp zeolit – tứ diện TO4: SiO4 AlO4Hình 1.2: Các đơn vị cấu trúc thứ cấp zeolit Hình 1.3: Sự hình thành cấu trúc zeolit A, X, Y từ kiều ghép nối khác Hình 1.4: SBU D4R (a); lồng sodalit (b); kết hợp lồng sodalit tạo thành zeolit A (c); vòng oxi nhìn theo hướng (d) Hình 1.5: Cấu trúc khung mạng faujasit vòng 12 oxi nhìn theo hướng Hình 1.6: Hệ thống mao quản zeolit ZSM-5 mặt cắt nhìn từ mặt [010] Hình 1.7: Giản đồ bão hòa – bão hòa dung dịch tổng hợp zeolit Hình 1.8: Mô tả chuyển pha faujusite thành pha ZSM-4 theo thời gian Hình 2.1: Nguyên lí phép phân tích EDX Hình 2.2: Sơ đồ nguyên lí ghi nhận phổ EDX Hình 2.3: Sơ đồ làm việc kính hiển vi điện tử quét Hình 3.1: Phổ EDX mẫu A-Tro1 Hình 3.2: Phổ EDX mẫu A-48 Hình 3.3: Phổ EDX mẫu A-0 Hình 3.4: Phổ EDX mẫu A-Tro Hình 3.5: Phổ EDX mẫu Y-1 Hình 3.6: Phổ EDX mẫu Y-2 Hình 3.7: Phổ EDX mẫu Y-2N Hình 3.8: Phổ EDX mẫu ZSM-5 Hình 3.9: Giản đồ nhiễu xạ tia X mẫu A-Tro Hình 3.10: Giản đồ nhiễu xạ tia X mẫu A-48 Hình 3.11: Giản đồ nhiễu xạ tia X mẫu A-0 Hình 3.12: Giản đồ nhiễu xạ tia X mẫu A-Tro Hình 3.13: Giản đồ nhiễu xạ tia X mẫu Y-1 Hình 3.14: Giản đồ nhiễu xạ tia X mẫu Y-2 m: Khối lượng zeolit dùng để trao đổi ion, thí nghiệm m = g Bảng 3.14: % ion kim loại trao đổi A-Tro Y-1 ZSM-5 Ca2+ Cu2+ Lần Lần Lần Lần 64,9% 63,1% 46,8% 8,1% 65,9% 63,3% 15,9% 1,6% 64,3% 56,6% 6,6% 5,3% Zn2+ Lần Lần 30,8% 17,6% 13,3% 9,1% 12,1% 13,5% Pb2+ Lần Lần 37,9% 12,4% 34,6% 24,4% 18,7% 6,0% Bảng 3.15: Dung lượng trao đổi ion zeolit tổng hợp Mẫu CEC, mili đlg/100g Lần Ca2+ Lần 2+ Lần Cu Lần Lần Zn2+ Lần 2+ Lần Pb Lần A-Tro Y-1 ZSM-5 55,000 53,450 37,500 6,469 28,440 16,258 22,887 7,492 55,810 53,625 12,750 1,281 12,314 8,385 20,919 11,289 54,425 47,925 5,281 4,219 11,163 12,505 14,742 3,604 Qua số liệu thấy zeolit tổng hợp có khả trao đổi ion với ion khác xếp theo mức độ giảm dần % ion trao đổi sau: Ca2+ > Pb2+ > Cu2+ ≥ Zn2+ A-Tro > Y-1 > ZSM-5 Điều phù hợp với thực tế zeolit có tỉ lệ Si/Al thấp, đặc biệt zeolit A thường dùng làm chất hấp phụ, trao đổi ion chúng có khả hấp phụ, trao đổi ion tốt zeolit có tỉ lệ Si/Al cao So sánh với số liệu tác giả [41] nghiên cứu khả trao đổi ion số zeolit với ion Pb2+, Zn2+, Cu2+ nồng độ 10-2 M cho kết % ion trao đổi nằm khoảng 30 ÷ 97% Qua đó, thấy khả trao đổi ion mẫu zeolit tổng hợp tương đối tốt 60 Do thời gian có hạn nên chưa khảo sát khả trao đổi ion zeolit với nhiều loại cation với dung dịch có nồng độ khác nhau, kết thu cho phép hy vọng sử dụng rơm rạ nguồn cung cấp silic để tổng hợp zeolit Các zeolit tổng hợp từ rơm rạ tro rơm rạ sử dụng làm vật liệu hấp phụ ion kim loại, ứng dụng lĩnh vực môi trường sản xuất phân bón nhả chậm KẾT LUẬN Từ kết nghiên cứu được, rút số kết luận sau: Đã nghiên cứu khả chiết silic từ rơm rạ tro rơm rạ dung dịch NaOH Kết cho thấy thời gian nhiệt độ phản ứng ảnh hưởng lớn đến kết chiết Trong điều kiện thích hợp chiết silic từ tro rơm rạ với hiệu suất cao (~ 95%) 61 Đã nghiên cứu tổng hợp zeolit từ rơm rạ tro rơm rạ Kết XRD cho thấy phương pháp thủy nhiệt tổng hợp zeolit A, zeolit Y zeolit ZSM-5 từ rơm rạ tro rơm rạ Nghiên cứu zeolit tổng hợp phương pháp IR, kết xác nhận nhóm SiO4 AlO4 hình thành có tồn vòng kép 4, cạnh tương ứng với zeolit A, ZSM-5 Y tổng hợp Kết ảnh SEM mẫu zeolit tổng hợp cho thấy zeolit A kết tinh dạng hình cầu, tinh thể zeolit A tổng hợp từ tro rơm lớn nhiều so với zeolit tổng hợp từ Na2SiO3 Zeolit Y kết tinh dạng lưỡng chóp tứ giác Zeolit ZSM-5 có độ kết tinh cao, kích thước chưa đồng Bước đầu khảo sát khả trao đổi ion zeolit tổng hợp với cation Cu2+, Ca2+, Pb2+, Zn2+ Kết cho thấy khả trao đổi ion sản phẩm tương đối tốt 62 TÀI LIỆU THAM KHẢO TIẾNG VIỆT Hà Thị Lan Anh (2012), Nghiên cứu tổng hợp nano-zeolit NaX từ cao lanh Việt Nam có sử dụng phụ gia hữu cơ, Luận án tiến sĩ Hóa học, Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội Tạ Ngọc Đôn (1999), Luận án tốt nghiệp cao học, Hà Nội Nguyễn Phi Hùng (2001), Nghiên cứu chất xúc tác chứa Zeolit ZSM-5 phản ứng craking hydrocacbon, Luận án tiến sĩ Hóa học, Trường Đại học Sư phạm Hà Nội PGS TS Nguyễn Phi Hùng (2013), Vật liệu mao quản ứng dụng, Giáo Trình Cao Học, Trường Đại học Quy Nhơn, Bình Định Lê Bá Lịch (4/2004),Ứng dụng chất khoáng zeolit thiên nhiên chăn nuôi, Đặc san khoa học kỹ thuật thức ăn chăn nuôi, Hiệp hội thức ăn chăn nuôi Việt Nam Từ Văn Mặc (1995), Phân tích hóa lý, NXB Khoa học Kỹ thuật, Hà Nội Nguyễn Hữu Phú (2000),Giáo trình Hóa lý, NXB Khoa họckĩ thuật, Hà Nội Hồ Viết Quý (2007), Các phương pháp phân tích công cụ hóa học đại, Nhà xuất Đại học Sư phạm Hà Nôi, Hà Nội Mai Tuyên, zeolit- rây phân tử và những khả ứng dụng thực tế đa dạng, Viện hóa học công nghiệp Việt Nam, Hà Nội 10 Mai Tuyên (2004), Xúc tác zeolit công nghiệp lọc dầu, NXB Khoa học kĩ thuật, Hà Nội 11 Nguyễn Đình Tuyến, Nguyễn Thế Anh, Nguyễn Ngọc Tùng, Đỗ Thu Hương (2009), “tổng hợp zeolit A, zeolit X từ tro bay phương pháp microwave”, Tạp chí Hóa học, T 47 (6B), Tr 127 – 131 12 Đào Văn Tường (2006), Động học xúc tác, NXB Khoa học kĩ thuật, Hà Nội 63 13 Đặng Xuân Tập (2002), Nghiên cứu tổng hợp tính chất chất hấp phụ chứa Zeolit từ tro bay Việt Nam, Luận án tiến sĩ Hóa học, Trường Đại học Bách khoa Hà Nội 14 Trần Quang Vinh, Nguyễn Thị Thanh Loan, Lê Thị Hoài Nam, Chu Văn Giáp (2009), “Nghiên cứu ảnh hưởng nguồn silic tới hình thành cấu trúc vật liệu zeolit Y”, Tạp chí Hóa học, T 47 (6B), Tr.103-109 TIẾNG ANH 15 ASTM D-3907 (1987), Microactivity Test 16 ASTM D-86 (1982), Petrolium Distillation 17 JW Macbain (1932), the Sorption of Gases , Rutlege 18 Jacobs P A (1992), in “Zeolite microporous solid: synthesis, structure and reactivity”, Zeo.: Scie and Tech., NATO ASI series, Kluwer Academic Pub., Dordrecht, p.3 19 Bartholomew C H., Barker R.T.H and Dadyburjor D.B (1991), Stabiliry of Supported Catalysts: Sintering and Redispersion, ed J.AHorsley Catalytica, Studies Division 20 Meier W M And Olson D H (1992), Atlas of zeolite structure types, Butterworth-Heinemann 21 Breck D W., Eversole W G., J Amer Chem Soc., (1956), 78, 5963 22 Breck D W (1964), U.S Patent 3130007 23 D.W Breck (1984), zeolite Molecular Sieves, structure, chemistry and Use, John Wiley & Sons, Inc., New York, 1974; reprinted by Krieger, Malabar, Florida 24 Argauer R J., Landolt G R (1972), U.S Patent 3702886 25 Kokotailo G T., Lawton S L., Olson D H., Meier W M (1978), “Structure of synthesis zeolite ZSM-5”, nature, 272, p.438 26 Domine D, Quobex J (1968), “Molecular Sieves”, Society of Chemical Industry, London, pp 78 - 84 64 27 Chen N.Y., Garwood W E., Dwyer F G.,; (1989), “Shape Selective Catalysis in Industrial Application”, Marcel Dekker, Inc New York and Basel, 28 Donald W Breck (1974), Zeolit molecular sieves – Structure, Chemistry and Use, New York 29 Corma A (1997), From Microporous to Mesoporous Melecular Sieves Materials and their Use in Catalysis, Chem Rev 30 Cornelius E B., Miliken T H., Mills G.A., Oblad A.G (1955), Surface Strain Oxide Catalysts Alumina, J Phys Chem 31 Deluca J.P and Camphell L.E (1977), “Monolithic Catalyst Supports, in Advanced Materials in Catalysis”, eds J.J Burton and R.L Garten, Academic Press, New York 32 Erni Johan, Kiyotoshi Ogami, Zaenal Abidin, Naoto Matsue, Teruo Henmi, “Synthesis of Zeolite MFI from Rice Husk Ash and Its Ability for VOCs Adsorption”, Faculty of Agriculture, Ehime University 33 Flanigen M., Leonard B Sand (1971), Molecular sieve zeolites I, Amer Chem Soc., Washington D.C 34 Farrauto R.J and Bartholomew C.H (1997), “Fundamentals of industrial catalytic processes”, p 58 – 82, London, New York, Tokyo, Melbourne 35 Hadi Nur (2001), “Direct synthesis of NaA zeolite fromrice husk and carbonaceous rice husk ash”, Catalysis Research Center, Hokkaido University, Sapporo 060-0811, Japan 36 Huang Y.Y (1980) J Catal; p61 37 Jatuporn Wittayakun, Pongtanawat Khemthong, and Sanchai Prayoonpokarach (2007), “Synthesis and characterization of zeolite NaY from rice husk silica”, School of Chemistry, Institute of Science, Suranaree University of Technology, Nakhon Ratchasima, 30000 Thailand 38 Larocca M et al (1990), “Catalyst Deactivation by Ni and V Contaminants”, Ind Eng Chem Res P29-30 65 39 Magee J S and Blazek J J (1976), “Preparation and Perfomance of Zeolite Cracking Catalysts”, in Zeolite Chemistry and Catalysis, ACS Monograph 171, ed J A Rabo American Chemical Society, Washington, DC, chap.11 40 Kulkarni S, B., Shiralkar V P., Kosthane A N., Borade R B., Ratnasamy P (1982), “Studies in the synthesis of ZSM-5 zeolites”, Zeolites, 2, pp 313-318 41 K.D Mondale, R.M Carland and F.F Aplan (1995), “the comparative ion exchange capacities of natural sedimentary and synthetic zeolites”, minerals engineering, vol.8, No 4/5, pp 535-548 42 Maier W M (1968), Molecular sieves, Society of chemical industry; London 43 Milton R (1959), U.S Patent, No 2882244 44 Rabo J.A (1984), “Unifying principles in zeolite chemistry and catalysis”, Zeo: Sci and Tech., NATO ASI series, Martinus Ni jhoff Pub., The hague, p.292315 45 Sathy Chandrasekhar, P.N Pramada (2001), “Sintering behaviour of calcium exchanged low silica zeolites synthesized from kaolin”, Ceramics International, 27, pp 105-114 46 Treacy M M J., Higgins J B., von Ballmoos R (1996), Collection of simulated XRD powder patterns for zeolites, Elsevier, p 523 47 Wojciechowski B.W and Corma A (1986), Catalytic Cracking, Catalysts, Chemistry, and Kinetics, Marcel Dekker, New York 48 Zahra Ghasemi and Habibollah Younesi (2010), “Preparation and Characterization of Nanozeolite NaA from RiceHusk at Room Temperature without Organic Additives”, Department of Environmental Science, Faculty of Natural Resources and Marine Sciences, Tarbiat Modares University 66 PHỤ LỤC Phụ lục 1: Số liệu Phổ EDX mẫu zeolit tổng hợp PBQuant results Listed at 7:32:57 PM on 8/29/13 Operator: CMS-VNU-HN Client: none Job: Job number Spectrum label: Tuan-Khoa Hoa- A-Tro System resolution = 61 eV Quantitative method: Peak to background ( iterations) Analysed all elements and normalised results Grid correction : Off G factor = 5.41 Analysis type : Particle Standards : O K OKnew 10/27/05 Na K NaK1 10/14/02 Al K AlK2 12/24/04 Si K SiK 4/28/03 S K SK 10/25/05 K K KK 11/27/01 Elmt Element Atomic % % O K 22.15 30.35 Na K 55.59 53.01 Al K 8.36 6.79 Si K 8.72 6.81 S K 1.03 0.71 K K 4.15 2.32 Total 100.00 100.00 67 * = [...]... vào tỷ lệ đốt rơm rạ (20-80%) và tùy thuộc vào sự biến động giá mua bán quyền phát thải CO2 trên thị trường thế giới Với mục đích hướng nghiên cứu vào lĩnh vực tổng hợp và khảo sát tính chất của zeolit từ nguyên liệu tự nhiên và giảm thiểu ô nhiễm môi trường do rơm rạ, trong đề tài này chúng tôi đã tiến hành tổng hợp zeolit từ tro rơm rạ và nghiên cứu tính chất của chúng 1 Chương 1: TỔNG QUAN 1.1 Sơ... các zeolit tự nhiên và hơn 150 cấu trúc với hàng ngàn loại zeolit tổng hợp [4] Như vậy, zeolit có tầm quan trọng lớn lao trong khoa học và kỹ thuật Trong tất cả các loại zeolit hiện có, người ta đã biết rõ thành phần, tính chất ứng dụng, cấu trúc mạng tinh thể của nhiều loại zeolit tự nhiên và zeolit tổng hợp như: zeolit A, zeolit Y, zeolit X, zeolit ZSM-5, zeolit ZSM-11,… 1.2 Khái niệm và phân loại zeolit. .. cho phép tách các dạng n và iso của parafin Bắt đầu từ thời điểm đó các loại zeolit được nghiên cứu phục vụ cho công nghiệp Đến năm 1956, người ta mới tổng hợp được các loại zeolit đầu tiên Việc nghiên cứu zeolit ngày càng nhiều Thống kê đến nay cho thấy đã có khoảng hơn 15.000 công trình công bố và hơn 10.000 phát minh sáng chế về tổng hợp, nghiên cứu cấu trúc và ứng dụng của zeolit Hiện nay, người... zeolit theo tỉ lệ Si/Al được coi là một trong những đặc trưng quan trọng, ảnh hưởng trực tiếp đến cấu trúc và các tính chất hóa lý của zeolit [1, 28, 33] Bảng 1.1: Sự thay đổi cấu trúc và tính chất hóa lý của zeolit theo tỉ lệ Si/Al Tỉ lệ Si/Al tăng từ 1 ÷ ∞ 1 Tính chất bền nhiệt tăng từ 700÷13000C 2 Cấu trúc thay đổi từ vòng 4, 6, 8 đến vòng 5 3 Tính chất bề mặt từ ưa nước đến kị nước 4 Số tâm axit... mặt trong, vì vậy, quá trình hấp phụ zeolit chủ yếu xảy ra ở bên trong các mao quản Nghĩa là, để thực hiện quá trình hấp phụ, các chất hấp phụ phải khuếch tán vào trong các mao quản của zeolit Do đó khả năng hấp phụ của zeolit không những phụ thuộc vào bản chất phân tử chất bị hấp phụ và kích thước hệ mao quản trong zeolit, mà còn phụ thuộc vào nhiều yếu tố khác như áp suất, nhiệt độ, bản chất của. .. 5,6; 5,1 x 5,5 1.4 Tính chất của zeolit 1.4.1 Tính chất trao đổi cation Nguyên tắc sự trao đổi ion của zeolit là trao đổi thuận nghịch hợp thức giữa các cation trong dung dịch với các cation bù trừ điện tích âm trong khung mạng zeolit Quá trình trao đổi cation có thể viết dưới dạng: bAa+ /zeolit + aBb+(dd) ⇋ aBb+ /zeolit + bAa+(dd) (a và b là điện tích của các cation trao đổi A và B) Trong quá trình trao... phân tử có khả năng thâm nhập vào bên trong mao quản của zeolit mới có thể tham gia phản ứng - Chọn lọc hợp chất trung gian: Phản ứng ưu tiên xảy ra theo hướng tạo hợp chất trung gian hoặc trạng thái chuyển tiếp có kích thước phù hợp với kích thước mao quản của zeolit - Chọn lọc sản phẩm phản ứng: Là trường hợp các chất phản ứng dễ dàng thâm nhập vào bên trong mao quản của zeolit để tham gia chuyển hóa... zeolit tổng hợp - Zeolit tự nhiên thường kém bền và độ tinh khiết không cao nên chỉ có một vài loại zeolit tự nhiên có khả năng ứng dụng thực tế như: Analcime, chabazite, hurdenite, clinoptilonit và chúng chỉ phù hợp với những ứng dụng không yêu cầu độ tinh khiết cao như sử dụng làm chất độn trong công nghiệp chất tẩy rửa và hấp phụ [2] - Zeolit tổng hợp có độ tinh khiết cao, thành phần đồng nhất và. .. khả năng khuếch tán lại phụ thuộc vào bản chất phân tử và phụ thuộc vào kích thước của hệ mao quản trong zeolit, do đó, với cấu trúc mao quản rất đặc biệt và đồng đều, zeolit chỉ cho phép các phân tử có kích thước động học tương đương và nhỏ hơn kích thước cửa sổ đi vào và thoát ra khỏi các mao quản của nó Ba hình thức chọn lọc hình dạng chủ yếu của zeolit: - Chọn lọc chất tham gia phản ứng: Chỉ những... chất chọn lọc hình dạng Tính chất chọn lọc hình dạng của xúc tác zeolit có liên quan chặt chẽ với cấu tạo “rây phân tử” trong hấp phụ và là đặc tính rất quan trọng khi sử dụng zeolit làm xúc tác trong các phản ứng hóa học Chọn lọc hình dạng là sự điều khiển theo kích cỡ và hình dạng của phân tử khuếch tán vào và ra khỏi hệ thống mao quản, làm ảnh hưởng đến hoạt tính và độ chọn lọc của xúc tác Về nguyên