Luận văn tổng hợp zeolit từ tro rơm rạ và nghiên cứu tính chất của chúng

DANH MỤC CÁC BẢNG TRONG LUẬN VĂNB ng 1.1: S thay ự thay đổi cấu trúc và tính chất hóa lý của zeolit theo tỉ lệ đổi cấu trúc và tính chất hóa lý của zeolit theo tỉ lệ ấu trúc và tính chất

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 cơ

Mã số:60440113

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC:

PGS TS Triệu Thị Nguyệt

Hà Nội

LỜI CẢM ƠN

Em xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới PGS.TS Triệu Thị Nguyệt đã giao đề

tài và tận tình hướng dẫn em trong quá trình học tập và nghiên cứu.

Em cũng xin chân thành cảm ơn các thầy, các cô và các cô chú kĩ thuật viên trong bộ môn Hóa Vô cơ đã giúp đỡ và tạo điều kiện cho em trong suốt quá trình làm thực nghiệm.

Tôi cũng xin cảm ơn các anh, chị và các bạn trong phòng phức chất đã giúp

đỡ tận tình, đóng góp nhiều ý kiến quí báu để bản luận văn này hoàn thiện hơn.

Cuối cùng, tôi xin gửi lời cảm ơn đến gia đình và người thân đã tạo mọi điều kiện vật chất và tinh thần cho tôi hoàn thành tốt luận văn này.

Sinh viên

Nguyễn Anh Tuấn

MỤC LỤC

MỞ ĐẦU 1

Chương 1: TỔNG QUAN 2

1.1 Sơ lược lịch sử và sự phát triển của Zeolit 2

1.2 Khái niệm và phân loại zeolit 2

1.2.1 Khái niệm zeolit 2

1.2.2 Phân loại zeolit 3

1.3 Cấu trúc của zeolit 4

1.4 Tính chất của zeolit 7

1.4.1 Tính chất trao đổi cation 7

1.4.2 Tính chất hấp phụ 8

1.4.3 Tính chất chọn lọc hình dạng 10

1.4.4 Tính chất xúc tác 11

1.5 Giới thiệu một số zeolit 12

1.5.1 Zeolit A 12

1.5.2 Zeolit faujasite (X, Y) 13

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 trong quá trình tổng hợp zeolit 17

1.7 Ứng dụng của zeolit 20

1.7.1 Ứng dụng trong công nghiệp 20

1.7.2 Ứng dụng trong xử lí ô nhiễm môi trường 21

1.7.3 Ứng dụng trong nông nghiệp 22

1.7.4 Ứng dụng trong y dược 22

Chương 2: MỤC ĐÍCH VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 24

2.1 Mục đích và nội dung nghiên cứu 24

2.2 Phương pháp nghiên cứu 24

2.2.1 Phương pháp tán xạ năng lượng tia X (EDX) 24

2.2.2 Phương pháp quang phổ hấp thụ nguyên tử (AAS) 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 và hóa chất 33

3.1.1 Nguyên liệu 33

3.1.2 Hóa chất 33

3.2 Xác định độ ẩm, độ tro hóa của rơm rạ 33

3.2.1 Xác định độ ẩm của rơm rạ 33

3.2.2 Xác định độ tro hóa của rơm rạ 34

3.3 Kết quả phân tích thành phần tro rơm rạ 34

3.4 Khảo sát khả năng chiết silic từ rơm rạ và tro rơm rạ 35

3.5 Tổng hợp zeolit 39

3.5.1 Tổng hợp zeolit A 39

3.5.2 Tổng hợp zeolit Y 41

3.5.3 Tổng hợp zeolit ZSM-5 43

3.6 Nghiên cứu zeolit bằng phương pháp EDX 43

3.7 Nghiên cứu zeolit bằng phương pháp XRD 47

3.7.1 Giản đồ nhiễu xạ tia X của các mẫu zeolit A 47

3.7.2 Giản đồ nhiễu xạ tia X của các mẫu zeolit Y 51

3.7.3 Giản đồ nhiễu xạ tia X của mẫu zeolit ZSM-5 53

3.8 Nghiên cứu zeolit bằng phương pháp IR 54

3.9 Nghiên cứu zeolit bằng phương pháp SEM 58

3.10 Nghiên cứu khả năng trao đổi ion của zeolit 59

KẾT LUẬN 63

TÀI LIỆU THAM KHẢO 64

PHỤ LỤC 68

DANH MỤC CÁC BẢNG TRONG LUẬN VĂN

B ng 1.1: S thay ự thay đổi cấu trúc và tính chất hóa lý của zeolit theo tỉ lệ đổi cấu trúc và tính chất hóa lý của zeolit theo tỉ lệ ấu trúc và tính chất hóa lý của zeolit theo tỉ lệ i c u trúc v tính ch t hóa lý c a zeolit theo t l à tính chất hóa lý của zeolit theo tỉ lệ ấu trúc và tính chất hóa lý của zeolit theo tỉ lệ ủa zeolit theo tỉ lệ ỉ lệ ệ Si/Al

Bảng 1.2: Dữ liệu cấu trúc cơ bản của một số zeolit thông dụng

Bảng 1.3: Dung lượng trao đổi cation của một số zeolit

Bảng 1.4: Kích thước phân tử và đường kính động học của một số phân tử chất bị hấp

phụ thường gặp đối với zeolit

Bảng 1.5: Kích thước mao quản, đường kính động học và khả năng hấp phụ các chất tốt

nhất đối với một số zeolit thông dụng

Bảng 1.6: Ảnh hưởng của bản chất nguồn silic tới quá 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 giữa các thông số mạng và tỉ lệ Si/Al

Bảng 3.1: Các hóa chất sử dụng trong quá trình thực nghiệm

Bảng 3.2: Thành phần hóa học trong tro rơm rạ

Bảng 3.3: Ảnh hưởng của tỉ lệ Na/Si đến quá trình chiết silic từ rơm rạ

Bảng 3.4: Ảnh hưởng của thời gian đến quá trình chiết silic từ rơm rạ

Bảng 3.5: Ảnh hưởng của nhiệt độ đến quá trình chiết silic từ rơm rạ

Bảng 3.6: Ảnh hưởng của tỉ lệ Na/Si đến quá trình chiết silic từ tro rơm rạ

Bảng 3.7: Ảnh hưởng của thời gian đến quá trình chiết silic từ tro rơm rạ

Bảng 3.8: Ảnh hưởng của nhiệt độ đến quá trình chiết silic từ tro rơm rạ

Bảng 3.9: Kí hiệu các mẫu tổng hợp zeolit A

Bảng 3.10: Thành phần nguyên tố trong các zeolit

Bảng 3.11: Kết quả XRD của các mẫu zeolit A

Bảng 3.12: Kết quả XRD của các mẫu zeolit Y

Bảng 3.13: Hàm lượng các cation trong dịch lọc sau trao đổi

Bảng 3.14: % ion kim loại trao đổi

Bảng 3.15: Dung lượng trao đổi ion của các zeolit tổng hợp được

DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ TRONG LUẬN VĂN

Hình 1.1: Các đơn vị cấu trúc sơ cấp của zeolit – tứ diện TO4: SiO4 và

AlO4-Hình 1.2: Các đơn vị cấu trúc thứ cấp của zeolit

Hình 1.3: Sự hình thành cấu trúc zeolit A, X, Y từ các kiều ghép nối khác nhau

Hình 1.4: SBU D4R (a); lồng sodalit (b); sự kết hợp các lồng sodalit tạo thành zeolit A (c);

vòng 8 oxi nhìn theo hướng <100> (d)

Hình 1.5: Cấu trúc khung mạng faujasit và vòng 12 oxi nhìn theo hướng <111>

Hình 1.6: Hệ thống mao quản của zeolit ZSM-5 và mặt cắt nhìn từ mặt [010]

Hình 1.7: Giản đồ bão hòa – quá bão hòa của dung dịch tổng hợp zeolit

Hình 1.8: Mô tả sự chuyển pha faujusite thành pha ZSM-4 theo thời gian

Hình 2.1: Nguyên lí của phép phân tích EDX

Hình 2.2: Sơ đồ nguyên lí bộ ghi nhận phổ EDX

Hình 2.3: Sơ đồ làm việc của kính hiển vi điện tử quét

Hình 3.1: Phổ EDX của mẫu A-Tro1

Hình 3.2: Phổ EDX của mẫu A-48

Hình 3.3: Phổ EDX của mẫu A-0

Hình 3.4: Phổ EDX của mẫu A-Tro 2

Hình 3.5: Phổ EDX của mẫu Y-1

Hình 3.6: Phổ EDX của mẫu Y-2

Hình 3.7: Phổ EDX của mẫu Y-2N

Hình 3.8: Phổ EDX của mẫu ZSM-5

Hình 3.9: Giản đồ nhiễu xạ tia X của mẫu A-Tro 1

Hình 3.10: Giản đồ nhiễu xạ tia X của mẫu A-48

Hình 3.11: Giản đồ nhiễu xạ tia X của mẫu A-0

Hình 3.12: Giản đồ nhiễu xạ tia X của mẫu A-Tro 2

Hình 3.13: Giản đồ nhiễu xạ tia X của mẫu Y-1

Hình 3.14: Giản đồ nhiễu xạ tia X của mẫu Y-2

Hình 3.15: Giản đồ nhiễu xạ tia X của mẫu Y-2N

Hình 3.16: Giản đồ nhiễu xạ tia X của mẫu ZSM-5

Hình 3.17: Giản đồ nhiễu xạ tia X của mẫu ZSM-5 chuẩn Hình 3.18: Phổ IR của mẫu A-Tro 1

Hình 3.19: Phổ IR của mẫu A-48

Hình 3.20: Phổ IR của mẫu A-0

Hình 3.21: Phổ IR của mẫu Y-1

Hình 3.22: Phổ IR của mẫu ZSM-5

Hình 3.23: Ảnh SEM của các mẫu zeolit A

Hình 3.24: Ảnh SEM của mẫu Y-1

Hình 3.25: Ảnh SEM của mẫu ZSM-5

Hình 3.26: Ảnh SEM các mẫu zeolit của các tác giả [3] và [10]

DANH MỤC CÁC KÍ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT TRONG LUẬN VĂN

AAS: Atomic Absorption Spectrometry (Phổ hấp thụ nguyên tử)

CEC: Cation Exchange Capacity (Dung lượng trao đổi ion)

D4R: Double 4-rings (Vòng kép 4 cạnh)

EDX: Energy-Dispersive X-ray Spectroscopy (Phổ tán xạ năng lượng tia X) IR: Infrared (Hồng ngoại)

PDF: Powder Diffraction File (Thư viện phổ XRD)

SBU: Secondary Building Unit (Đơn vị cấu trúc thứ cấp)

SEM: Scanning Electron Microscopy (Hiển vi điện tử quét)

TPABr: Tetra Propyl Amoni Bromua

XRD: X-Ray diffraction (Nhiễu xạ tia X).

MỞ ĐẦU

Zeolit thuộc nhóm vật liệu vi xốp được phát hiện vào năm 1756 bởi Cronstedt, mộtnhà khoa học người Thụy Điển Thuật ngữ rây phân tử được McBain đề xuất năm 1932khi ông nhận thấy chabazit, một loại zeolit, có tính chất hấp phụ chọn lọc các phân tử nhỏ

có kích thước dưới 5Å.Với tính chất đặc biệt này nên sau đó các zeolit được nghiên cứu,phát triển và ứng dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực khác nhau, đặc biệt là trong côngnghiệp hoá dầu Hiện nay, zeolit còn được ứng dụng trong nông nghiệp để giải quyết vấn

đề gây ô nhiễm do rác thải trong nông nghiệp, cụ thể là rác thải do rơm rạ và trấu

Mỗi năm Việt Nam sản xuất trên 40 triệu tấn lúa Nông dân có tập quán canh táclúa hai đến ba vụ trong năm vì vậy nếu trung bình một tấn lúa cho ra 1 - 1,2 tấn rơm rạ thìvới sản lượng lúa hiện nay, ước tính lượng rơm rạ thải ra có thể lên đến 40 - 46 triệu tấn/năm Tuy nhiên, vấn đề xử lý rơm rạ sau mỗi vụ thu hoạch lúa trên thực tế lại chưa cócách làm hiệu quả

Hiện nay các hộ dân thường đốt rơm rạ ngoài đồng ruộng Kết quả nghiên cứucho thấy lượng khí thải CO2 phát thải vào môi trường do đốt rơm rạ ngoài đồng ruộng làlớn nhất, từ 1,2 đến 4,7 triệu tấn/năm nếu tỷ lệ rơm rạ đốt trong khoảng từ 20-80%.Lượng phát thải các loại khí thải khác như CH4 sẽ là 1,0-3,9 ngàn tấn/năm, CO là 28,3-113,2 ngàn tấn/năm Lượng khí nhà kính phát thải vào môi trường do đốt rơm rạ vùngđồng bằng sông Hồng có thể gây thiệt hại về môi trường tương đương từ 19,05-200,3triệu USD/năm, tùy thuộc vào tỷ lệ đốt rơm rạ (20-80%) và tùy thuộc vào sự biến động giámua 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 củazeolit từ nguyên liệu tự nhiên và giảm thiểu ô nhiễm môi trường do rơm rạ, trong đề tàinày chúng tôi đã tiến hành tổng hợp zeolit từ tro rơm rạ và nghiên cứu tính chất củachúng

Chương 1: TỔNG QUAN 1.1 Sơ lược lịch sử và sự phát triển của Zeolit

Zeolit được phát hiện vào năm 1756 bởi Le Bron Bronstedt, một c phát hi n v o n m 1756 b i Le Bron Bronstedt, m t ệ à tính chất hóa lý của zeolit theo tỉ lệ ăm 1756 bởi Le Bron Bronstedt, một ởi Le Bron Bronstedt, một ột

nh khoáng h c ng à tính chất hóa lý của zeolit theo tỉ lệ ọc người Thụy Điển Ông đã phát hiện được zeolit nhờ ười Thụy Điển Ông đã phát hiện được zeolit nhờ i Th y i n Ông ã phát hi n ụy Điển Ông đã phát hiện được zeolit nhờ Điển Ông đã phát hiện được zeolit nhờ ển Ông đã phát hiện được zeolit nhờ đ ệ được phát hiện vào năm 1756 bởi Le Bron Bronstedt, một c zeolit nh ời Thụy Điển Ông đã phát hiện được zeolit nhờ

h i n ước thoát ra khi nung khoáng này Tuy nhiên mãi đến thế kỷ sau c thoát ra khi nung khoáng n y Tuy nhiên mãi à tính chất hóa lý của zeolit theo tỉ lệ đến thế kỷ sau n th k sau ến thế kỷ sau ỷ sau zeolit m i b t ớc thoát ra khi nung khoáng này Tuy nhiên mãi đến thế kỷ sau ắt đầu được nghiên cứu kĩ trong các phòng thí nghiệm đầu được nghiên cứu kĩ trong các phòng thí nghiệm được phát hiện vào năm 1756 bởi Le Bron Bronstedt, một u c nghiên c u k trong các phòng thí nghi m ứu kĩ trong các phòng thí nghiệm ĩ trong các phòng thí nghiệm ệ

V o n m 1932, Mac Bai à tính chất hóa lý của zeolit theo tỉ lệ ăm 1756 bởi Le Bron Bronstedt, một [17] ã l m rõ hi u ng Rây phân t đ à tính chất hóa lý của zeolit theo tỉ lệ ệ ứu kĩ trong các phòng thí nghiệm “Rây phân tử”, ử”, , sau ó v o n m 1944, Barrer v Ibbitson ã ch ra r ng hi u ng n y đ à tính chất hóa lý của zeolit theo tỉ lệ ăm 1756 bởi Le Bron Bronstedt, một à tính chất hóa lý của zeolit theo tỉ lệ đ ỉ lệ ằng hiệu ứng này ệ ứu kĩ trong các phòng thí nghiệm à tính chất hóa lý của zeolit theo tỉ lệ cho phép tách các d ng n v iso c a parafin B t ạng n và iso của parafin Bắt đầu từ thời điểm đó à tính chất hóa lý của zeolit theo tỉ lệ ủa zeolit theo tỉ lệ ắt đầu được nghiên cứu kĩ trong các phòng thí nghiệm đầu được nghiên cứu kĩ trong các phòng thí nghiệm ừ thời điểm đó ời Thụy Điển Ông đã phát hiện được zeolit nhờ đ ển Ông đã phát hiện được zeolit nhờ đ u t th i i m ó các lo i zeolit ạng n và iso của parafin Bắt đầu từ thời điểm đó được phát hiện vào năm 1756 bởi Le Bron Bronstedt, một c nghiên c u ph c v cho công nghi p ứu kĩ trong các phòng thí nghiệm ụy Điển Ông đã phát hiện được zeolit nhờ ụy Điển Ông đã phát hiện được zeolit nhờ ệ Điển Ông đã phát hiện được zeolit nhờến thế kỷ sau n n m ăm 1756 bởi Le Bron Bronstedt, một

1956, ng ười Thụy Điển Ông đã phát hiện được zeolit nhờ i ta m i t ng h p ớc thoát ra khi nung khoáng này Tuy nhiên mãi đến thế kỷ sau ổi cấu trúc và tính chất hóa lý của zeolit theo tỉ lệ ợc phát hiện vào năm 1756 bởi Le Bron Bronstedt, một được phát hiện vào năm 1756 bởi Le Bron Bronstedt, một c các lo i zeolit ạng n và iso của parafin Bắt đầu từ thời điểm đó đầu được nghiên cứu kĩ trong các phòng thí nghiệm u tiên.

Vi c nghiên c u zeolit ng y c ng nhi u Th ng kê ệ ứu kĩ trong các phòng thí nghiệm à tính chất hóa lý của zeolit theo tỉ lệ à tính chất hóa lý của zeolit theo tỉ lệ ều Thống kê đến nay cho ống kê đến nay cho đến thế kỷ sau n nay cho

th y ã có kho ng h n 15.000 công trình công b v h n 10.000 phát ấu trúc và tính chất hóa lý của zeolit theo tỉ lệ đ ống kê đến nay cho à tính chất hóa lý của zeolit theo tỉ lệ minh sáng ch v t ng h p, nghiên c u c u trúc v ng d ng c a ến thế kỷ sau ều Thống kê đến nay cho ổi cấu trúc và tính chất hóa lý của zeolit theo tỉ lệ ợc phát hiện vào năm 1756 bởi Le Bron Bronstedt, một ứu kĩ trong các phòng thí nghiệm ấu trúc và tính chất hóa lý của zeolit theo tỉ lệ à tính chất hóa lý của zeolit theo tỉ lệ ứu kĩ trong các phòng thí nghiệm ụy Điển Ông đã phát hiện được zeolit nhờ ủa zeolit theo tỉ lệ zeolit Hi n nay, ng ệ ười Thụy Điển Ông đã phát hiện được zeolit nhờ i ta ã bi t đ ến thế kỷ sau được phát hiện vào năm 1756 bởi Le Bron Bronstedt, một c r t nhi u các zeolit t nhiên ấu trúc và tính chất hóa lý của zeolit theo tỉ lệ ều Thống kê đến nay cho ự thay đổi cấu trúc và tính chất hóa lý của zeolit theo tỉ lệ

v h n 150 c u trúc v i h ng ng n lo i zeolit t ng h p [4] à tính chất hóa lý của zeolit theo tỉ lệ ấu trúc và tính chất hóa lý của zeolit theo tỉ lệ ớc thoát ra khi nung khoáng này Tuy nhiên mãi đến thế kỷ sau à tính chất hóa lý của zeolit theo tỉ lệ à tính chất hóa lý của zeolit theo tỉ lệ ạng n và iso của parafin Bắt đầu từ thời điểm đó ổi cấu trúc và tính chất hóa lý của zeolit theo tỉ lệ ợc phát hiện vào năm 1756 bởi Le Bron Bronstedt, một

Nh v y, zeolit có t m quan tr ng l n lao trong khoa h c v k ư ậy, zeolit có tầm quan trọng lớn lao trong khoa học và kỹ ầu được nghiên cứu kĩ trong các phòng thí nghiệm ọc người Thụy Điển Ông đã phát hiện được zeolit nhờ ớc thoát ra khi nung khoáng này Tuy nhiên mãi đến thế kỷ sau ọc người Thụy Điển Ông đã phát hiện được zeolit nhờ à tính chất hóa lý của zeolit theo tỉ lệ ỹ thu t Trong t t c các lo i zeolit hi n có, ng ậy, zeolit có tầm quan trọng lớn lao trong khoa học và kỹ ấu trúc và tính chất hóa lý của zeolit theo tỉ lệ ạng n và iso của parafin Bắt đầu từ thời điểm đó ệ ười Thụy Điển Ông đã phát hiện được zeolit nhờ i ta ã bi t rõ th nh đ ến thế kỷ sau à tính chất hóa lý của zeolit theo tỉ lệ

ph n, tính ch t ng d ng, c u trúc m ng tinh th c a nhi u lo i ầu được nghiên cứu kĩ trong các phòng thí nghiệm ấu trúc và tính chất hóa lý của zeolit theo tỉ lệ ứu kĩ trong các phòng thí nghiệm ụy Điển Ông đã phát hiện được zeolit nhờ ấu trúc và tính chất hóa lý của zeolit theo tỉ lệ ạng n và iso của parafin Bắt đầu từ thời điểm đó ển Ông đã phát hiện được zeolit nhờ ủa zeolit theo tỉ lệ ều Thống kê đến nay cho ạng n và iso của parafin Bắt đầu từ thời điểm đó zeolit t nhiên v zeolit t ng h p nh : zeolit A, zeolit Y, zeolit X, zeolit ự thay đổi cấu trúc và tính chất hóa lý của zeolit theo tỉ lệ à tính chất hóa lý của zeolit theo tỉ lệ ổi cấu trúc và tính chất hóa lý của zeolit theo tỉ lệ ợc phát hiện vào năm 1756 bởi Le Bron Bronstedt, một ư ZSM-5, zeolit ZSM-11,…

1.2 Khái niệm và phân loại zeolit

Zeolit l các aluminosilicat tinh th có c u trúc không gian ba à tính chất hóa lý của zeolit theo tỉ lệ ển Ông đã phát hiện được zeolit nhờ ấu trúc và tính chất hóa lý của zeolit theo tỉ lệ chi u, v i h th ng l x p ều Thống kê đến nay cho ớc thoát ra khi nung khoáng này Tuy nhiên mãi đến thế kỷ sau ệ ống kê đến nay cho ỗ xốp đồng đều và rất trật tự Hệ thống mao ống kê đến nay cho đồng đều và rất trật tự Hệ thống mao ng đều Thống kê đến nay cho u v r t tr t t H th ng mao à tính chất hóa lý của zeolit theo tỉ lệ ấu trúc và tính chất hóa lý của zeolit theo tỉ lệ ậy, zeolit có tầm quan trọng lớn lao trong khoa học và kỹ ự thay đổi cấu trúc và tính chất hóa lý của zeolit theo tỉ lệ ệ ống kê đến nay cho

qu n trong zeolit có kích th ước thoát ra khi nung khoáng này Tuy nhiên mãi đến thế kỷ sau c c phân t , dao ỡ phân tử, dao động trong khoảng 3 ử đột ng trong kho ng 3

12

– 12 Å Å

Công th c hóa h c c a zeolit th ứu kĩ trong các phòng thí nghiệm ọc người Thụy Điển Ông đã phát hiện được zeolit nhờ ủa zeolit theo tỉ lệ ười Thụy Điển Ông đã phát hiện được zeolit nhờ ng được phát hiện vào năm 1756 bởi Le Bron Bronstedt, một c bi u di n d ển Ông đã phát hiện được zeolit nhờ ễn dưới dạng [4]: ước thoát ra khi nung khoáng này Tuy nhiên mãi đến thế kỷ sau ạng n và iso của parafin Bắt đầu từ thời điểm đó i d ng [4]:

Mx/n[(AlO2)x (SiO2)y] z H2O

- M l cation bù tr i n tích khung, có hóa tr n à tính chất hóa lý của zeolit theo tỉ lệ ừ thời điểm đó đ ệ ị n.

- x v y l s t di n nhôm v silic, y/x 1 v thay à tính chất hóa lý của zeolit theo tỉ lệ à tính chất hóa lý của zeolit theo tỉ lệ ống kê đến nay cho ứu kĩ trong các phòng thí nghiệm ệ à tính chất hóa lý của zeolit theo tỉ lệ ≥ 1 và thay đổi tùy à tính chất hóa lý của zeolit theo tỉ lệ đổi cấu trúc và tính chất hóa lý của zeolit theo tỉ lệ i tùy

t ng lo i zeolit ừ thời điểm đó ạng n và iso của parafin Bắt đầu từ thời điểm đó

- z l s phân t n à tính chất hóa lý của zeolit theo tỉ lệ ống kê đến nay cho ử ước thoát ra khi nung khoáng này Tuy nhiên mãi đến thế kỷ sau c k t tinh ến thế kỷ sau

- Kí hi u trong móc vuông [ ] l th nh ph n c a m t ô m ng ệ à tính chất hóa lý của zeolit theo tỉ lệ à tính chất hóa lý của zeolit theo tỉ lệ ầu được nghiên cứu kĩ trong các phòng thí nghiệm ủa zeolit theo tỉ lệ ột ạng n và iso của parafin Bắt đầu từ thời điểm đó

c s ởi Le Bron Bronstedt, một

Có nhi u cách ều Thống kê đến nay cho đển Ông đã phát hiện được zeolit nhờ phân lo i zeolit nh ng ng ạng n và iso của parafin Bắt đầu từ thời điểm đó ư ười Thụy Điển Ông đã phát hiện được zeolit nhờ i ta th ười Thụy Điển Ông đã phát hiện được zeolit nhờ ng d a ự thay đổi cấu trúc và tính chất hóa lý của zeolit theo tỉ lệ

v o ngu n g c, à tính chất hóa lý của zeolit theo tỉ lệ ồng đều và rất trật tự Hệ thống mao ống kê đến nay cho đười Thụy Điển Ông đã phát hiện được zeolit nhờ ng kính mao qu n, t l Si/Al v chi u h ỉ lệ ệ à tính chất hóa lý của zeolit theo tỉ lệ ều Thống kê đến nay cho ước thoát ra khi nung khoáng này Tuy nhiên mãi đến thế kỷ sau ng không gian c a các kênh hình th nh c u trúc mao qu n ủa zeolit theo tỉ lệ à tính chất hóa lý của zeolit theo tỉ lệ ấu trúc và tính chất hóa lý của zeolit theo tỉ lệ

1.2.2.1 Phân loại theo nguồn gốc:

Có 2 lo i: Zeolit t nhiên v zeolit t ng h p ạng n và iso của parafin Bắt đầu từ thời điểm đó ự thay đổi cấu trúc và tính chất hóa lý của zeolit theo tỉ lệ à tính chất hóa lý của zeolit theo tỉ lệ ổi cấu trúc và tính chất hóa lý của zeolit theo tỉ lệ ợc phát hiện vào năm 1756 bởi Le Bron Bronstedt, một

- Zeolit tự nhiên thường kém bền và độ tinh khiết không cao nên chỉ có một vàiloại 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 caonhư sử dụng làm chất độn trong công nghiệp chất tẩy rửa và hấp phụ [2]

- Zeolit t ng h p có ổi cấu trúc và tính chất hóa lý của zeolit theo tỉ lệ ợc phát hiện vào năm 1756 bởi Le Bron Bronstedt, một đột tinh khi t cao, th nh ph n ến thế kỷ sau à tính chất hóa lý của zeolit theo tỉ lệ ầu được nghiên cứu kĩ trong các phòng thí nghiệm đồng đều và rất trật tự Hệ thống mao ng nh t ấu trúc và tính chất hóa lý của zeolit theo tỉ lệ

v a d ng v ch ng lo i nên à tính chất hóa lý của zeolit theo tỉ lệ đ ạng n và iso của parafin Bắt đầu từ thời điểm đó ều Thống kê đến nay cho ủa zeolit theo tỉ lệ ạng n và iso của parafin Bắt đầu từ thời điểm đó được phát hiện vào năm 1756 bởi Le Bron Bronstedt, một ứu kĩ trong các phòng thí nghiệm c ng d ng r t r ng rãi trong công ụy Điển Ông đã phát hiện được zeolit nhờ ấu trúc và tính chất hóa lý của zeolit theo tỉ lệ ột nghi p c ng nh trong nghiên c u ệ ũng như trong nghiên cứu ư ứu kĩ trong các phòng thí nghiệm.

1.2.2.2 Phân loại zeolít theo đường kính mao quản:

Vi c phân lo i zeolit theo ệ ạng n và iso của parafin Bắt đầu từ thời điểm đó đười Thụy Điển Ông đã phát hiện được zeolit nhờ ng kính mao qu n r t thu n ti n ấu trúc và tính chất hóa lý của zeolit theo tỉ lệ ậy, zeolit có tầm quan trọng lớn lao trong khoa học và kỹ ệ cho vi c nghiên c u ng d ng c a zeolit, theo cách n y ta chia zeolit ra ệ ứu kĩ trong các phòng thí nghiệm ứu kĩ trong các phòng thí nghiệm ụy Điển Ông đã phát hiện được zeolit nhờ ủa zeolit theo tỉ lệ à tính chất hóa lý của zeolit theo tỉ lệ

l m 3 lo i: à tính chất hóa lý của zeolit theo tỉ lệ ạng n và iso của parafin Bắt đầu từ thời điểm đó

n 6

đến thế kỷ sau Å

- Zeolit có mao qu n h p: ẹp: đường kính mao quản < 5Å đười Thụy Điển Ông đã phát hiện được zeolit nhờ ng kính mao qu n < 5 Å

1.2.2.3 Phân loại zeolit theo tỉ lệ Si/Al:

Theo cách phân chia n y thì zeolit à tính chất hóa lý của zeolit theo tỉ lệ được phát hiện vào năm 1756 bởi Le Bron Bronstedt, một c chia th nh các lo i à tính chất hóa lý của zeolit theo tỉ lệ ạng n và iso của parafin Bắt đầu từ thời điểm đó chính sau:

- Zeolit có h m l à tính chất hóa lý của zeolit theo tỉ lệ ược phát hiện vào năm 1756 bởi Le Bron Bronstedt, một ng silic th p khi t l Si/Al = 1 ÷ 1,5 nh zeolit ấu trúc và tính chất hóa lý của zeolit theo tỉ lệ ỉ lệ ệ ư

Ngo i ra còn có rây phân t Si l lo i v t li u có c u trúc tinh à tính chất hóa lý của zeolit theo tỉ lệ ử à tính chất hóa lý của zeolit theo tỉ lệ ạng n và iso của parafin Bắt đầu từ thời điểm đó ậy, zeolit có tầm quan trọng lớn lao trong khoa học và kỹ ệ ấu trúc và tính chất hóa lý của zeolit theo tỉ lệ

th t ển Ông đã phát hiện được zeolit nhờ ư ng t aluminosilicat tinh th nh ng ho n to n không ch a Al ự thay đổi cấu trúc và tính chất hóa lý của zeolit theo tỉ lệ ển Ông đã phát hiện được zeolit nhờ ư à tính chất hóa lý của zeolit theo tỉ lệ à tính chất hóa lý của zeolit theo tỉ lệ ứu kĩ trong các phòng thí nghiệm.

V t li u n y k n ậy, zeolit có tầm quan trọng lớn lao trong khoa học và kỹ ệ à tính chất hóa lý của zeolit theo tỉ lệ ị n ước thoát ra khi nung khoáng này Tuy nhiên mãi đến thế kỷ sau c v không ch a cation bù tr i n tích khung, à tính chất hóa lý của zeolit theo tỉ lệ ứu kĩ trong các phòng thí nghiệm ừ thời điểm đó đ ệ

do ó ho n to n không có tính ch t trao đ à tính chất hóa lý của zeolit theo tỉ lệ à tính chất hóa lý của zeolit theo tỉ lệ ấu trúc và tính chất hóa lý của zeolit theo tỉ lệ đổi cấu trúc và tính chất hóa lý của zeolit theo tỉ lệ i ion.

Theo quy t c lowenstein, 2 nguyên t Al không th t n t i lân ắt đầu được nghiên cứu kĩ trong các phòng thí nghiệm ử ển Ông đã phát hiện được zeolit nhờ ồng đều và rất trật tự Hệ thống mao ạng n và iso của parafin Bắt đầu từ thời điểm đó

c n nhau, ngh a l trong c u trúc zeolit không t n t i liên k t ki u Al ậy, zeolit có tầm quan trọng lớn lao trong khoa học và kỹ ĩ trong các phòng thí nghiệm à tính chất hóa lý của zeolit theo tỉ lệ ấu trúc và tính chất hóa lý của zeolit theo tỉ lệ ồng đều và rất trật tự Hệ thống mao ạng n và iso của parafin Bắt đầu từ thời điểm đó ến thế kỷ sau ển Ông đã phát hiện được zeolit nhờ

O Al m ch t n t i các liên k t d ng Al O Si v Si O Si Do – 12 Å – 12 Å à tính chất hóa lý của zeolit theo tỉ lệ ỉ lệ ồng đều và rất trật tự Hệ thống mao ạng n và iso của parafin Bắt đầu từ thời điểm đó ến thế kỷ sau ạng n và iso của parafin Bắt đầu từ thời điểm đó – 12 Å – 12 Å à tính chất hóa lý của zeolit theo tỉ lệ – 12 Å – 12 Å

v y t l Si/Al = 1 l gi i h n d ậy, zeolit có tầm quan trọng lớn lao trong khoa học và kỹ ỉ lệ ệ à tính chất hóa lý của zeolit theo tỉ lệ ớc thoát ra khi nung khoáng này Tuy nhiên mãi đến thế kỷ sau ạng n và iso của parafin Bắt đầu từ thời điểm đó ước thoát ra khi nung khoáng này Tuy nhiên mãi đến thế kỷ sau [1, 28] i

Vi c phân chia zeolit theo t l Si/Al ệ ỉ lệ ệ được phát hiện vào năm 1756 bởi Le Bron Bronstedt, một c coi l m t trong à tính chất hóa lý của zeolit theo tỉ lệ ột

nh ng ững đặc trưng quan trọng, ảnh hưởng trực tiếp đến cấu trúc và đặc trưng quan trọng, ảnh hưởng trực tiếp đến cấu trúc và c tr ng quan tr ng, nh h ư ọc người Thụy Điển Ông đã phát hiện được zeolit nhờ ưởi Le Bron Bronstedt, một ng tr c ti p ự thay đổi cấu trúc và tính chất hóa lý của zeolit theo tỉ lệ ến thế kỷ sau đến thế kỷ sau n c u trúc v ấu trúc và tính chất hóa lý của zeolit theo tỉ lệ à tính chất hóa lý của zeolit theo tỉ lệ các tính ch t hóa lý c a zeolit ấu trúc và tính chất hóa lý của zeolit theo tỉ lệ ủa zeolit theo tỉ lệ [1, 28, 33].

B ng 1.1: S thay ự thay đổi cấu trúc và tính chất hóa lý của zeolit theo tỉ lệ đổi cấu trúc và tính chất hóa lý của zeolit theo tỉ lệ ấu trúc và tính chất hóa lý của zeolit theo tỉ lệ i c u trúc v tính ch t hóa lý c a zeolit theo t l à tính chất hóa lý của zeolit theo tỉ lệ ấu trúc và tính chất hóa lý của zeolit theo tỉ lệ ủa zeolit theo tỉ lệ ỉ lệ ệ

Si/Al.

T l Si/Al t ng t 1 ÷ ỉ lệ ệ ăm 1756 bởi Le Bron Bronstedt, một ừ thời điểm đó ∞

1 Tính ch t b n nhi t t ng t 700 ấu trúc và tính chất hóa lý của zeolit theo tỉ lệ ều Thống kê đến nay cho ệ ăm 1756 bởi Le Bron Bronstedt, một ừ thời điểm đó (13000C

2 C u trúc thay ấu trúc và tính chất hóa lý của zeolit theo tỉ lệ đổi cấu trúc và tính chất hóa lý của zeolit theo tỉ lệ ừ thời điểm đó i t vòng 4, 6, 8 đến thế kỷ sau n vòng 5.

3 Tính ch t b m t t a n ấu trúc và tính chất hóa lý của zeolit theo tỉ lệ ều Thống kê đến nay cho ặc trưng quan trọng, ảnh hưởng trực tiếp đến cấu trúc và ừ thời điểm đó ư ước thoát ra khi nung khoáng này Tuy nhiên mãi đến thế kỷ sau đến thế kỷ sau c n k n ị n ước thoát ra khi nung khoáng này Tuy nhiên mãi đến thế kỷ sau c

4 S tâm axit gi m nh ng l c axít trên m i tâm t ng ống kê đến nay cho ư ự thay đổi cấu trúc và tính chất hóa lý của zeolit theo tỉ lệ ỗ xốp đồng đều và rất trật tự Hệ thống mao ăm 1756 bởi Le Bron Bronstedt, một

5 T ng dung l ổi cấu trúc và tính chất hóa lý của zeolit theo tỉ lệ ược phát hiện vào năm 1756 bởi Le Bron Bronstedt, một ng trao đổi cấu trúc và tính chất hóa lý của zeolit theo tỉ lệ i cation gi m.

Ngo i ra, trong cùng m t c u trúc, khi t ng t l Si/Al s d n à tính chất hóa lý của zeolit theo tỉ lệ ột ấu trúc và tính chất hóa lý của zeolit theo tỉ lệ ăm 1756 bởi Le Bron Bronstedt, một ỉ lệ ệ ẽ dẫn ẫn

đến thế kỷ sau Điển Ông đã phát hiện được zeolit nhờột ều Thống kê đến nay cho ủa zeolit theo tỉ lệ ệ ăm 1756 bởi Le Bron Bronstedt, một ước thoát ra khi nung khoáng này Tuy nhiên mãi đến thế kỷ sau ạng n và iso của parafin Bắt đầu từ thời điểm đó ởi Le Bron Bronstedt, một

nhi u x tia X d ch v phía góc 2 cao h n, s sóng dao ễn dưới dạng [4]: ạng n và iso của parafin Bắt đầu từ thời điểm đó ị n ều Thống kê đến nay cho θ cao hơn, số sóng dao động mạng ống kê đến nay cho đột ng m ng ạng n và iso của parafin Bắt đầu từ thời điểm đó

l ước thoát ra khi nung khoáng này Tuy nhiên mãi đến thế kỷ sau i trong ph h p th h ng ngo i d ch v phía có giá tr cao h n [1, ổi cấu trúc và tính chất hóa lý của zeolit theo tỉ lệ ấu trúc và tính chất hóa lý của zeolit theo tỉ lệ ụy Điển Ông đã phát hiện được zeolit nhờ ồng đều và rất trật tự Hệ thống mao ạng n và iso của parafin Bắt đầu từ thời điểm đó ị n ều Thống kê đến nay cho ị n.

30, 47].

1.2.2.4 Phân loại theo chiều hướng không gian của các kênh hình thành cấu trúc mao quản:

Zeolit được phát hiện vào năm 1756 bởi Le Bron Bronstedt, một c chia th nh 3 lo i: Zeolit có h th ng mao qu n m t à tính chất hóa lý của zeolit theo tỉ lệ ạng n và iso của parafin Bắt đầu từ thời điểm đó ệ ống kê đến nay cho ột

1.3 Cấu trúc của zeolit

Zeolit có cấu trúc phức tạp Các zeolit tự nhiên và zeolit tổng hợp đều có cấu trúckhông gian ba chiều, được hình thành từ các đơn vị sơ cấp là các tứ diện TO4 (T: Al, Si).Trong mỗi tứ diện TO4, cation T được bao quanh bởi 4 ion O2- và mỗi tứ diện liên kết với

4 tứ diện quanh nó bằng cách ghép chung các nguyên tử oxi ở đỉnh Khác với tứ diệnSiO4 trung hòa điện, mỗi một nguyên tử Al phối trí tứ diện trong AlO4- còn thừa một điệntích âm, vì vậy khung mạng zeolit tạo ra mang điện tích âm và cần được bù trừ bởi cáccation kim loại Mn+ nằm ngoài mạng [4, 30]

Hình 1.1: Các đơn vị cấu trúc sơ cấp của zeolit – tứ diện TO4: SiO4 và

AlO4-Sự liên kết các đơn vị tứ diện TO4 theo một trật tự nhất định sẽ tạo ra các đơn vịcấu trúc thứ cấp (SBU) khác nhau Mỗi cạnh trong SBU biểu thị một liên kết cầu T – O – T

Hình1.2: Cácđơn vịcấu trúcthứ cấpcủazeolit

Các SBU lại kết hợp với nhau tạo nên các họ zeolit với nhiều loại cấu trúc thuộccác nhóm và các hệ thống mao quản khác nhau Hình 1.3 mô tả một ví dụ về sự ghép nối

các đơn vị cấu trúc sơ cấp và thứ cấp khác nhau tạo ra các zeolit A và zeolit X (Y) Bảng1.2 thống kê các dữ liệu cấu trúc cơ bản của một số zeolit thông dụng.

2,8 x 4,8Na-X(Y) 4 6-6(*), 4, 6, 6-2 Lập phương Fd3m 7,4; 2,2(**)

2,6 x 5,7

5,1 x 5,5(*) Các SBU thường gặp; (**) Đường kính mao quản thứ cấp

1.4 Tính chất của zeolit

Nguyên tắc sự trao đổi ion của zeolit là trao đổi thuận nghịch hợp thức giữa cáccation trong dung dịch với các cation bù trừ điện tích âm trong khung mạng zeolit Quátrình trao đổi cation có thể viết dưới dạng:

bAa+/zeolit + aBb+(dd) aBb+/zeolit + bAa+(dd)⇋ aBb+/zeolit + bAa+(dd)(a và b là điện tích của các cation trao đổi A và B)Trong quá trình trao đổi cation, các thông số mạng của zeolit không bị thay đổi,khung mạng zeolit không bị trương nở, nhưng đường kính trung bình của các mao quản

sẽ thay đổi Sự tăng kích thước mao quản xảy ra khi quá trình trao đổi làm giảm số lượngcation (Ví dụ: Khi thay thế 2Na+ bằng 1Ca2+) hoặc làm giảm kích thước cation trao đổi(Ví dụ: Khi thay thế 1Na+ bằng 1H+) Kích thước mao quản sau khi trao đổi sẽ giảm đinếu cation thay thế có kích thước lớn hơn kích thước của cation ban đầu (ví dụ: Khi thaythế Na+ bằng K+)

Khả năng trao đổi cation của zeolit phụ thuộc chủ yếu vào 7 yếu tố sau:

(1) Bản chất cation trao đổi (điện tích, kích thước cation trong trạng thái hydrathóa và dehydrat hóa);

(2) Nhiệt độ môi trường phản ứng;

(3) Nồng độ cation trong dung dịch;

(4) Bản chất của anion kết hợp với cation trong dung dịch;

(5) Dung môi hòa tan cation (thông thường dung môi là nước, đôi khi là dung môihữu cơ);

(6) Thành phần và đặc điểm cấu trúc của zeolit;

(7) pH của dung dịch trao đổi

Sự trao đổi cation trong zeolit được thực hiện do trong cấu trúc của chúng có các

tứ diện AlO4- Bởi vậy, khi zeolit có đường kính mao quản lớn hơn kích thước của cationtrao đổi thì tỉ số SiO2/Al2O3 của zeolit có ảnh hưởng rất lớn đến dung lượng trao đổi.Thông thường, các zeolit có tỉ lệ SiO2/Al2O3 càng thấp thì khả năng trao đổi cation càngcao và ngược lại Bảng 1.3 trình bày dung lượng trao đổi cation (CEC: cation exchangecapacity) tính theo mili đượng lượng gam/gam vật liệu (meq: miliequivalents per gram)của một số zeolit phụ thuộc vào tỉ số SiO2/Al2O3[4, 12, 30, 34]

Bảng1.3: Dung lượng trao đổi cation của một số zeolit

Bên cạnh dung lượng trao đổi, tốc độ trao đổi cation cũng phụ thuộc mạnh vàođường kính mao quản và kích thước của các cation Tốc độ trao đổi càng lớn khi kíchthước cation trao đổi càng nhỏ và đường kính mao quản của zeolit càng lớn Khi cationtrao đổi có kích thước lớn hơn đường kính mao quản của zeolit thì sự trao đổi có thể diễn

ra chậm trên bề mặt zeolit Dựa vào tính chất trao đổi cation, các zeolit có tỉ lệSiO2/Al2O3 thấp thường được sử dụng trong công nghiệp sản xuất các chất tẩy rửa và

xử lý nước thải công nghiệp có chứa các cation kim loại nặng

Khác với than hoạt tính, silicagel và các chất hấp phụ vô cơ khác, zeolit có cấutrúc tinh thể với hệ thống lỗ xốp có kích thước cỡ phân tử và rất đồng đều, nên khả nănghấp phụ chọn lọc với dung lượng hấp phụ lớn là đặc trưng quan trọng của zeolit

Các zeolit có diện tích bề mặt ngoài nhỏ hơn rất nhiều so với diện tích bề mặttrong, 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 maoquản của zeolit Do đó khả năng hấp phụ của zeolit không những phụ thuộc vào bản chấtphân tử chất bị hấp phụ và kích thước hệ mao quản trong zeolit, mà còn phụ thuộc vàonhiều yếu tố khác như áp suất, nhiệt độ, bản chất của mỗi loại zeolit

Cân bằng hấp phụ được xác định bởi lực tĩnh điện và lực phân tán Đối với cáczeolit giàu nhôm như zeolit A và zeolit X, khi điện tích âm của mạng lưới đã được cânbằng bởi các cation thích hợp, thì lực tĩnh điện chiếm ưu thế, dẫn đến sự hấp phụ tốt cácchất có momen lưỡng cực lớn (như H2O và NH3) hoặc momen bốn cực (như N2).Ngược lại, đối với các zeolit giàu silic, thì sự hấp phụ chỉ do lực Van der Waals Khi đó, áilực liên kết của các chất bị hấp phụ phụ thuộc vào khả năng phân cực và khối lượngphân tử của chúng Đó chính là nguyên nhân của sự kị nước đối với các zeolit giàu silic

Về mặt lí thuyết có thể thấy rằng, zeolit có thể hấp phụ tốt các chất khi mao quảncủa zeolit có đường kính động học không nhỏ hơn đường kính động học của phân tửchất bị hấp phụ Tuy nhiên, trong thực tế, khả năng hấp phụ tốt nhất khi các đường kínhđộng học này xấp xỉ nhau (bảng 1.4 và bảng 1.5) [1, 7, 10, 15, 29]

Bảng 1.4: Kích thước phân tử và đường kính động học của một số phân tử chất bị hấp

phụ thường gặp đối với zeolit

Phân tử Kích thước

phân tử, Å

Đường kínhđộng học, Å Phân tử

Kích thướcphân tử, Å

Đường kínhđộng học, Å

Bảng 1.5: Kích thước mao quản, đường kính động học và khả năng hấp phụ các chất tốt

nhất đối với một số zeolit thông dụngZeolit Kích thước mao quản, Å Đường kính động học, Å Hấp phụ tốt nhất

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 táctrong các phản ứng hóa học Chọn lọc hình dạng là sự điều khiển theo kích cỡ và hìnhdạng của phân tử khuếch tán vào và ra khỏi hệ thống mao quản, làm ảnh hưởng đếnhoạt tính và độ chọn lọc của xúc tác

Về nguyên tắc, một phân tử muốn phản ứng trong các zeolit cần phải trải qua cácgiai đoạn: Hấp phụ trên bề mặt ngoài của xúc tác → khuếch tán qua các cửa sổ vào maoquản và tiến về phía tâm hoạt tính → hấp phụ trên các tâm hoạt tính bên trong mao quản

và tạo hợp chất trung gian của phản ứng → phản ứng → giải hấp phụ và khuếch tán rakhỏi mao quản [1, 15, 30] Trong các giai đoạn trên có thể thấy, khả năng khuếch tán củacác phân tử có ảnh hưởng rất lớn đến toàn bộ tiến trình phản ứng Mặt khác khả năngkhuếch tán lại phụ thuộc vào bản chất phân tử và phụ thuộc vào kích thước của hệ maoquản trong zeolit, do đó, với cấu trúc mao quản rất đặc biệt và đồng đều, zeolit chỉ chophép các phân tử có kích thước động học tương đương và nhỏ hơn kích thước cửa sổ đivào 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 phân tử có khả năng thâm nhậpvào 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 chấttrung gian hoặc trạng thái chuyển tiếp có kích thước phù hợp với kích thước mao quảncủa zeolit

- Chọn lọc sản phẩm phản ứng: Là trường hợp các chất phản ứng dễ dàng thâmnhập vào bên trong mao quản của zeolit để tham gia chuyển hóa tạo các sản phẩm có độcồng kềnh khác nhau và chỉ những sản phẩm có kích thước phù hợp với kích thước maoquản mới có thể khuếch tán khỏi mao quản để tạo ra sản phẩm cuối cùng Sản phẩm nào

có tốc độ khuếch tán lớn nhất sẽ cho độ chọn lọc theo sản phẩm đó là lớn nhất [1, 27,30]

Zeolit có khả năng xúc tác nhờ các đặc tính cấu trúc sau:

- Tính chất trao đổi ion và tính chất hấp phụ

- Thể tích lỗ xốp trong các zeolit rất lớn, cho phép chúng hấp phụ một lượng lớncác chất phản ứng Như vậy nồng độ các phân tử ở xung quanh tâm hoạt tính sẽ lớn hơntrên bề mặt ngoài, khả năng tương tác và phản ứng sẽ cao hơn, đặc biệt thuận lợi chocác phản ứng lưỡng phân tử như ankyl hóa, chuyển dịch hidrua, oligome hóa…

- Với cấu trúc mao quản đồng nhất, đường kính nhỏ hơn 12 Å, các zeolit thể hiệntính chọn lọc rất cao Quá trình khuếch tán của các tác nhân phản ứng và các sản phẩmtrong lỗ xốp của zeolit đóng vai trò quan trọng, ảnh hưởng đến tốc độ phản ứng xúc tác

Các zeolit được sử dụng làm xúc tác thường có tỉ lệ Si/Al cao, zeolit NaX do

có tỉ số Si/Al thấp nên thường được sử dụng làm chất hấp phụ và trao đổi ion [1, 12,

16, 19, 30].

1.5 Giới thiệu một số zeolit

1.5.1 Zeolit A

Zeolit A được tổng hợp lần đầu tiên vào năm 1956 [4, 21] Công thức hóa

học tiêu biểu ứng với một ô mạng cơ sở của zeolit A dạng natri (NaA) ở mức hiđrat tối đa là: Na12[(AlO2)12(SiO2)12].27H2O

- Mã cấu trúc quốc tế: LTA

- SBU: vòng 4, vòng 6, vòng kép 4 – 4

- Kiểu đối xứng: lập phương, nhóm không gian: Pm3m, thông số mạng a0 ≈ 11,9

Å (tương tự cấu trúc tinh thể muối NaCl, với nút mạng là các bát diện cụt sodalite)

- Hệ thống mao quản ba chiều, cửa sổ vòng 8 oxi, đường kính mao quản 4,2 Å Đơn vị cấu trúc cơ bản của zeolit A là sodalite Sodalite là một khối bát diện cụtgồm 8 mặt lục giác và 6 mặt vuông, do 24 tứ diện TO4 ghép lại (Hình 1.4b) Các sodaliteliên kết với nhau qua mặt 4 cạnh Khi các sodalite liên kết với nhau sẽ tạo thành các hốclớn và các hốc nhỏ (Hình 1.4c) Hốc lớn được coi là phần thể tích giới hạn giữa 8 lồngsodalite trong một ô mạng, còn hốc nhỏ là không gian trống trong mỗi sodalite Hốc lớncủa zeolit A có dạng hình cầu với đường kính hốc là 11,4 Å, còn đường kính hốc nhỏkhoảng 6,6 Å Mỗi hốc lớn thông với 6 hốc lớn bên cạnh qua các cửa sổ 8 cạnh có kíchthước 4,2 Å (Hình 1.4d) Ngoài ra mỗi hốc lớn còn thông với 8 hốc nhỏ qua các cửa sổ 6cạnh với kích thước cửa sổ nhỏ là 2,2 Å

Đối với zeolit A, tỉ lệ Si/Al = 1 nên số nguyên tử Si và Al trong mỗi đơn vị sodalitbằng nhau Vì vậy, với mỗi bát diện cụt được tạo bởi 24 tứ diện có 48 nguyên tử oxi làmcầu nối, trong đó có 12 tứ diện SiO4 và 12 tứ diện AlO4-, có 12 cation Na+ bù trừ điệntích âm

Hình 1.4: SBU D4R (a); lồng sodalit (b); sự kết hợp các lồng sodalit tạo thành zeolit A (c);

vòng 8 oxi nhìn theo hướng <100> (d)

Đường kính cửa sổ chính (vòng 8 cạnh) mao quản của zeolit A thay đổi tùy thuộcvào cation bù trừ Trên thị trường có 3 dạng zeolit A phổ biến:

- Zeolit 3A: cửa sổ mao quản ~ 3 Å, cation bù trừ là K+

- Zeolit 4A: cửa sổ mao quản ~ 4 Å, cation bù trừ là Na+

- Zeolit 5A: cửa sổ mao quản ~ 5 Å, cation bù trừ là Ca2+

Do đó, loại zeolit này có thể thay đổi kích thước mao quản bằng việc biến tính bởi các cation trao đổi khác nhau để sử dụng làm các chất trao đổi ion và chất hấp phụ các phân tử có kích thước phù hợp.

1.5.2 Zeolit faujasite (X, Y)

Zeolit X, Y thuộc họ vật liệu faujasite, có cùng kiểu cấu trúc tinh thể Mỗi ô mạng

cơ sở của zeolit X, Y đều chứa 192 tứ diện SiO4 và AlO4-, tổng số nguyên tử oxi là 384

Sự phân biệt giữa zeolit X và zeolit Y dựa vào tỉ lệ Si/Al (X < Y) Zeolit X, Y được Breck(hãng Carbide) tìm ra lần đầu tiên vào năm 1964 [4, 22]

Công thức hóa học của zeolit faujasite tiêu biểu dạng natri ứng với một ô mạng cơ

sở như sau:

Tổng quát: NaxAlxSi192-xO384.yH2O

Zeolit X: Na86[(AlO2)86.(SiO2)106].260H2O

Zeolit Y: Na56[(AlO2)56.(SiO2)136].250H2O

- Tỉ lệ Si/Al của zeolit X bằng 1 ÷ 1,5 ; của zeolit Y bằng 1,6 ÷ 3

- Mã cấu trúc quốc tế : FAU

- SBU: vòng 4, vòng 6, vòng kép 6-6

- Kiểu đối xứng: lập phương, nhóm không gian : Fd3m

- Hệ thống mao quản ba chiều, cửa sổ vòng 12 oxi, đường kính mao quản 7,4 Å.Giống như zeolit A, đơn vị cấu trúc cơ bản của faujasite (X, Y) là sodalit Nhưngtrong cấu trúc faujasite, các sodalit lại nối với nhau qua lăng trụ lục giác tạo nên cấu trúcfaujasite như trình bày ở hình 1.5 Kiểu sắp xếp trong cấu trúc này tạo ra các hốc lớn vớiđường kính ≈ 13 Å, cửa sổ vòng 12 oxi có đường kính 7,4 Å Mỗi hốc lớn được nối thôngvới 4 hốc lớn khác qua các vòng 12 oxi, tạo nên một cấu trúc khung mạng có độ rỗngcao Các tâm hoạt động xúc tác cho nhiều phản ứng hầu hết nằm trong hốc lớn Ngoài ratrong cấu trúc của faujasite còn chứa một hệ thống mao quản thứ cấp, gồm có các hốcsodalit với kích thước nhỏ hơn (đường kính 6,6 Å) và các lăng trụ lục giác nối tiếp Cácvòng 6 cạnh của hốc sodalit có đường kính ≈ 2,4 Å Do hệ thống mao quản thứ cấp có độrộng nhỏ hơn nhiều kích thước phân tử nên thường ít được quan tâm trong lĩnh vực xúctác

faujasit và vòng 12 oxi nhìn theo hướng <111>

Một ô mạng cơ sở của faujasite bao gồm 8 sodalit được nối với nhau bởi 16 lăngtrụ lục giác tạo ra 8 hốc lớn và 8 hốc sodalit

Các cation bù trừ điện tích có thể di chuyển tự do trong mao quản và chiếm ở các

vị trí khác nhau, tùy thuộc vào bản chất cation, mức độ trao đổi, điều kiện xử lý nhiệt và tỉ

lệ Si/Al của zeolit Mỗi vị trí khác nhau đều có tác động không giống nhau đến tính chấttrao đổi cation, hấp phụ, xúc tác của zeolit

Trong quá trình đehiđrat hóa, sự phân bố cation bị thay đổi Trước hết, vỏ hiđrat của cation kị nước hơn bị phá vỡ và lượng nước còn lại tập trung xung quanh cation ái nước hơn Khi tăng nhiệt độ làm giảm lượng nước xung quanh cation và

có thể xảy ra sự phân li nước dưới tác dụng của trường tĩnh điện cation Trong trường hợp này, cation có thể dịch chuyển vào các vị trí trong sodalit, ở đó nó có số phối trí cao với phân tử nước dư và oxi mạng lưới Nếu tiếp tục tăng nhiệt độ tức là tăng mức độ đehiđrat hóa xảy ra sự dịch chuyển cation từ hốc sodalit vào lăng trụ

lục giác Sự khuếch tán đó xảy ra qua vòng 6 oxi Để có thể thâm nhập qua cửa sổ 6 oxi vào sodalit và lăng trụ lục giác, dạng phối trí của cation và nước phải có sự tương thích mạnh Khi nghiên cứu quá trình trao đổi cation của zeolit faujasite với dung dịch muối của kim loại đất hiếm, người ta nhận thấy rằng quá trình trao đổi chỉ xảy ra ở các vị trí trong hốc lớn Điều này là do lớp vỏ hiđrat của những ion này

có kích thước lớn hơn cửa sổ 6 oxi của hốc sodalit Quá trình nung sẽ tách lớp vỏ hiđrat và những ion này có thể di chuyển vào bên trong sodalit để tạo phức hiđroxyl với oxi mạng lưới và khi đó zeolit đóng vai trò giống như một phối tử lớn, dạng này tạo cho vật liệu có tính bền nhiệt và bền thủy nhiệt.

1.5.3 Zeolit ZSM-5

Zeolit ZSM-5 được các nhà nghiên cứu của hãng Mobil tìm ra vào năm 1972

[4, 24] Công thức hóa học của zeolit Na-ZSM-5 có dạng:

NanAlnSi96-nO192.16H2O (n < 27)

Zeolit ZSM-5 thuộc họ vật liệu pentasil, mã cấu trúc quốc tế là MFI Các dữ

liệu tinh thể học cơ bản của ZSM-5 như sau [4, 20]:

- SBU: 5-1

- Kiểu đối xứng: tà phương, nhóm không gian: Pnma

- Hệ thống mao quản 3 chiều, cửa sổ vòng 10 oxi, đường kính mao quản trung bình ≈ 5,5 Å.

Mạng lưới không gian của ZSM-5 là sự mở rộng của các chuỗi, mỗi chuỗi gồm 8 vòng 5 cạnh tạo bởi các tứ diện TO4 Cấu trúc mao quản của ZSM-5 bao gồm hai hệ thống kênh giao nhau đều có cửa sổ vòng 10 oxi (Hình 1.6) Một hệ thống kênh dạng ziczac chạy song song với trục x của ô mạng cơ sở có cửa sổ hình gần tròn, kích thước 5,3 x 5,6 Å Hệ thống kênh còn lại dạng thẳng chạy song song với trục y có cửa sổ hình elip, kích thước 5,1 x 5,5 Å Chỗ giao nhau giữa hai hệ thống

kênh này tạo ra một hốc có kích thước khoảng 9 Å [4, 25].

Hình 1.6: Hệ thống mao quản của zeolit ZSM-5 và mặt cắt nhìn từ mặt [010]

1.6 Tổng hợp zeolit

Quá trình kết tinh zeolit có thể chia thành ba giai đoạn: Tạo dung dịch quá bãohòa, tạo mầm và phát triển tinh thể

- Tạo dung dịch quá bão hòa:

Cho đến nay, quá trình kết tinh zeolit thường qua con đường dung dịch Đầu tiên

là sự hòa tan các nguyên liệu tổng hợp như gel silica, boehmit trong môi trường gel Quátrình này xảy ra trong thời gian làm già gel hoặc giai đoạn đầu của quá trình kết tinh Từ

đó, dung dịch trong gel có thể chuyển từ bền đến giả bền và cuối cùng không bền khităng lượng nguyên liệu hòa tan Quá trình này có thể được mô tả bằng hình 1.4

Hình 1.7: Giản đồ bão hòa – quá bão hòa của dung dịch tổng hợp zeolit

Trong vùng bền, không có sự tạo mầm hay phát triển tinh thể Trong khi đó, sự tạomầm cũng như phát triển tinh thể có thể xảy ra trong vùng không bền Còn trong vùng giảbền chỉ có sự phát triển tinh thể [4, 39]

- Sự tạo mầm:

Quá trình tạo mầm đầu tiên là nhờ sự tách ra một phần pha rắn từ một dung dịchquá bão hòa Sau đó, sự tạo mầm tiếp tục do cảm ứng từ pha dị thể vừa mới tách ra đầutiên hoặc từ mầm ngoài đưa vào

Các kiểu khác nhau của mầm được tạo nên do ngưng kết hóa học của nhữngphân tử từ nguyên liệu hòa tan Các mầm vừa mới được tạo thành có thể bị hòa tan trởlại, nhưng tốc độ tạo mầm lớn hơn tốc độ hòa tan nên mầm vẫn được tạo thành với kíchthước giới hạn có thể có Trên cơ sở đó, tinh thể được tạo ra nhờ sự lớn dần của mầm

- Sự phát triển tinh thể:

Sau khi mầm được tạo thành, các tinh thể phát triển từ những mầm này bằngcách ngưng tụ tiếp tục những phần tử trong dung dịch do nguyên liệu hòa tan Tinh thểphát triển theo định hướng được quyết định bởi bản chất hệ gel [4, 27]

1.6.2.1 Ảnh hưởng của tỉ lệ Si/Al

Sự hình thành các đơn vị cấu trúc thứ cấp chịu ảnh hưởng mạnh của tỉ lệ Si/Altrong thành phần gel Nếu tỉ lệ Si/Al < 4 sẽ ưu tiên hình thành vòng 4, 6 tứ diện, còn khi tỉ

số Si/Al > 4 sẽ ưu tiên hình thành vòng 5 tứ diện [1, 36] Ngoài ra tỉ số Si/Al còn ảnhhưởng tới tốc độ kết tinh zeolit

1.6.2.2 Ảnh hưởng của nguồn silic

Nguồn silic ban đầu có ảnh hưởng rất lớn đến tốc độ kết tinh Theo tác giả [1, 38],tốc độ kết tinh khi sử dụng nguồn silic ban đầu chứa monome silicat sẽ cao hơn dạngpolime (Bảng 1.6)

Bảng 1.6: Ảnh hưởng của bản chất nguồn silic tới quá trình kết tinh zeolit ZSM-5

Nguồn silic Bản chất Giai đoạn cảm ứng,

giờ

Thời gian đạt 50%tinh thể, giờ

Nhìn chung, pH của môi trường sẽ làm tăng nhanh sự lớn lên của tinh thể và rútngắn được giai đoạn cảm ứng do tăng cường nồng độ các phức tiền tố, như là các đơn vịcấu trúc thứ cấp [1, 28, 31]

1.6.2.4 Ảnh hưởng của nhiệt độ và thời gian

Quá trình kết tinh thủy nhiệt chịu ảnh hưởng trực tiếp của nhiệt độ và thời gian.Khi tăng nhiệt độ, thời gian kết tinh ngắn hơn Nhiệt độ cũng ảnh hưởng mạnh đến kiểucấu trúc tinh thể và đối với mỗi loại zeolit, luôn tồn tại một giới hạn nhiệt độ kết tinh [1, 28,31]

Bên cạnh đó, thời gian kết tinh cũng có ảnh hưởng quyết định đến kích thước củatinh thể Khi kéo dài thời gian kết tinh, tốc độ lớn lên của tinh thể có xu hướng tăngnhanh Tuy nhiên, zeolit là những pha giả bền và quá trình kết tinh chính là quá trìnhchuyển pha liên tục nên trong thời gian kết tinh, các pha giả bền thường chuyển hóathành các pha bền hơn về mặt nhiệt động học [1, 28, 31] Chẳng hạn sự chuyển hóa NaYsang NaP [1, 28, 42] hoặc NaY sang ZSM-4 [1, 30] như mô tả trên đồ thị

Hình 1.8: Mô tả sự chuyển pha faujusite thành pha ZSM-4 theo thời gian

1.6.2.5 Ảnh hưởng của chất tạo cấu trúc [4]

Chất tạo cấu trúc có ảnh hưởng quan trọng đến sự tạo hình mạng lưới cấu trúctrong quá trình tổng hợp zeolit, đặc biệt đối với các zeolit giàu silic Có 3 loại chất tạo cấutrúc: Loại phân tử tích điện, loại phân tử trung hòa và loại cặp ion

Loại phân tử tích điện (cation): Đây là tác nhân tạo cấu trúc được sử dụng phổbiến trong quá trình tổng hợp zeolit vì chúng không chỉ định hướng cấu trúc mà còn ảnhhưởng tới tốc độ kết tinh Các cation này thường là Na+, Li+, Cs+, K+, Rb+, Ca2+, Sr2+hoặc tetraalkylammoni (như tetramethylammoni TMA+, tetraethylammoni TEA+,tetrapropylammoni TPA+, dihydroxyethyldimethylammoni), dialkylamin, trialkylamin và cácmuối chứa photpho

Loại phân tử trung hòa: Tác nhân loại này phổ biến nhất là nước, ngoài ra còn cócác amin, ete và rượu Nước ở đây không những đóng vai trò môi trường và chất phảnứng, mà còn xúc tiến định dạng cấu trúc zeolit trong quá trình phát triển tinh thể bằngcách chiếm đầy hệ thống lỗ nhỏ, do đó làm bền mạng lưới

Loại cặp ion: Thường là các phân tử muối như: NaCl, KCl, KBr, CaF2, BaCl2,BaBr2 Các muối này cũng có khả năng làm bền cấu trúc khi chúng tồn tại trong hệ thốngmao quản của zeolit Chúng còn định hướng hình thành các zeolit khác nhau, xúc tiếnquá trình kết tinh và làm tăng độ kết tinh

Ảnh hưởng của chất tạo cấu trúc đến quá trình tổng hợp zeolit được thể hiện ở 3yếu tố sau:

- Ảnh hưởng đến quá trình gel hóa, tạo mầm và sự lớn lên của tinh thể Các đơn

vị TO4 được sắp xếp thành những hình khối đặc biệt xung quanh chất tạo cấu trúc và kếtquả là tạo ra các tiền tố SBU định trước cho quá trình tạo mầm và phát triển của tinh thể

- Làm giảm năng lượng bề mặt dẫn đến làm giảm thế hóa học của mạng lướialuminosilicat Chất tạo cấu trúc góp phần làm bền khung zeolit nhờ các tương tác mới(liên kết hidro, tương tác tĩnh điện và tương tác khuếch tán), đồng thời định hướng hìnhdạng cấu trúc của zeolit

- Mở rộng khả năng tổng hợp zeolit, nhất là các zeolit có hàm lượng silic cao

1.7 Ứng dụng của zeolit

Việc tìm ra zeolit và tổng hợp được chúng đã tạo ra bước ngoặt lớn trong côngnghiệp lọc hóa dầu và các ngành có liên quan như nông nghiệp, nuôi trồng thủy sản, ytế

- Ứng dụng zeolit trong sản xuất chất giặt rửa: ứng dụng zeolit trong sản xuất chấtgiặt rửa chủ yếu là khai thác tính chất trao đổi cation của nó [9]

- Ứng dụng zeolit làm chất xúc tác: hầu như toàn bộ xăng được sản xuất từ dầu

mỏ đều phải sử dụng xúc tác zeolit qua quá trình cracking xúc tác lưu thể (FCC)

Zeolit là xúc tác cực kỳ quan trọng trong công nghiệp lọc hoá dầu do những ưuđiểm sau:

+ Zeolit có bề mặt riêng lớn do đó có khả năng hấp thụ cao, tính hấp thụ của zeolit

có thể được khống chế và thay đổi tuỳ thuộc vào tính ưa nước hay kị nước của vật liệu

+ Có thể điều chỉnh được lực axit và nồng độ tâm axit trong zeolit cho phù hợp vớitừng phản ứng cụ thể

+ Kích thước của các mao quản của zeolit phù hợp với nhiều phân tử có kích cỡ

từ 5Å đến 12Å Mặt khác trong zeolit tồn tại điện trường mạch nên các phân tử tham giaphản ứng được hoạt hoá trong mao quản tốc độ phản ứng sẽ nhanh

+ Mặt khác, zeolit có tính chọn lọc nguyên liệu cơ chế sản phẩm, zeolit có tính bềnnhiệt và thuỷ nhiệt tốt

- Ứng dụng zeolit để điều chế cồn tuyệt đối và sản xuất nhiên liệu sạch [4]: có thể

sử dụng zeolit 3A làm chất hấp phụ chọn lọc nước để thu được cồn tuyệt đối từ cồn côngnghiệp Tính chất này của zeolit cũng có thể ứng dụng để sản xuất nhiên liệu sạch

- Ứng dụng zeolit trong các quá trình làm khô khác: do nước bị hấp phụ trên zeolit

dễ dàng loại bỏ bằng cách đun nóng mà vẫn có thể sử dụng lại nhiều lần

- Sử dụng zeolit trong tàng trữ nhiệt năng [9]: zeolit có thể hấp phụ một lượngnước rất lớn, khi đun nóng zeolit các phân tử nước thoát ra ngoài mạng lưới đồng thờinhiệt năng được giữ lại trong zeolit, đó là quá trình thu nhiệt Khi zeolit hấp thụ lại nước,thì nhiệt năng được giải thoát, đó là quá trình phát nhiệt

- Ứng dụng của Zeolit trong phân tách hỗn hợp và tinh chế: đối với các phân tử cókích thước khác nhau và tính chất điện tử khác nhau, zeolit có ái lực khác nhau, do đó cóthể dùng zeolit để tách và tinh chế các hỗn hợp và các hợp chất một cách thuận tiện [9]

- Khử các chất phóng xạ cesi và stronti trong công nghiệp nguyên tử: do độ bềnzeolit, nhất là zeolit clinoptilolit, khi có mặt bức xạ ion hóa và trong dung dịch nước ởnhiệt độ cao nên các chất trao đổi ion vô cơ loại này có những ưu thế nổi bật trong việctách và tinh chế các chất phóng xạ [9]

- Xử lý các kim loại trong nước: dựa vào đặc điểm của zeolit có khả năng trao đổiion người ta sử dụng zeolit tự nhiên và zeolit tổng hợp để xử lý các cation độc hại trongnước như NH4+, Cu2+, Pb2+ vì trong zeolit tổng hợp thường có chứa các kim loại kiềm(ví dụ Na+) dễ bị tách ra ngoài theo phản ứng:

NanZ + mNH4+ (NH4)nZ + nNa+ + (m - n) NH4+

(Với n < m)

- Loại trừ amoni khỏi nước thải thành phố: khi dùng zeolit clinoptilolit, thì độ lựachọn với ion amoni rất cao vì vậy có thể xử lí ion amoni trong nước hay khí amoniac trongkhông khí [9]

- Loại bỏ, thu hồi, tách kim loại và xử lí các chất hữu cơ: zeolit có độ lựa chọn caođối với nhiều kim loại nặng Do đó, chất trao đổi ion zeolit được xem là có thể sử dụng đểthu hồi các kim loại quý [9]

- Xử lý nước thải: do bề mặt riêng lớn của các zeolit tự nhiên như Mordenit,Clenoptilonit nên khả năng “giữ bẩn” của zeolit là lớn Ví dụ, Clenoptilonit có thể lọckhông những hạt huyền phù lớn mà cả hạt keo có nguồn gốc vô cơ và hữu cơ Nó có thểlọc được nước có độ đục cao 30 – 70 mg/l Ngoài ra còn có thể lọc vi khuẩn

- Xử lý khí thải: Sử dụng xúc tác CuZSM-5, hoặc zeolit trong bộ 3 lớp để đưa chấtthải độc hại về dạng không độc: CO2, NO2, ngoài ra còn có zeolit Y cùng một số nguyên

tố đất hiếm: Co, La, Nd mang trên zeolit cũng có khả năng xử lý chất thải



- Zeolit làm tăng hiệu quả phân bón và tơi xốp đất canh tác: do khả năng trao đổiion, zeolit khi được thêm vào phân bón có tác dụng giữ lại nitơ dưới dạng NH4+ và cationK+, cũng như các cation canxi, magie, và các nguyên tố vi lượng, vì thế giảm khả năng bịrửa trôi, mất mát chất dinh dưỡng, tăng khả năng hấp phụ phân bón của cây trồng.

- Zeolit trong thủy canh: người ta đã nghiên cứu việc loại NH4+ qua trao đổi iontrên zeolit, phương pháp này có giá thành rẻ mà lại hiệu quả [9]

- Zeolit trong chăn nuôi gia súc: zeolit tự nhiên vừa dùng làm thức ăn bổ sungkhoáng vi lượng nuôi dưỡng gia súc, gia cầm, nuôi trồng thủy sản, vừa làm chất đệmchuồng nuôi gia súc, gia cầm, nó hút mùi hôi thối, diệt khuẩn, vừa làm chất lọc nước sạchmôi trường nuôi trồng thủy sản [5]

- Tái sinh các dung dịch chất thẩm tích của thận nhân tạo: zeolit có thể hoàn thiệnkhả năng của zirconi phosphat trong quá trình tái sinh sản phẩm thẩm tích

- Ứng dụng sản xuất oxi cho bệnh viện từ không khí: zeolit có thể hấp phụ nitơmạnh hơn oxi, mặt khác nó còn có khả năng hấp phụ một số tạp chất và lượng ẩm rakhỏi không khí, vì vậy dòng khí sau khi đi qua zeolit sẽ là một dòng khí giàu oxi tốt chosức khỏe [9]

- Hiệu quả kháng khuẩn của zeolit [9]

- Tác dụng trong thẩm tích máu và truyền máu [9]

Chương 2: MỤC ĐÍCH VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

2.1 Mục đích và nội dung nghiên cứu

Với mục đích nghiên cứu là tổng hợp và khảo sát tính chất của zeolit từ nguyênliệu tự nhiên và giảm thiểu ô nhiễm môi trường do rơm rạ, bản luận văn bao gồm nhữngnội dung chính sau:

1 Khảo sát khả năng chiết silic từ rơm rạ và tro rơm rạ

2 Tổng hợp zeolit từ tro rơm rạ

3 Xác định thành phần trong các zeolit bằng phương pháp tán xạ năng lượng tia

X (EDX)

4 Nghiên cứu các zeolit thu được bằng phương pháp phổ hấp thụ hồng ngoại(IR)

5 Nghiên cứu các zeolit thu được bằng phương pháp nhiễu xạ tia X (XRD)

6 Nghiên cứu các zeolit thu được bằng chụp ảnh hiển vi điện tử quét (SEM)

7 Khảo sát khả năng trao đổi ion của các zeolit thu được

2.2 Phương pháp nghiên cứu

Phổ tán xạ năng lượng tia X là kĩ thuật phân tích thành phần hóa học của chất rắn dựa vào việc ghi lại phổ tia X phát ra từ vật rắn do tương tác với các bức xạ (mà chủ yếu là chùm điện tử có năng lượng cao trong các kính hiển vi điện tử)

điện tử , ở đó ảnh vi cấu trúc vật rắn được ghi lại thông qua việc sử dụng chùm điện tử có năng lượng cao tương tác với vật rắn Khi chùm điện tử có năng lượng lớn được chiếu vào vật rắn, nó sẽ đâm xuyên sâu vào nguyên tử vật rắn và tương tác với các lớp điện tử bên trong của nguyên tử Tương tác này dẫn đến việc tạo ra các tia X có bước sóng đặc trưng tỉ

lệ với nguyên tử số (Z) của nguyên tử theo định luật Mosley:

Có nghĩa là, tần số tia X phát ra là đặc trưng với mỗi nguyên tử có mặt trong chất rắn Việc ghi nhận phổ tia X phát ra từ vật rắn sẽ cho thông tin về các nguyên tố hóa học có mặt trong mẫu, đồng thời cho các thông tin về tỉ phần các nguyên tố này.

Có nhiều thiết bị phân tích EDX nhưng chủ yếu EDX được phát triển trong các kính hiển vi điện tử, ở đó các phép phân tích được thực hiện nhờ các chùm điện tử có năng

lượng cao và được thu hẹp nhờ hệ các thấu kính điện từ Phổ tia X phát ra sẽ có tần số (năng lượng photon tia X) trải trong một vùng rộng và được phân tich nhờ phổ kế tán sắc năng lượng do đó ghi nhận thông tin về các nguyên tố cũng như thành phần Kỹ thuật EDX được phát triển từ những năm 1960 và thiết bị thương phẩm xuất hiện vào đầu những năm

1970 với việc sử dụng detector dịch chuyển Si, Li hoặc Ge.

Li ) được làm lạnh bằng nitơ lỏng, là một con chip nhỏ tạo ra điện tử thứ cấp do tương tác với tia X, rồi được lái vào một anốt nhỏ Cường độ tia X tỉ lệ với tỉ phần nguyên tố có mặt trong mẫu Độ phân giải của phép phân tích phụ thuộc vào kích cỡ chùm điện tử và độ nhạy của detector (vùng hoạt động tích cực của detector).

Hình 2.2: Sơ đồ nguyên lí bộ ghi nhận phổ EDX

Độ chính xác của EDX ở cấp độ một vài phần trăm (thông thường ghi nhận được sự có mặt của các nguyên tố có tỉ phần cỡ 3-5% trở lên) Tuy nhiên, EDX tỏ ra không hiệu quả với các nguyên tố nhẹ (ví dụ B, C ) và thường xuất hiện hiệu ứng trồng chập các đỉnh tia X của các nguyên tố khác nhau (một nguyên tố thường phát

ra nhiều đỉnh đặc trưng Kα, Kβ , và các đỉnh của các nguyên tố khác nhau có thể chồng chập lên nhau gây khó khăn cho phân tích).

Thực nghiệm: Phổ EDX được ghi tại phòng chụp EDX – Khoa Vật lí – Trường Đại học khoa học tự nhiên – ĐH QGHN.

Cơ sở lý thuyết:

Phương pháp AAS dựa trên khả năng hấp thụ chọn lọc các bức xạ phát xạ cộng hưởng của nguyên tử ở trạng thái tự do Đối với mỗi nguyên tố, vạch cộng hưởng thường là vạch quang phổ nhạy nhất của phổ phát xạ nguyên tử của chính loại nguyên tử của nguyên tố đó.

Thông thường thì khi hấp thụ bức xạ cộng hưởng, nguyên tử sẽ chuyển từ trạng thái ứng với mức năng lượng cơ bản sang mức năng lượng cao hơn (ở gần mức năng lượng cơ bản nhất), người ta thường gọi đó là bước chuyển cộng hưởng.

Trong phương pháp này, các nguyên tử tự do được tạo ra do tác dụng của nguồn nhiệt biến các chất từ trạng thái tập hợp bất kì thành trạng thái nguyên tử, đó

là quá trình nguyên tử hóa.

Quá trình nguyên tử hóa có thể được thực hiện bằng phương pháp ngọn lửa: phun dung dịch phân tích ở trạng thái aeroson vào ngọn lửa đèn khí; hoặc bằng phương pháp không ngọn lửa: nhờ tác dụng nhiệt của lò graphit Trong ngọn lửa hay trong lò graphit, chất nghiên cứu bị nhiệt phân và tạo thành các nguyên tử tự

do Trong điều kiện nhiệt độ không quá cao (1500 – 30000C), đa số các nguyên tử được tạo thành sẽ ở trạng thái cơ bản Lúc này nếu hướng vào luồng hơi các nguyên

tử tự do một chùm bức xạ điện từ (chính là các tia phát xạ từ đèn catot rỗng được làm từ nguyên tố cần xác định) có tần số (ν) bằng tần số cộng hưởng (νch), các

nguyên tử tự do có thể hấp thụ các bức xạ cộng hưởng này và làm giảm cường độ của chùm bức xạ điện từ Các nguyên tử tự do sẽ hấp thụ bức xạ điện từ (chính là hấp thụ các tia phát xạ của chính nó) tuân theo định luật hấp thụ bức xạ điện từ, tức tuân theo định luật Bouguer – Lambert – Beer.

Thực nghiệm: Hàm lượng ion kim loại trong dịch lọc sau trao đổi ion của các mẫu zeolit được xác định bằng phương pháp AAS Thí nghiệm được thực hiện trên

máy AAlnalyst 800 (Hãng PerKinEmer) tại viện Thổ nhưỡng nông hóa – Hà Nội

với các điều kiện chuẩn như trong bảng 2.1.

Bảng 2.1: Điều kiện chuẩn đo AAS xác định hàm lượng ion kim loại

2,0/17,0 ml/phút

2,0/17,0 ml/phút

-2.2.3 Phương pháp ph h p th h ng ngo i (IR) ổi cation ất trao đổi cation ụ ồng ngoại (IR) ại zeolit

Phương pháp phổ hấp thụ hồng ngoại là một trong những phương pháp phân tíchhóa lý được sử dụng phổ biến để nghiên cứu vật liệu Nhờ phương pháp này mà ta cóthể nhận biết được loại cấu trúc chất nghiên cứu [6], các nhóm chức, tính chất bề mặtcủa vật liệu, nghiên cứu tính chất xúc tác và các trạng thái trung gian của phản ứng.Phương pháp hấp thụ hồng ngoại được sử dụng rất hiệu quả khi kết hợp cùng với cácphương pháp hóa lý hiện đại khác trong nghiên cứu cấu trúc của zeolit

- Cơ sở lý thuyết

Với các phân tử không thẳng hàng có N nguyên tử sẽ có 3N – 6 dao động chuẩn,còn phân tử thẳng hàng sẽ có 3N – 5 dao động chuẩn Mỗi dao động chuẩn ứng với mộttần số dao động cơ bản Năng lượng để làm chuyển các mức dao động này khá bé,tương đương với năng lượng bức xạ hồng ngoại Tuy nhiên, không phải phân tử nàocũng có thể hấp thụ bức xạ hồng ngoại để có hiệu ứng phổ dao động Người ta đãchứng minh rằng chỉ có những phân tử khi dao động có gây ra sự thay đổi momen lưỡngcực điện mới có khả năng hấp thụ bức xạ hồng ngoại

Về nguyên tắc, bằng thực nghiệm người ta có thể xác định các bước sóng củabức xạ hồng ngoại tương ứng với các liên kết giữa các nguyên tử, có nghĩa là tại bướcsóng đó, liên kết hấp thụ bức xạ hồng ngoại và chuyển sang một mức dao động mới –mức dao động kích thích và bước sóng đó đặc trưng cho liên kết tương ứng [6]

Người ta có thể dùng phổ hồng ngoại để phân tích định tính hoặc định lượng Đểphân tích định tính, phổ của mẫu đo được so sánh với phổ chuẩn Hoặc để xác định cấutrúc, người ta dựa vào các đám phổ so với bảng chuẩn để xác định các nhóm chức hoặccác nhóm nguyên tử Để phân tích định lượng, người ta dựa vào định luật hấp thụ ánhsáng Bouguer-Lambert-Beer Đầu tiên xây dựng đường chuẩn theo một vùng hấp thụmạnh đặc trưng Sau đó, so sánh cường độ hấp thụ của vùng hấp thụ tương ứng củamẫu phân tích với đường chuẩn

Trong nghiên cứu tính chất zeolit, người ta dùng phổ hồng ngoại để nghiên cứutính axit qua dao động trực tiếp của nhóm –OH trong vùng 3000 ÷ 4000 cm-1, hoặc dùngchất dò là bazơ yếu, sau đó đo dao động của liên kết mới bị proton hóa hoặc sự biến mấtcủa pic –OH [6, 26]

- Nghiên cứu cấu trúc của zeolit

Khi sử dụng phổ hấp thụ hồng ngoại để nghiên cứu cấu trúc tinh thể của zeolit,người ta nhận thấy rằng các dao động đặc trưng cho các nhóm Al-O và Si-O trong vùng

từ 400 ÷ 1300 cm-1[28, 44]

Đối với các aluminosilicat tinh thể, phổ hồng ngoại đặc trưng cho tinh thể thể hiện

ở 5 vùng hấp thụ chính: 300 ÷ 420 1, 420 ÷ 500 1, 500 ÷ 650 1, 650 ÷ 950

cm-1 và 950 ÷ cm-1250 cm-cm-1 [28] Những vùng phổ này đặc trưng cho hầu hết các zeolit, đó làcác vùng phổ đặc trưng cho dao động bên trong của các đơn vị cấu trúc cơ bản là các tứdiện TO4, các dao động đặc trưng cho các liên kết giữa các tứ diện Trong hai loại daođộng trên thì loại thứ hai bị ảnh hưởng mạnh bởi sự thay đổi cấu trúc tinh thể Các daođộng bất đối xứng của các liên kết bên ngoài tứ diện TO4 và dao động hóa trị T-O trong

tứ diện lần lượt được đặc trưng ở vùng phổ 950 ÷ 1250 cm-1 và 420 ÷ 500 cm-1 [28].Vùng phổ 650 ÷ 950 cm-1 là vùng đặc trưng cho các dao động hóa trị đối xứng T-O-Ttrong và ngoài tứ diện TO4, tần số của pic có thể bị thay đổi bởi tỉ lệ Si/Al trong mạng lướicấu trúc tinh thể [28] Vùng phổ đặc trưng cho sự liên kết tứ diện và hình thái của các đơn

vị cấu trúc thứ cấp trong cấu trúc tinh thể zeolit thu được ở vùng 500 ÷ 650 cm-1 và 300 ÷

420 cm-1, trong đó vùng 500 ÷ 650 cm-1 đặc trưng cho các dao động kép 6 cạnh và 5cạnh, thường quan sát thấy trong các zeolit X, Y, A, ZK-5, chabazit… Các zeolit kháckhông có cấu trúc dạng vòng kép thường hấp thụ yếu trong vùng này

- Thực nghiệm: Phổ hấp thụ hồng ngoại được ghi trên máy Impact 410 – Nicolet(Mỹ) tại Viện Hóa học – Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam trong vùng 400 ÷

4000 cm-1 Mẫu được ép viên rắn với KBr

Phương pháp nhiễu xạ tia X là phương pháp khá phổ biến để nghiên cứu vật liệu,

nó cung cấp trực tiếp những thông tin về cấu trúc vật liệu

- Cơ sở lý thuyết: Nguyên tắc chung của phương pháp là dùng một chùm điện tửtăng tốc trong điện trường và đập vào đối catot để phát ra tia X Chùm tia này phát ra,được hội tụ và tạo chùm song song

Phổ phát xạ tia X của đối catot là một dải có các vạch đặc trưng Người ta sẽ tách

ra một vạch bằng kính lọc, tia X thu được coi như đơn sắc Mỗi loại đối catot sẽ có mộtbước sóng đặc trưng, ví dụ nhiễu xạ kế D8 Advance tại khoa Hoá học – trường ĐHKHTN

sử dụng đối catot là Cu cho bước sóng CuKα = 0,15406 nm

Sau khi ghi phổ, máy sẽ so sánh với một thư viện các phổ chuẩn để xác định cácpha có trong mẫu, cấu trúc pha và tỉ phần pha

- Xác định tỉ lệ Si/Al và cấu trúc của tinh thể zeolit

Dựa vào giản đồ nhiễu xạ tia X, người ta có thể tính toán và đánh giá được sựthay đổi tỉ lệ Si/Al trong mạng lưới tinh thể zeolit

Theo tài liệu [43], trong cùng một kiểu cấu trúc mạng tinh thể của zeolit X và Y, khithông số mạng a0 tăng lên sẽ làm tăng giá trị d đặc trưng và sẽ kéo theo sự giảm tỉ lệ Si/

Al trong khung mạng tinh thể Nhận định này thể hiện rõ trong bảng 2.2

Bảng2.2: Mối quan hệ giữa các thông số mạng và tỉ lệ Si/Al

- Phân tích định lượng pha tinh thể

Cơ sở lý thuyết chung cho việc phân tích định lượng pha tinh thể là cường độvạch nhiễu xạ của mỗi pha phụ thuộc vào hàm lượng của nó Tuy nhiên, khi phân tíchđịnh lượng pha tinh thể, người ta phải dùng chất chuẩn để so sánh Tỷ lệ cường độ vạchRơnghen của pha cần xác định và vạch chuẩn tuân theo hệ thức:

§Trong đó:

Inc, Ic: Cường độ vạchnghiên cứu và vạch chuẩn

Cnc, Cc: Nồng độ chất nghiên cứu và nồng độ chất chuẩn

- Thực nghiệm: Giản đồ nhiễu xạ tia X được đo trên máy D8 ADVANCE (Bruker,Đức) tại khoa Hóa học - ĐH KHTN với bức xạ CuK-α (bước sóng 0,15406 nm), thế tăngtốc 40 kV, 40 mA, góc đo 25÷80, bước quét 0.030 s-1

Hiển vi điện tử là phương pháp sử dụng chùm tia electron năng lượng cao

để khảo sát những vật thể rất nhỏ Kết quả thu được qua những khảo sát này phản ánh về mặt hình thái học, diện mạo học và tinh thể học của vật liệu mà chúng ta cần xác định Phương diện hình thái học bao gồm hình dạng và kích thước của hạt cấu trúc nên vật liệu Diện mạo là các đặc trưng bề mặt của một vật liệu bao gồm kết cấu bề mặt hoặc độ cứng của vật liệu Phương diện tinh thể học mô tả cách sắp xếp của các nguyên tử trong vật thể như thế nào Chúng có thể sắp xếp có trật tự trong mạng tạo nên trạng thái tinh thể hoặc sắp xếp ngẫu nhiên hình thành dạng vô định hình Cách sắp xếp của các nguyên tử một cách

có trật tự sẽ ảnh hưởng đến các tính chất như độ dẫn, tính chất điện và độ bền của vật liệu.

Kính hiển vi điện tử quét (SEM) là một loại kính hiển vi điện tử có khả năng tạo rahình ảnh bề mặt mẫu với độ phân giải cao

Hình 2.3:

Sơ đồ làmviệc củakính hiển viđiện tửquétNguyêntắc củaphươngpháp là chomột chùmđiện tử điqua cácthấu kínhđiện từ đểhội tụ thànhmột điểm rất nhỏ chiếu lên mặt của mẫu nghiên cứu Từ điểm ở trên bề mặt mẫu mà điện

tử chiếu đến có nhiều loại hạt, nhiều loại tia phát ra, gọi chung là các loại tín hiệu Mỗi loạitín hiệu phản ánh một đặc điểm của mẫu tại điểm được điện tử chiếu đến Cho chùm tia

điện tử quét trên mẫu và quét một cách đồng bộ Một tia điện tử trên màn hình của đènhình, thu và khuếch đại một loại tia nào đó từ mẫu phát ra để làm thay đổi cường độ sángcủa tia điện tử quét trên màn hình ta sẽ có được ảnh Với ảnh phóng đại bằng phươngpháp quét cho phép quan sát bề mặt mấp mô, không yêu cầu mẫu phải dát mỏng vàphẳng.

- Thực nghiệm: Ảnh hiển vi điện tử quét của mẫu được ghi trên máy Hitachi S4800 Scanning Electron Microscope (Nhật Bản) tại Viện Vệ sinh dịch tễ trung ương.

Chương 3: THỰC NGHIỆM, KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN

3.1 Nguyên liệu và hóa chất

Nguyên liệu được sử dụng để tổng hợp zeolit là rơm tươi tại xã Quỳnh Thi Quỳnh Phụ - Thái Bình

Bảng 3.1: Các hóa chất sử dụng trong quá trình thực nghiệm

3.2 Xác định độ ẩm, độ tro hóa của rơm rạ

Cách tiến hành: Cân một lượng rơm rạ, sau đó sấy khô ở 105oC trong thời gian là24h và đem xác định lại khối lượng sau khi sấy khô

Khối lượng rơm rạ ban đầu: mđ = 260(g)

Khối lượng rơm rạ sau khi đã sấy khô: ms = 200(g)

Vậy độ ẩm của rơm rạ là:

Cách tiến hành: Cân một lượng rơm rạ, sau đó đem đốt hoàn toàn thành tro, vàxác định khối lượng của tro thu được sau khi đốt

Khối lượng rơm rạ ban đầu: mđ = 73,547 (g)

Khối lượng tro (sau khi đốt): ms =12,683 (g)

Vậy độ tro hóa của rơm rạ khô bằng:

Nhận xét:Rơm rạ có độ ẩm,

và độ tro hóa cao Trong khi đốt một phần lớn cacbon chứa trong rơm rạ đã chuyển vềdạng CO2 bay lên

3.3 Kết quả phân tích thành phần tro rơm rạ

Thành phần hóa học trong tro rơm rạ đã được xác định tại Viện Vật liệu – ViệnHàn lâm Khoa học và công nghệ Việt Nam, kết quả được đưa ra ở bảng 3.2

Hàm lượng silic được xác định bằng phương pháp khối lượng, hàm lượng các kimloại xác định bằng phương pháp AAS

Bảng 3.2: Thành phần hóa học trong tro rơm rạ

cacbon trong tro,

chúng tôi tiến hành nung tro ở 5500C trong 5 giờ và tính toán hàm lượng SiO2 trong tro

260 - 200

260 x 100% = 23,98%

12,683 73,574 (1 - 0,2398) x 100% = 22,68%

12,683 32,29 73,547 100 x 100% = 5,57 (%)

sau nung với giả thiết silic không bị hao hụt trong quá trình nung, phần giảm khối lượngchủ yếu do cacbon bị đốt, tạo CO2 bay lên.

Khối lượng tro ban đầu: Mđ = 48,2 (g)

Khối lượng tro sau nung: Ms = 39 (g)

Như vậy, hàm lượng silic tính theo SiO2 trong tro sau nung là:

§Nhận xét: Hàm

lượng silic trong tro rơm

rạ cao, vì vậy có thể sử dụng rơm rạ làm nguồn nguyên liệu tự nhiên cung cấp silic choquá trình tổng hợp zeolit Tro sau nung được sử dụng làm nguồn cung cấp silic cho cácthí nghiệm tiếp theo

3.4 Khảo sát khả năng chiết silic từ rơm rạ và tro rơm rạ

Quá trình tổng hợp phụ thuộc rất lớn vào hiệu suất của quá trình chiết silic Do đóchúng tôi đã tiến hành nghiên cứu ảnh hưởng của hàm lượng NaOH, nhiệt độ và thờigian chiết đến hiệu suất chiết silic

Cách tiến hành:

- Cho lượng rơm rạ (đã được cắt nhỏ) hoặc tro rơm rạ vào dung dịch NaOH nồng

độ ~ 5M, khuấy đều, chuyển vào bình phản ứng (auto clave), duy trì ở một nhiệt độ xácđịnh t0C trong một khoảng thời gian t (giờ)

- Lọc lấy dịch lọc và xác định hàm lượng silic trong dịch lọc

3.4.1 Chiết silic từ rơm rạ tươi

3.4.1.1 Ảnh hưởng của hàm lượng NaOH

Để nghiên cứu ảnh hưởng của hàm lượng NaOH đến quá trình chiết silic từ rơm rạ tươi, chúng tôi tiến hành như quy trình đã trình bày ở mục 3.4 Ở đây, chúng tôi cố định nhiệt độ ở 150oC và thời gian là 24h, khảo sát quá trình chiết với tỉ lệ Na/Si thay đổi từ 1,8 đến 2,4 Lượng silic trong rơm rạ tươi được tính dựa trên kết quả mục 3.3 là 5,57% (qui về SiO2) Kết quả được trình bày trong bảng 3.3

Bảng 3.3: Ảnh hưởng của tỉ lệ Na/Si đến quá trình chiết silic từ rơm rạ

Khối lượng

rơm (g) Tỉ lệ Na/Si mSiO2thực tế (g) mSiO2lý thuyết (g)

Hiệu suất (%)

48,2 32,29%

39 = 40%