. Phân loại theo kích thước mao quản Dựa vào kích thước mao quản người ta chia ra 3 loại zeolit: a. Mao quản rộng: đường kính mao quản từ 7 ÷ 8 Ao b. Mao quản trung bình: đường kính mao quản từ 5 ÷ 6,9 Ao c. Mao quản hẹp: đường kính mao quản bé hơn 5 Ao
KỸ THUẬT XÚC TÁC TS Ngô Thanh An GIỚI THIỆU • • • • Tiếng Hy Lạp (zéō) nghĩa “sơi" (líthos) nghĩa “đá" Zeolite tinh thể alumino-silicat với cấu trúc xốp,mở, có kích thước chiều thang nano Có khoảng 40 zeolite tự nhiên Trên 140 loại zeolite tổng hợp ZSM (MFI) MORDENITE (MOR) GIỚI THIỆU GIỚI THIỆU CÁC LOẠI ZEOLITE ĐƯỢC ĐĂNG KÝ CÁC LOẠI ZEOLITE ĐƯỢC ĐĂNG KÝ PHÂN LOẠI ZEOLITE Phân loại theo kích thước mao quản Dựa vào kích thước mao quản người ta chia loại zeolit: a Mao quản rộng: đường kính mao quản từ ÷ Ao b Mao quản trung bình: đường kính mao quản từ ÷ 6,9 Ao c Mao quản hẹp: đường kính mao quản bé Ao PHÂN LOẠI ZEOLITE Phân loại theo thành phần hóa học Người ta xếp theo thành phần hóa học : 2.1 Zeolit nghèo silic (Si) giàu nhôm (Al) 2.2 Zeolit trung bình silic (Si) 2.3 Zeolit giàu silic (Si), đặc biệt có loại zeolit khơng có nhơm, gọi silicalit PHÂN LOẠI ZEOLITE 2.1 Zeolit nghèo Si giàu Al Đây loại zeolit có tỷ lệ Si/Al xấp xỉ Theo quy tắc Loweinstein tỷ lệ Si/Al=1 giới hạn Đây loại zeolit có chứa lượng cation bù trừ cực đại; có nghĩa có dung lượng ion trao đổi lớn so với loại zeolit khác • Zeolit kiểu A: có Si/Al=1 • Zeolit kiểu X (thuộc họ Faujazite): có Si/Al=1,1 ÷ 1,2 Chẳng hạn loại NaX có đường kính mao quản lớn 8Ao PHÂN LOẠI ZEOLITE 2.1 Zeolit nghèo Si giàu Al TÍNH CHẤT CƠ BẢN Có thể thay đồng hình Al nguyên tố như: Be, B, Ti, Cr, Fe,Zn, Ga, Ge V biến tính tính axit zeolite Lực axit thay đổi sau: TÍNH CHẤT CƠ BẢN Zeolite đóng vai trò xúc tác bazơ: -butyrolactone Hoạt tính thay đổi theo thứ tự: NaX có hoạt tính NaY Xúc tác axit HY hay MgY khơng có hoạt tính ỨNG DỤNG ZEOLITE Zeolite sử dụng rộng rãi công nghiệp lọc hố dầu Ví dụ: Phản ứng cracking xúc tác (xúc tác acid) Phản ứng chuyển hoá methanol thành gasoline (xúc tác acid với lựa chọn hình dạng) Hydrocarcking parafin (xúc tác lưỡng chức) ỨNG DỤNG ZEOLITE ỨNG DỤNG ZEOLITE ỨNG DỤNG ZEOLITE ỨNG DỤNG ZEOLITE ỨNG DỤNG ZEOLITE FCC catalyst – HY zeolite TỔNG HỢP ZEOLITE • Nguyên liệu thô (ZSM-5) – Nước cất – NaOH – Tetrapropylammonium hydroxide – Silicic Acid – Sodium Aluminate TỔNG HỢP ZEOLITE • Các vấn đề cần quan tâm nguyên liệu – Hàm lượng nước – Nguồn Sodium Aluminate – Nguồn Silica – Độ tinh khiết nguyên liệu TỔNG HỢP ZEOLITE • Nucleation process – Primary • Homogeneous or Heterogeneous – No significant Difference – Secondary • Initial breeding – Parent crystals aid nucleation • Contact - No significant difference • Shear - No significant difference • Fracture – No significant difference TỔNG HỢP ZEOLITE • Process Steps (ZSM-5) – Seeding Gel Preparations • Mix water + NaOH + TPA-OH • Add Silica in portions • Agitate for hour • Hold at 100C for 16 hours – Synthesis of Gel Preparation • Add water + NaOH + Sodium Aluminate • Add Silica in portions, agitate for hour • Add Seeding gel • Agitate for hour TỔNG HỢP ZEOLITE • Process Steps (ZSM-5) – Crystallization • Hold at 180C for 40 hours, no agitation – Product Recovery • Recover product by filtration • Wash thoroughly with distilled water • Dry at 105C for 24 hours • Pulverize dried product for 24 hours TỔNG HỢP ZEOLITE TỔNG HỢP ZEOLITE Na2SiO3 NaOH Al(OH)3 H2O NaAlO2 H2O ấm Làm muồi H2O Lọc H2O thải Tạo gel Kết tinh Sản phẩm SƠ ĐỒ QUY TRÌNH TỔNG HỢP ZEOLITE ... ZEOLITE BỘ KHUNG CỦA ZEOLITE BỘ KHUNG CỦA ZEOLITE BỘ KHUNG CỦA ZEOLITE BỘ KHUNG CỦA ZEOLITE Cấu trúc FAU BỘ KHUNG CỦA ZEOLITE Zeolite Y BỘ KHUNG CỦA ZEOLITE BỘ KHUNG CỦA ZEOLITE ... KHUNG CỦA ZEOLITE Tứ diện TO4 sodalite Quy luật Lowenstein: cấu trúc zeolite, không tồn liên kết Al-OAl, mà có dạng liên kết Si-O-Si Si-O-Al, tỷ lệ Si/Al BỘ KHUNG CỦA ZEOLITE BỘ KHUNG CỦA ZEOLITE. .. KHUNG CỦA ZEOLITE (SiO2) BỘ KHUNG CỦA ZEOLITE + Na Na+ [(SiO2) (AlO2)- ] zH2O BỘ KHUNG CỦA ZEOLITE Các cation (Na+,NH4+, H+, kim loại chuyển tiếp) định vị bên kênh dẫn, khoang rỗng zeolite để