Nguồn gốc: Zeolit đã có lịch sử phát triển hơn 260 năm kể từ năm 1756 khi được phát hiện bởi Fredrich Cronsted nhà khoáng học người Thụy Điển. Cronsted đã phát hiện ra một loại khoáng với tên gọi Zeolite nhờ hơi nước thoát ra khi nung khoáng này.Tiếng Hy Lạp “Zeo” là sôi, “Lithot” là đá, vì vậy Zeolit có nghĩa là “đá sôi”. Năm 1956, các Zeolite đầu tiên được tổng hợp Hiện nay đã có khoảng hơn 15.000 công trình đã công bố và hơn 10.000 phát minh sáng kiến nghiên cứu về tổng hợp cấu trúc và ứng dụng của zeolit. Mỗi năm trên thế giới tiêu thụ khoảng vài triệu tấn zeolit. Định nghĩa: Zeolit là các hợp chất vô cơ dạng aluminosilicat tinh thể có cấu trúc không gian ba chiều với hệ thống lỗ xốp đồng đều và rất trật tự. Nhờ hệ thống lỗ đó mà zeolit có thể hấp phụ những phân tử có kích thước nhỏ hơn kích thước lỗ của chúng và đẩy ra những phân tử có kích thước lớn hơn. =>Với khả năng đó zeolit còn được xem là một loại “rây phân tử” Công thức chung: Mxn(AlO2)x.(SiO2)y.zH2O M là cation bù trừ điện tích âm và có hoá trị n. x, y là số tứ diện nhôm và silic, thông thường yx ≥1 và thay đổi tuỳ theo từng loại zeolit, z là số phân tử nước kết tinh trong zeolit.
Kính chào thầy, bạn ! TỔNG HỢP ZEOLITE • • GVHD : PGS Trịnh Xuân Anh SVTH http://dichvudanhvanban.com : Nguyễn Văn Nam Tổng hợp Zeolite I GIỚI THIỆU VỀ ZEOLITE II.TỔNG HỢP ZEOLITE http://dichvudanhvanban.com Giới thiệu Zeolite Nguồn gốc- định nghĩa Phân loại Các loại cấu trúc Zeolite http://dichvudanhvanban.com Tính chất bề mặt Zeolite Ứng dụng Zeolite 1.Nguồn gốc- Định nghĩa Nguồn gốc: Zeolit có lịch sử phát triển 260 năm kể từ năm 1756 phát Fredrich Cronsted - nhà khoáng học người Thụy Điển Cronsted phát loại khoáng với tên gọi Zeolite nhờ nước thoát nung khoáng này.Tiếng Hy Lạp “Zeo” sơi, “Lithot” đá, Zeolit có nghĩa “đá sôi” Năm 1956, Zeolite tổng hợp Hiện có khoảng 15.000 cơng trình cơng bố 10.000 phát minh sáng kiến nghiên cứu tổng hợp cấu trúc ứng dụng zeolit Mỗi năm giới tiêu thụ khoảng vài triệu zeolit http://dichvudanhvanban.com 1.Nguồn gốc- Định nghĩa Định nghĩa: Zeolit hợp chất vô dạng aluminosilicat tinh thể có cấu trúc khơng gian ba chiều với hệ thống lỗ xốp đồng trật tự Nhờ hệ thống lỗ mà zeolit hấp phụ phân tử có kích thước nhỏ kích thước lỗ chúng đẩy phân tử có kích thước lớn =>Với khả zeolit xem loại “rây phân tử” Công thức chung: Mx/n[(AlO2)x.(SiO2)y].zH2O M cation bù trừ điện tích âm có hố trị n x, y số tứ diện nhôm silic, thông thường y/x ≥1 thay đổi tuỳ theo loại zeolit, z http://dichvudanhvanban.com số phân tử nước kết tinh zeolit Phân loại : Có nhiều cách phân loại Zeolite thông thường người ta phân loại theo : Nguồn gốc Kích thước mao quản Thành phần hóa học http://dichvudanhvanban.com Phân loại : Nguồn gốc : Zeolit tự nhiên: Là aluminosilicat tạo tác động địa chấn môi trường.Tuy nhiên, zeolit bền, độ tinh khiết khơng cao thành phần hóa học biến đổi :ferierit, chabazit, analcime, mordenit… Zeolit tổng hợp: Do zeolit tự nhiên không đáp ứng yêu cầu đặt trình sử dụng nên người ta tìm cách tổng hợp zeolit Zeolit tổng hợp khắc phục hạn chế zeolit tự nhiên, với ưu điểm vượt trội, tiêu biểu thành phần đồng tinh khiết, đa dạng chủng loại : Zeolite A, Zeolite X, Zeolite Y, Zeolite ZSM-5… http://dichvudanhvanban.com Phân loại : Kích thước mao quản : Zeolit có mao quản nhỏ: Đường kính mao quản < 5Å, cửa sổ mao quản tạo nên vòng ≤ oxy zeolit A, P1 Zeolit có mao quản trung bình: Đường kính mao quản từ 5Å ÷ 6Å, cửa sổ mao quản tạo nên vòng 10 oxy zeolit ZSM – Zeolit có mao quản rộng: Đường kính mao quản >7Å, cửa sổ mao quản tạo nên vòng ≥ 12 oxy zeolit X, Y http://dichvudanhvanban.com Phân loại : Hình 1: mơ tả cửa sổ oxi(A); 10 oxi(ZSM-5); 12 oxi(Y) tương ứng với loại mao quản nhỏ, trung bình, lớn http://dichvudanhvanban.com Phân loại : Thành phần hóa học: Theo quy tắc lowenstein xác định rằng: nguyên tử Al tồn lân cận nhau, nghĩa cấu trúc Zeolite tồn cấu trúc AlO-Al mà có liên kết Si-O-Al hay Si-O-Si Nói cách khác tồn Si/Al >1 Zeolite Zeolite nghèo nghèo Si Si giàu giàu Al Al Họ Họ Zeolite Zeolite Zeolite Zeolite giàu giàu Si Si aminophotphat aminophotphat Thành phần Hóa Học Zeolite Zeolite có có hàm hàm lượng lượng Rây Rây phân phân tử tử Zeolite Zeolite trung trung bình bình Zeolite Zeolite giàu giàu Si Si đã tách tách Al Al http://dichvudanhvanban.com 2.Tổng hợp Zeolite từ hợp chất vơ khơng có cấu trúc Phương pháp 1: Tạo gel aluminosilicat từ thủy tinh lỏng hay tinh thể natri silicat trộn với natri aluminat cách khuấy trộn nhiệt độ phòng (thường ) Kết tinh hỗn hợp điều kiện bình thường (theo sơ đồ kết tinh) Phương pháp 2: Tạo gel ban đầu cách rót dung dịch natri silicat vào natri aluminat kiềm nhiệt độ kết tinh khuấy Tinh thể Zeolite thu trường hợp có kích thước lớn cách tổng hợp theo phương pháp http://dichvudanhvanban.com 2.Tổng hợp Zeolite từ hợp chất vơ khơng có cấu trúc http://dichvudanhvanban.com 2.Tổng hợp Zeolite từ hợp chất vơ khơng có cấu trúc • Các yếu tố ảnh hưởng Nhiệt độ : tổng hợp áp suất thường khoảng nhiệt độ giao động rộng Áp suất: thường tổng hợp áp xuất khí Thời gian kết tinh: từ 8-12h điều kiện khuấy liên tục nhiệt độ khoảng C Nếu nhiệt độ tăng thời gian kết tinh sản phẩm giảm Hàm lượng kiềm: nồng độ cao thời gian kết tinh dài,nhưng nồng độ thấp khó kết tinh gel aluninosilicat Hàm lượng nước: ảnh hưởng đến trình tạo gel ban đầu, hàm lượng nước cao trường kết tinh NaA rộng http://dichvudanhvanban.com 2.Tổng hợp Zeolite từ hợp chất vơ khơng có cấu trúc b Phương pháp tổng hợp Zeolite X, Y ZeoliteX:SiO2/Al2O3=2-3 Zeolite SiO2/Al2O3=4 Nguyên liệu: natri silicat, natri aluminat, NaOH chất khác • • • • • • Thành phần gel tổng hợp Zeolite X: SiO2/Al2O3=2,2-3,2 Na2O/SiO2=1,0-2,3 H2O/Na2O=25-65 Thành phần gel tổng hợp Zeolite Y: SiO2/Al2O3=8 Na2/SiO2=0.4 H2O/Na2O=10 http://dichvudanhvanban.com 2.Tổng hợp Zeolite từ hợp chất vô khơng có cấu trúc http://dichvudanhvanban.com 2.Tổng hợp Zeolite từ hợp chất vơ khơng có cấu trúc http://dichvudanhvanban.com 2.Tổng hợp Zeolite từ hợp chất vơ khơng có cấu trúc Các phương pháp điều chế Zeolite Y có tỉ số Si/Al cao Tổng hợp Zeolite Y có tỉ số Si/Al~2.5, sau tăng tỉ số Si/Al phương pháp sau: Xử lý nhiệt nhiệt – nước Kết hợp xử lý thủy nhiệt xử lý hóa học Xử lý hóa học: tách Al từ Zeolite thông thường kèm theo phản ứng Zeolite với tác nhân hóa học Tổng hợp trực tiếp: phương pháp khó thực hiên , tổng hợp Zeolite Y có Si/Al cao 3-3.5 thực quy mô công nghiệp http://dichvudanhvanban.com 2.Tổng hợp Zeolite từ hợp chất vô khơng có cấu trúc c.Phương pháp tổng hợp USY Kỹ thuật truyền thống sử dụng nhiệt độ cao 1300 độ F đến 1500độ F dùng để nung Zeolite HY Lọc axit, trích li hóa học va thay hóa học tất dạng tách nhôm, dạng phổ biến năm gần Ưu điểm q trình so với tách nhôm truyền thống việc loại bỏ Zeolite khơng có nhơm khung thu hút giữ Al2O3 lòng cấu trúc Zeolite http://dichvudanhvanban.com 2.Tổng hợp Zeolite từ hợp chất vơ khơng có cấu trúc http://dichvudanhvanban.com 2.Tổng hợp Zeolite từ hợp chất vơ khơng có cấu trúc d Phương pháp tổng hợp ZSM-5 http://dichvudanhvanban.com 3.Tổng hợp Zeolite từ hợp chất vơ có cấu trúc Chuyển hóa Kaolin thành Zeolite Kaolin khống sản phi kim hình thành q trình phong hóa phenpat chủ yếu octodaz anbit.Còn gọi khống kaolin hóa Nguồn kaolin Việt Nam dự báo khoảng 15 triệu tấn, hàm lượng Al2O3 kaolin khoảng từ 29% đến 50%.Quặng kaolin có Lào Cai, Yên Bái, Phú Thọ, Quảng Ninh, Tuyên Quang… http://dichvudanhvanban.com 3.Tổng hợp Zeolite từ hợp chất vơ có cấu trúc Cơng thức hóa học Al2O3.2SiO2.2H2O Thành phần lý thuyết : Al2O3 ~39,48% SiO2 ~ 46,6% H2O~ 13,92% Tỷ trọng: 2,57-2,61 Độ cứng 1-2,5 http://dichvudanhvanban.com 3.Tổng hợp Zeolite từ hợp chất vơ có cấu trúc http://dichvudanhvanban.com 3.Tổng hợp Zeolite từ hợp chất vô có cấu trúc http://dichvudanhvanban.com L/O/G/O Cảm ơn thầy bạn ý lắng nghe ! http://dichvudanhvanban.com .. .Tổng hợp Zeolite I GIỚI THIỆU VỀ ZEOLITE II.TỔNG HỢP ZEOLITE http://dichvudanhvanban.com Giới thiệu Zeolite Nguồn gốc- định nghĩa Phân loại Các loại cấu trúc Zeolite http://dichvudanhvanban.com... http://dichvudanhvanban.com II Tổng hợp Zeolite 1.Nguyên tắc chung 2 .Tổng hợp Zeolite từ hợp chất vơ khơng có cấu trúc hợp chất vơ có cấu trúc http://dichvudanhvanban.com 1.Ngun tắc chung Zeolite aluminosilicat... cấu trúc Zeolite tồn cấu trúc AlO-Al mà có liên kết Si-O-Al hay Si-O-Si Nói cách khác tồn Si/Al >1 Zeolite Zeolite nghèo nghèo Si Si giàu giàu Al Al Họ Họ Zeolite Zeolite Zeolite Zeolite giàu