ZEOLIT rây PHÂN tử và NHỮNG KHẢ NĂNG ỨNG DỤNG THỰC tế đa DẠNG

zeolit - rây phân tử khả ứng dụng thực tế đa dạng GS.TS Mai Tuyên Viện Hóa học Công nghiệp Việt Nam Hà Nội - 2009 Từ nhiều thập niên trớc, zeolit- rây phân tử trở thành mặt hàng có thị trờng rộng lớn giới, đáp ứng nhu cầu nhiều lĩnh vực Đến nay, nớc ta vào thời kỳ phát triển mạnh, dầu khí, sản xuất nhiên liệu sạch, nguyên liệu cho công nghiệp hoá chất, công nghiệp dợc phẩm bảo vệ môi trờng Thị trờng zeolit chắn đợc mở rộng đất nớc ta Dới đây, giới thiệu cách khái quát tình hình phát triển lĩnh vực này, khả ứng dụng zeolit, nh triển vọng tiếp cận phát triển khoa học công nghệ zeolit để đáp ứng nhu cầu thị trờng I Vài nét lịch sử phát triển zeolit- rây phân tử Zeolit có lịch sử phát triển 250 năm, kể từ năm 1756, nhà khoáng vật học Fredrich Cronsted ngời Thuỵ Điển tập hợp đợc khoáng vật tinh thể từ mỏ đồng đặt tên zeolite, bắt nguồn từ tiếng Hy Lạp, có nghiã đá sôi, khoáng vật bị đốt nóng, nhận thấy có nớc bốc Dần dần, zeolit đợc nghiên cứu ngày sâu sắc phát đợc nhiều khả ứng dụng hữu ích đa dạng, đến zeolit đợc ứng dụng phổ biến thực tế nhiều nớc giới Từ năm 1960, với việc ứng dụng zeolit làm xúc tác công nghiệp chế biến dầu khí, zeolit đợc đánh giá mang lại biến đổi có tính chất cách mạng bắt đầu thời kỳ nghiên cứu khoa học công nghệ có tính chất bùng nổ toàn giới xác định cấu trúc, đánh giá tính chất đặc trng nh khả ứng dụng vô phong phú zeolit Công trình nghiên cứu zeolit ngời Việt Nam năm 60 kỷ trớc, liên tục nay, lĩnh vực vÉn cã søc hÊp dÉn nhiỊu nhãm nghiªn cøu ë nớc ta không ngừng tiến hành công trình khoa học công nghệ zeolit Zeolit tên chung để một họ vật liệu khoáng vô có thành phần aluminosilicat có cấu trúc tinh thể, tạo nên hệ thống vi mao quản phát triển với cửa sổ đặn kích thớc phân tử, có khả hấp phụ chọn lọc, nên zeolit đợc biết nh loại rây ph©n tư” HiƯn nay, thùc tÕ ng−êi ta sư dụng zeolit tự nhiên zeolit tổng hợp, theo mục tiêu công nghệ khác Cho đến nay, giới biết đến 48 loại zeolit tự nhiên 150 loại zeolit tổng hợp Zeolit tự nhiên đợc phát vào năm 1756, zeolit tổng hợp zeolit loại A đợc tổng hợp vào năm 1949 chi nhánh Linde (Linde division) cđa h·ng Union Carbide ë Mü HiƯn nay, toµn thÕ giới sản xuất zeolit tự nhiên tổng hợp triệu tấn/năm Năm 2001, mc tiờu th zeolit tồn thÕ giíi 3,5 triƯu tÊn, ®ã zeolit tự nhiên chiếm 18% Các nớc có nguồn zeolit tự nhiên dồi l Trung Quốc, Cuba, Mỹ, Nga, CH.Liên bang Đức, Nhật Bản, Hn Quốc, Italia, Nam Phi, Hungari, Bungari Thỉ NhÜ kú Trung Qc lµ nớc sản xuất zeolit nhiều nhất, đạt 2,5 triệu tấn/năm, tơng đơng 65% nhu cầu giới, nhng zeolit đợc sản xuất Trung Quốc thờng có chất lợng thấp Cu Ba nớc sản xuất nhiều zeolit, đạt tới 15% nhu cầu giới Tiếp sau Cu Ba CH Liên bang Đức, Nhật Bản Hàn Quốc Chất lợng zeolit tổng hợp cao loại đợc sản xuất Mỹ Theo dự báo, nhu cầu zeolit vào năm 2010 tăng lên 5,5 triệu Zeolit đợc xem vật liệu cho giíi “xanh”, tøc lµ vËt liƯu cđa thÕ kû 21 Hiện có đánh giá zeolit góp phần tạo nên hiệu kinh tế giới đến hàng ngàn tỉ USD Những phát triển ứng dụng zeolit kỷ 21 chắn làm tăng cao đóng góp zeolit cho kinh tế toàn cầu Lĩnh vực sử dụng nhiều zeolit sản xuất chất giặt rửa Lĩnh vực nµy, hiƯn sư dơng tíi 1,3 triƯu tÊn, chđ yếu zeolit loại A Lĩnh vực sử dụng lợng lớn zeolit tiếp sau xúc tác công nghiệp, đạt 117 ngàn tấn/năm, tơng đơng 55% thị trờng xúc tác giới Ngoài ra, zeolit đợc sử dụng hiệu nhiều lĩnh vực khác, ví dụ xử lý ô nhiễm môi trờng, việc điều chế nguyên liệu bán thành phẩm siêu sạch, việc tách n-parafin từ phân đoạn dầu mỏ, sấy khô, tinh chế tách chất khí chất lỏng công nghiệp Zeolit đợc dùng công nghiệp nguyên tử, chế tạo máy, nông nghiệp y dợc Sở dĩ zeolit đợc ứng dụng rộng rãi thực tế mang lại hiệu kinh tế cao chúng có tính chất đặc biệt, mà tính chất đặc thù có đợc lại cấu trúc thành phần hoá học chúng định Dới đây, trớc trình bày khả ứng dụng zeolit, nêu tóm tắt đặc điểm thành phần, cấu trúc tính chất zeolit II Thành phần cấu trúc zeolit Thành phần chung zeolit Nh nói, zeolit tên gọi chung nhóm kho¸ng chÊt aluminosilicat Trong cÊu tróc tinh thĨ cđa zeolit, tứ diện nhôm-oxi (AlO4) tứ diện silic-oxi (SiO4) liên kết với qua cầu oxi SiO4 AlO4 thờng đợc viết chung tứ diện TO4 (trong đó, T = Si Al) Trong tứ diện đó, nhôm silic vị trí trung tâm tứ diện, đỉnh tứ diện nguyên tử oxi Silic có hoá trị bốn, nên tứ diện SiO4 trung hoà điện, nhôm có hoá trị ba, nên tứ diện AlO4- có điện tích âm Để trung hoà điện tích âm mạng lới, zeolit có thêm cation dơng bù trừ điện tích âm, thờng ion Na+, K+, Ca2+, Mg2+ Sù cã mỈt cđa cation bï trõ làm cho zeolit cã tÝnh chÊt trao ®ỉi ion, tính chất quan trọng đa đến ứng dụng đa dạng v hiệu Số cation Na+ số nguyên tử Al có thành phần cấu trúc tinh thể zeolit, số nguyên tử nhôm nhỏ số nguyên tử silic điều kiện thờng, zeolit phân tử nớc luôn lấp đầy khoảng không gian trống bên cấu trúc mạng lới zeolit Công thức phân tử chung đơn vị cấu trúc zeolit viết nh sau: M2/mO.Al2O3.nSiO2.pH2O Trong công thức đó, m hoá trị ion kim loại M, n tỉ số SiO2/Al2O3 p số phân tử nớc lấp đầy khoảng không gian trống bên zeolit Nh vậy, nói chung, thành phần zeolit điều kiện thờng có nhôm oxit, silic oxit, cation bù trừ nớc Phơng pháp kiến tạo cấu trúc zeolit Kích thớc nguyên tử oxi 1,32 , tức lớn kích thớc silic (0,39 ) nhôm (0,57 ), nên tạo thành tứ diện với silic nhôm, oxi trùm lên ion Các tứ diện nhôm-oxi AlO4 silic-oxi SiO4 (hay tứ diện TO4) đợc gọi đơn vị cấu trúc sơ cấp (primary building unit) Các đơn vị cấu trúc sơ cấp giống loại zeolit Zeolit trở nên khác đơn vị cấu trúc sơ cấp kết nối theo cách khác thành đơn vị cấu trúc thứ cấp (secondary building unit, thờng đợc viết tắt SBU) Các loại đơn vị cấu trúc thứ cấp biết nh đợc nêu hình Hình Sơ đồ đơn vị cấu trúc thứ cấp zeolit kh¸c C¸c tø diƯn TO4 n»m ë c¸c nút (các đỉnh), oxi nằm đờng kết nối Một cách phân loại zeolit chia zeolit thành nhóm Các nhóm ứng với đơn vị cÊu tróc thø cÊp (SBU) nh− b¶ng B¶ng Đơn vị cấu trúc thứ cấp (SBU) ứng với c¸c nhãm Nhãm SBU Vòng đơn, S4R Vòng đơn, S6R Vòng kép, D4R Vòng kép, D6R Phức hợp 4-1, đơn vị T8O10 Phức hợp 5-1, đơn vị T8O16 Phức hợp 4-4-1, đơn vị T10O20 Tiếp theo, đơn vị cấu trúc thứ cấp lại kết nối với theo c¸c c¸ch kh¸c Trong mét sè zeolit, nh− zeolit loại A, zeolit loại X Y, có chung cấu trúc sodalit với dạng hình học lập phơng bát diện, đợc gọi đơn vị sodalit Mỗi đơn vị sodalit có 24 nguyên tử nhôm silic 48 nguyên tử oxi Đơn vị sodalit có đờng kính 6,6 , thể tích khoảng trống bên 150 3, gồm mặt sáu cạnh mặt bốn cạnh Các đơn vị cấu trúc sodalit lại kết nối với theo cách khác để tạo thành loại zeolit khác Để minh hoạ, hình nêu số cách kết nối từ đơn vị cấu trúc sơ cấp đến cấu trúc số loại zeolit khác Từ hình ảnh cấu trúc zeolit (hình 2), nhận thấy rõ ràng zeolit vật liƯu xèp, cã hƯ thèng vi mao qu¶n víi kÝch thớc cửa sổ đặn vững chắc, bề mặt phát triển Chính thế, zeolit thể khả hấp phụ cao chọn lọc Chỉ phân tử có kích thớc nhỏ kích thớc cửa sổ zeolit thâm nhập vào bề mặt zeolit đợc hấp phụ đó, phân tử có kích thớc lớn bị loại Chính khả zeolit tạo tiềm ứng dụng cao chúng thực tế Hình Minh hoạ việc tạo thành mạng lới tinh thể zeolit Nh nói, thành phần zeolit có mặt cation bù trừ điện tích Các cation linh động dễ dàng bị trao đổi với cation khác Sự có mặt cation zeolit tạo khả biến tính zeolit qua trao đổi ion, tạo thành vật liệu có hoạt tính đa dạng, đáp ứng nhiều yêu cầu thực tế công nghiệp, bảo vệ môi trờng, nông nghiệp y dợc Giíi thiƯu cÊu tróc mét sè zeolit th«ng dơng Số lợng zeolit tự nhiên tổng hợp biết lên đến hàng trăm, nhng có ứng dụng nhiỊu thùc tÕ, th× chØ ë sè d−íi chục Những zeolit đợc sử dụng nhiều zeolit A, zeolit faujasit (X vµ Y), zeolit ZSM-5, mordenit, clinoptilolit Dới nêu cấu trúc số zeolit ®ã ÕZeolit lo¹i A cã tØ sè Si/Al = 1, dạng natri có công thức chung (Na2O).Al2O3.2SiO2.4,5H2O Công thức tế bào đơn vị: Na12[(AlO2)12(SiO)12].27H2O Trong zeolit A, tỉ sè Si/Al b»ng tõ 0,7 ®Õn 1,2, sè cation Na+ số nguyên tử Al mạng lới Tinh thể lập phơng, số tế bào nguyên tố a = 12,32 SBU D4R Hệ thống mao quản cđa zeolit A cã kÝch th−íc cưa sỉ lµ Cấu trúc zeolit A có dạng nh hình Đơn vị Sodalit Hình Cấu trúc zeolit loại A ếZeolit X Y thuộc họ Faujasite (FAU) Faujasit tự nhiên có công thức chung (Na2, Ca, Mg, K2)O.Al2O3.4,5SiO2.7H2O Công thức tế bào đơn vị Na12Ca12Mg11[(Al2O3)59(SiO2)133].235H2O Tinh thể faujasite có đối xứng lập phơng Hằng số tế bào đơn vị a = 24,67 Zeolit X sản phẩm tổng hợp, có công thức chung Na2O.Al2O3.2,5SiO2.6H2O Tỉ số Si/Al zeolit X từ 0,7 đến 1,1 Tinh thể lập phơng, số tế bào đơn vị a = 25,02ữ24,86 SBU D6R Zeolit Y sản phẩm tổng hợp, có công thức chung công thức tế bào đơn vị Na2O.Al2O.4,8SiO2.8,9H2O, Na56[(AlO2)56(SiO2)136.250H2O Tỉ số Si/Al zeolit Y lớn 1,5 đến gần Tinh thể lập phơng, số tế bào đơn vị a = 24,85ữ24,61 Cấu trúc zeolit faujasit zeolit X Y có dạng nh hình Khi tạo thành tế bào nguyên tố tinh thể zeolit loại X Y, đơn vị sodalit liên kết với qua cầu thành phần Cầu liên kết nối hai đơn vị sođalit với đợc gọi lăng trụ lục giác Nh vậy, số mặt thành phần, có bốn mặt tham gia liên kết, lại mặt thành phần mặt tự Theo cách đó, đơn vị sođalit 16 lăng trụ lục giác tạo thành hốc lớn có đờng kính 13 thể tích 811 Trong tế bào nguyên tố có hốc lớn 16 lăng trụ lục giác Hốc lớn thông với hốc lớn lân cận qua cửa sổ 12 thành phần có đờng kính 8-9 Đơn vị Sodalit Hốc lớn Hình Cấu trúc zeolit Faujasit (zeolit X Y) ếZeolit ZSM-5 Mạng lới không gian ZSM-5 hay gọi pentosil thuộc nhãm cÊu tróc MFI C«ng thøc chung cđa zeolit ZSM-5 NanAlnSi96-nO192.16H2O, đó, n < 27 Tỉ số SiO2/Al2O3 từ 20 đến 8000 Khi hàm lợng Al tiến tới không, zeolit silicalit Tinh thể ZSM-5 thuộc đối xứng orthorhombic Các số tế bào đơn vị a = 20,1 ; b = 19,9 Å vµ c = 13,4 Å SBU lµ 5-1 ZSM-5 gồm hệ thống đờng ống cắt nhau, đó, đờng ống thẳng có tiết diện ngang hình elip (5,1 x 5,5 ) đờng ống zigzag gần tròn (5,4 x 5,6 ) Hai kiểu đờng ống cắt tạo thành mạng lới ba chiều zeolit (hình 5) Zeolit ZSM-5 có độ bền nhiệt cao Trong họ zeolit ZSM có zeolit khác, ví dụ ZSM-11, ZSM-22 Nhng thờng có nhiều ứng dụng ZSM-5 Hình Zeolit ZSM-5 Víi hƯ thèng cưa sỉ 10 thµnh phần có kích thớc nằm kích thớc cửa sổ zeolit A (8 thành phần) zeolit Y (12 thành phần), zeolit ZSM-5 hấp phụ đợc phân tử parafin thẳng hấp phụ chậm phân tử nh− o- vµ m-xylen, 1,2,4-trimetylbenzen vµ naptalen, vµ hoµn toµn không hấp phụ đợc phân tử lớn nh pentametylbenzen vµ 1,3,5-trimetylbenzen 10 ÕZeolit mordenit Zeolit mordenit (MOR) lµ mét zeolit tự nhiên, nhng đợc tổng hợp nơi nguồn tự nhiên Công thức chung mordenit Công thức tế bào đơn vị Na2O.Al2O3.9ữ10SiO2.6H2O Na8[(AlO2)8(SiO2)40].24H2O Tỉ số Si/Al mordenit từ 4,5 đến Đơn vị cấu trúc thứ cấp gồm tứ diƯn TO4, kÕt nèi theo kiĨu SBU 5-1 Zeolit mordenit có tinh thể kiểu orthorhombic Hằng số tế bào đơn vị: a = 18,13 , b = 20,5 c = 7,52 Å M¹ng l−íi cđa mordenit gåm hai hệ thống kênh giao Kênh lớn đợc tạo thành từ vòng 12 oxi có kích thớc ~7,2 x 6,5 Kênh nhỏ đợc tạo thành từ vòng gåm oxi, cã kÝch th−íc ~5,7 x 2,9 Å Cấu trúc mordenit đợc nêu hình Hình Zeolit Mordenit Giản đồ mặt cắt ngang cấu trúc mordenit Oxi nằm đờng thẳng, silic nhôm nằm điểm cắt đờng ếZeolit clinoptilolit Clinoptilolit đợc tìm thấy có nhiều tự nhiên nh÷ng vïng tõng cã nói lưa HiƯn nay, clinoptilolit còng đợc tổng hợp có nhu cầu Công 11 ứng dụng zeolit trong phân tách hỗn hợp tinh chế Vì zeolit có tính chất rây phân tử đợc biến tính thành dạng cation khác nhau, nên phân tử có kích thớc khác tính chất điện tử khác nhau, zeolit có lực khác nhau, dùng zeolit để tách tinh chế hỗn hợp hợp chất cách thuận tiện Các chất khí nh CO, CO2, SO2 N2, dễ dàng đợc hấp phụ zeolit A X Để tinh chÕ oxi cã lÉn argon, cã thÓ dïng zeolit NaA, kết thu đợc oxi đến độ tinh khiết 99,995% Zeolit có khả hấp phụ lựa chọn cao hydrocacbon cha no Để tách etylen khỏi hỗn hợp khí, thờng dùng zeolit CaA, tách khí axetylen thực zeolit CaA, CaX NaX Các hydrocacbon thơm đợc tách zeolit X Y Khả zeolit lu giữ khí hydro Một hớng nghiên cứu tìm tòi đợc tiếp tục tàng trữ hydro cho mục đích làm nhiên liệu Hydro đợc xem nguồn nhiên liệu lý tởng Vì nguồn nguyên liệu để sản xuất hydro vô tận Có thể sản xuất hydro từ than đá, khí thiên nhiên, từ nguyên liệu thực vật, từ phế thải, đặc biệt từ nớc Một cản trở lớn cho việc sử dụng hydro làm nhiên liệu cho loại ôtô hay cho công cụ điện tử phải có vật liệu tàng trữ hydro lợng đủ lớn an toàn Những phơng pháp lu giữ hydro nh hoá lỏng, hay nén áp suất cao, khó thực không an toàn Mét h−íng ®ang thu hót sù chó ý viƯc sử dụng khả hấp phụ hydro zeolit Đã tìm thấy zeolit Y trao đổi với cation Mg2+ cã entalpy hÊp phô cao ch−a tõng thÊy, đạt đến -17,5 kJ/mol, gần với giá trị -15 kJ/mol đợc xem tối u cho vật liệu có khả vừa liên kết vừa cho giải thoát H2 theo yêu cầu tàng trữ sử dụng Tuy nhiên, hớng nghiên cứu đợc tiếp tục Mục tiêu đến năm 2010 phải tìm loại vật liệu zeolit có khả lu giữ đợc hydro 6,5% trọng lợng bình 62 kg H2/m3 B ứng dơng zeolit xư lý « nhiƠm m«i tr−êng Khử chất phóng xạ cesi stronti công nghiệp nguyên tử Do độ bền zeolit, zeolit clinoptilolit, có mặt xạ ion hoá dung dịch nớc nhiệt độ cao nên chất trao đổi ion vô loại 46 có u bật áp dụng việc tách tinh chế chất phóng xạ Độ tan thÊp cđa chóng kho¶ng réng cđa pH, nhÊt pH cao (cho đến pH 13) với khung cứng chúng độ bền mài mòn chúng phú cho zeolit tính chất nói chung vợt trội tính chất chất trao đổi ion vô khác Năm 1986, xảy cố nhà máy điện nguyên tử Chernobyl Mức độ phát chất phóng xạ từ cố lớn gấp 30-40 lần so với vụ ném bom nguyên tử Hiroshima Nagasaki, Nhật Bản Các chất phóng xạ chđ u phãng ë Chernobyl lµ 137Cs, 134Cs, 90Sr 89Sr Để xử lý chất phóng xạ này, ngời ta sử dụng khoảng 500.000 zeolit, chủ yếu clinoptilolit Zeolit đợc dùng để xử lý chất lắng đọng nguồn nớc Zeolit đợc sử dụng để xây dựng hàng rào bảo vệ xử lý diện tích nông nghiệp bị ô nhiễm Để xử lý ô nhiễm nguồn nớc uống, sử dụng kết hợp bột zeolit clinoptilolit với nhôm sulfat, sau lọc qua lớp zeolit clinoptilolit giảm đợc hàm lợng chất phóng xạ Lớp lọc zeolit clinoptilolit loại đợc chất phóng xạ từ nớc ma Kết cho thấy sử dụng zeolit làm giảm hàm lợng 137Cs đến 95%, hàm lợng 90Sr giảm đến 50-60% Để giảm hàm lợng chất phóng xạ sữa bò, Bulgari ngời ta cho thêm 10% zeolit clinoptilolit vào thức ăn cho bò kết giảm đợc 30% Cs sữa Để ngăn ngừa Cs bánh sôcôla, ngời ta sản xuất bánh có chøa 2-30% bét tinh khiÕt cña zeolit clinoptilolit ChÊt trao đổi ion zeolit đợc áp dụng việc tách chất phóng xạ Cs Sr có thời gian sống dài Các chất phóng xạ bị giữ zeolit thời gian tàng trữ dài trao đổi ion zeolit Sấy khô zeolit để ngăn ngừa áp suất d sau thùng chứa (container) đợc đóng hàn kín Vì zeolit chứa oxit kim loại kiềm hay kiềm thổ, oxit nhôm oxit silic (những thành phần nhiều loại thuỷ tinh phổ biến), ®èt nãng ®Õn nhiƯt ®é ®đ ®Ĩ ph¸ cÊu trúc tinh thể zeolit chuyển hoá zeolit thành thuỷ tinh Việc thêm chất trợ dung làm cho trình xảy nhiệt độ thấp Tốc độ thoát khỏi thuỷ tinh aluminosilicat nguyên tố kim loại kiềm kiềm thổ thấp (khoảng 10-7 gam/cm2/ngày) Độ bền 47 hoá học, tốc độ rò rỉ thấp độ dẫn nhiệt cao thuỷ tinh làm cho trở thành dạng lý tởng để cố định chất phóng xạ Một trình áp dụng chất trao đổi ion loại oxit kim loại hydrat (ví dụ, Na.Ti2O5H) để bẫy 90Sr chất phóng xạ khác chất lỏng thải từ trình xử lý nhiên liệu nguyên tử, theo sau lớp trao đổi ion zeolit để bẫy 134Cs 137Cs Các chất trao đổi ion titanat zeolit dùng đợc loại ra, trộn lẫn, sấy khô xử lý nóng để tạo nên đĩa gốm bền với tốc độ rò rỉ thấp Quá trình đợc dùng cho chất thải có chứa 90Sr Tơng tự, chất phóng xạ Cs, Sr Pu đợc hấp thụ lên zeolit để hoá rắn dới dạng bê tông thuỷ tinh Loại trừ amoni khỏi nớc thải thành phố Các nhựa trao đổi ion, ví dụ polystyren sulfonic axit, sử dụng đợc cho trao đổi ion amoni, độ lựa chọn thấp có cạnh tranh với cation canxi magie, kết không đợc chấp nhận Nhng dùng zeolit clinoptilolit, độ lựa chọn với ion amoni cao Có thĨ xư lý ion amoni n−íc hay amoniac không khí So với trình oxi hoá ion amoni điện hoá, trình trao đổi ion clinoptilolit rẻ Khi cho không khí chứa NH3 lội qua dung dịch axit, sau đó, cho dung dịch xử lý với zeolit, hoàn toàn loại bỏ đợc amoniac không khí Ngoài clinoptilolit, zeolit khác nh phillipsit, gismondin có khả trao đổi tốt với ion amoni đợc sử dụng để loại bỏ amoni khỏi nớc thải Vào năm 1978 1993, ë Mü ®· xư lý ®Õn 80 triƯu m3 n−íc th¶i chøa amoni b»ng zeolit clinoptilolit HƯ thèng xư lý có tốc độ dòng 26 ngàn m3/ngày Zeolit sau xử lý amoni lại đợc trao đổi với dung dịch muối NaCl/KCl thu hồi lại amoni để sản xuất phân bón Ngoài việc xử lý nớc thải thành phố, có thử nghiệm sử dụng zeolit để loại NH4+ khỏi dòng nớc thải công nghiệp nông nghiệp Sự có sẵn zeolit với độ lựa chọn trao đổi ion NH4+ với tính chất khác cho khả lựa chọn chất trao đổi tối u cho ứng dụng đặc biệt sở khả loại bỏ NH4+ lựa chọn có mặt cation cạnh tranh khác 48 Zeolit làm tăng nitrat hoá sinh học Loại trừ NH4+ khỏi nớc thải thành phố nhờ sử dụng chất trao đổi ion zeolit trình xử lý hoá lý gồm luân phiên chu trình nạp tái sinh Trong chu trình đó, tải trọng NH4+ zeolit bị loại nitrat hoá theo phản ứng sau: NH4+ + 2O2 → NO3- + 2H+ + H2O Phản ứng xảy trình xử lý nớc thải nâng cao Về hiệu quả, việc bổ sung zeolit vào bùn hoạt tính làm tăng dung lợng trao đổi NH4+ lựa chọn bùn, nh hoàn thiện khả để loại bỏ NH4+ khỏi nớc thải Chuyển hoá NH4+ nhờ vi khuẩn nitrat hoá tái sinh zeolit Quá trình nitrat hoá sinh học đợc tăng cờng nhờ zeolit, làm cho zeolit có khả bắt giữ NH4+ trình xử lý sau nâng cao tốc độ nitrat hoá cao hoàn thiện khả xử lý Loại bỏ, thu hồi, tách kim loại xử lý chất hữu Zeolit có độ lựa chọn cao nhiều kim loại nặng Do đó, chất trao đổi ion zeolit đợc xem sử dụng để thu hồi kim loại quý, loại bỏ kim loại nặng khỏi nớc thải công nghiệp xử lý kim loại Vì có sẵn zeolit clinoptilolit mordenit, nên chúng đợc nghiên cứu sử dụng việc loại kim loại nặng khỏi nớc thải, Cd, Cu, Pb Zn §é lùa chän rÊt cao cđa mét sè zeolit ®èi với Ag+ đợc đề nghị sử dụng để thu hồi Ag+ từ nớc thải Tách tinh chế kim loại khác sắt đợc thực trao đổi ion zeolit, ví dụ tách Co2+ Ni2+ zeolit A Nhiều cation kim loại đợc tách riêng nhờ khả trao đổi ion khác zeolit Zeolit dạng cation Na+, K+, Ca2+ Mg2+, đợc biến tính chất hoạt động bề mặt cation dạng amino bậc bốn, ví dụ, hexadecyltrimethylammonium bromide, đợc dùng xử lý nớc bị ô nhiễm kim loại nặng, nh Pb2+, Hg2+ Cr3+, nh chất hữu độc hại nguồn nớc thải công nghiệp 49 ứng dụng zeolit để khư mïi Zeolit hấp phụ nhiều chất khí, CO, CO2, SO2, H2S, NH3, HCHO, CH3OH v.v , có nhiều chất gây mùi khó chịu, ví dụ, H2S NH3 Những phân tử lµ sản phẩm phân huỷ thức ăn d, phân rác, chuồng trại chăn nuôi, nhà vệ sinh, công rãnh Zeolit hấp phụ phân tử gây mùi khó chịu nói tốt làm cho không khí trở nên lành C ứng dụng zeolit nông nghiệp Zeolit làm tăng hiệu phân bón tơi xốp đất canh tác Thông thờng, phân bón thờng bị mát bị rửa trôi, nên trồng sử dụng đợc tỉ lệ nhỏ phân bón sử dụng ë Thỉ NhÜ Kú ®· sư dơng zeolit clinptilolit ®Ĩ làm tăng hiệu phân bón Do khả trao đổi ion, zeolit đợc thêm vo phân bón có tác dụng giữ lại nitơ dới dạng ion NH4+ ion kali K+, còng nh− c¸c cation canxi, magie v nguyên tố vi lợng Nhờ thế, làm giảm khả bị rửa trôi, mát chất dinh dỡng, tăng khả sử dụng phân bón trồng §· nhËn thÊy hiƯu qu¶ râ rƯt cđa zeolit clinptilolit lm tăng hiệu phân bón ăn quả, nh nho, lúa, rau củ Zeolit A sau biến tính chất hoạt động bề mặt cation, nh hexadecyltrimethylammonium bromide, làm tăng hiệu sử dụng phân lân lên 4,9 lần so với zeolit không đợc biến tính Zeolit thêm vào đất làm cho đất giữ đợc độ tơi xốp, thông khí, trì độ pH, giảm lợng vôi cần dùng ®èi víi rng chua Zeolit còng ®· ®−ỵc sư dơng hiệu việc xây dựng sân gold sân bãng Zeolit thủ canh Amoniac cùc kú ®éc sinh vật thuỷ sinh Trong hệ ®ãng kÝn (vÝ dơ c¸c bĨ c¸) còng nh− sử dụng lại nớc nuôi cá mật độ cao (nơi ơng trứng, trại cá), amoniac thoát trực tiếp từ cá, từ chất thải khác, nh urê từ khử amoni sinh học protein từ thức ăn Nếu không đợc loại kịp thời, chất thải nhanh chóng đạt đến nồng độ độc Các chất lọc vi sinh vật đợc dùng cho mục đích Tuy nhiên, vi sinh nitrat hoá dễ 50 dàng bị kìm hãm hay bị giết chết tác ®éng kh¸c (nhiƯt ®é thÊp, c¸c sunfit, metanol, kim loại nặng, chất kháng sinh đợc dùng để khống chế bệnh tật bùng phát v.v) Mức độ độc amoniac nhanh chóng đạt đến trớc vận hành thiết bị lọc sinh học để thiết lập lại mức độ cần thiết Vì lý đó, ngời ta nghiên cứu việc loại NH4+ qua trao đổi ion zeolit nh hệ thống độc lập bên cạnh với thiết bị lọc sinh học So sánh trao đổi ion dùng zeolit clinoptilolit hai chất trao đổi ion nhựa hữu (Amberlite 200 IRC-84) với phơng pháp khác nhằm loại bỏ amoniac để dùng lại nớc nuôi cá, cho thấy sử dụng clinoptilolit để loại amoniac có u giá rẻ, khả loại bỏ cao hơn, trình dễ khống chế so với trình khác cần diện tích đất thấp Cột trao đổi ion zeolit thích hợp nh hệ phụ trợ hay độc lập thiết bị lọc sinh học để dùng hệ thống thuỷ canh đóng kín, mật dộ thấp, độ mặn cao làm giảm hiệu zeolit Với u sẵn sàng lúc để loại bỏ lợng lớn amoniac độc hại, trao đổi ion zeolit tránh đợc phức tạp sau trình nitrat xuất phát từ oxi hoá amoniac đờng sinh học Nhật Bản, năm sử dụng 5-10 triệu pound zeolit tự nhiên (clinoptilolit mordenit) để loại bỏ amoniac ao hay thùng thuỷ canh (ví dụ nuôi lơn, cá chép, cá nớc ngọt) Rải 500 kg clinoptilolit cho 1000 mét vuông dịện tích ao ngăn ngừa thành công vấn đề phát sinh amoniac độc hại Clinoptilolit đợc dùng cho việc loại amoniac nớc tuần hoàn thùng nuôi cá Zeolit chăn nuôi gia súc Hệ thống tiêu hoá động vật nhai lại (trâu bò, cừu, dê, hơu nai, bò rừng, v.v) có lên men cỏ, vật liệu dinh dỡng thực vật, thức ăn khác bị phá vỡ thành phân tử nhỏ axit amino nh vitamin đợc tổng hợp Những vi sinh cỏ cung cấp nguồn nitơ vô cơ, nh amoniac hay urê sử dụng thức ăn nitơ không protein (NKP) để tạo nên axit amino, cuối chúng chuyển hoá thành protein động vật 51 Thay hợp chất NKP cho phần (hay toàn bộ) protein trung tính thực đơn cđa ®éng vËt gióp cho viƯc tiÕt kiƯm lín vỊ giá thành chăn nuôi Tuy nhiên, lợng NKP phải hạn chế để giữ nồng độ amoniac cỏ dới mức độc hại Ví dụ, cung cấp urê cho động vật nhanh chóng bị thuỷ phân (bằng enzym urease) giải phãng ion amoni: (NH2)2CO + 2H2O → 2NH4+ + CO32- Nếu sử dụng lợng lớn urê làm thức ăn, nhanh chóng đạt đến mức độ độc Ngời ta đa chất trao đổi ion vào cỏ trớc cho thức ăn nguồn NKP ion NH4+ trao đổi phần chất trao đổi ion, nhằm giảm nồng độ NH4+ chất lỏng cỏ sau giải phóng chậm tác dụng tái sinh nớc bọt (có mặt ion Na+ K+) Zeolit, zeolit NaF có khả trao đổi ion NH4+ tốt cho áp dụng Nhật Bản sử dụng zeolit cho trâu bò nh thực đơn bổ sung Sử dụng zeolit cho động vật cho phép hoàn thiện hiệu chăn nuôi, bê Zeolit clinoptilolit đợc dùng chăn nuôi lợn, gà, vịt, chó mèo Clinoptilolit bền đờng tiêu hoá làm giảm lợng chất độc amoniac cho lợn cừu Nhờ sử dụng zeolit mà trọng lợng gia súc tăng lên nhanh, tăng khả chuyển hoá thức ăn zeolit hấp phụ chất độc sinh trình tiêu hoá thức ăn hay lẫn vào thức ăn, hấp phụ cầm giữ loại vi khuẩn nấm bệnh, giảm tỉ lệ bị ốm chết gia súc, giảm nhu cầu sử dụng kháng sinh cần dùng ®Ĩ chèng l¹i bƯnh tËt cđa gia sóc Clinoptilolit trao đổi với Ag có hiệu kháng sinh, chống lại đợc loại vi khuẩn, nh E.coli S faecalis n−íc sau giê tiÕp xóc Cho thªm đến 5% zeolit clinoptilolit mordenit thức ăn cho lợn, gà vịt, làm cho chúng lớn nhanh giảm bệnh đờng tiêu hoá Trờng Đại học Bách Khoa Hà Nội (2007) tiến hành công trình nghiên cứu sử dụng zeolit vào chăn nuôi lợn tỉnh Vĩnh Phúc thay cho sản phẩm thơng mại từ Australia Kết cho thấy zeolit NaP NaX đợc tổng hợp từ cao lanh, thêm vào thức ăn chăn nuôi lợn thịt với hàm lợng 3% trọng lợng, thu đợc hiệu cao hơn, mà giá thành thấp so với sản phẩm nhập ngoại 52 D ứng dụng zeolit y dợc Tái sinh dung dich chất thẩm tích thận nhân tạo Xư lý thÈm t¸ch m¸u (hemodialysis treatment) c¸c hƯ thận nhân tạo gồm chuyển chất thải urê huyết qua màng thích hợp thẩm tích (dialysis) thành chất lỏng sản phẩm thẩm tích lỗ nhỏ màng ngăn cản mát hợp phần m¸u mong mn Mét thĨ tÝch kh¸ lín (100-300 lit) dung dịch sản phẩm thẩm tích cần thiết cho lần xử lý Những điều quan tâm việc giảm kích thớc dụng cụ đạt khả mang theo ngời dẫn đến phát triển trình loại bỏ sản phẩm thải khỏi dung dịch thẩm tích dùng cho dung dịch sản phẩm thẩm tích tiếp tục đợc dùng lại Theo đó, lợng nhỏ khoảng 1-2 lít chất thẩm tích chấp nhận đợc cho lần xư lý thÈm tÝch m¸u C¸c hƯ thÈm tÝch mang theo ngời áp dụng đợc phát triển đợc công ty CCI Life Systems, Inc bán thị trờng Hệ thống thẩm tích tuần hoàn vạn áp dụng chất xúc tác enzym urease cố định để thuỷ phân urê thành NH4+, sau đó, nhờ chất trao đổi ion vô (zirconi phosphat) để loại bỏ cation NH4+ chất trao đổi anion zirconi oxit hydrat để loại bỏ anion phosphat flo, Ca2+ Mg2+ đợc loại chất trao đổi ion zirconi phosphat, đợc quay trở lại nồng độ mong muốn vào sản phẩm thẩm tích đợc tái sinh Nh ®· nãi trªn, chÊt trao ®ỉi ion zeolit cã ®é lựa chọn đặc biệt NH4 có mặt cation kim loại kiềm kiềm thổ Nh zeolit hoàn thiện khả zirconi phosphat trình tái sinh sản phẩm thẩm tích + ThËt vËy, chÊt trao ®ỉi ion zeolit thùc sù ®· đợc dùng vào mục đích Một vài zeolit có độ lựa chọn ion NH4+ cao so với cation Na+, Ca2+ Mg2+ , ®é lùa chän trao ®ỉi còng cao h¬n so víi chÊt trao ®ỉi ion zirconi phosphat Cã ®é lùa chän NH4+ cao nhÊt lµ zeolit phillipsit vµ NaF øng dụng sản xuất oxi cho bệnh viện từ không khí Zeolit hấp phụ N2 mạnh oxi Do đó, sau cho dòng không khí qua lớp zeolit, khí thu đợc ngày giầu oxi Đồng thời 53 trình đó, zeolit hấp phụ loại tạp chất khác lợng ẩm khỏi dòng khí giầu oxi Khí giầu oxi đợc dùng bệnh viện cho bệnh nhân Thờng dùng zeolit loại X dạng trao đổi với cation Li+ Không khí gồm chủ yếu oxi (21%) nitơ (79%) Zeolit dạng Li+ hấp phụ mạnh nitơ so với oxi Do đó, cho dòng không khí qua lớp chất hấp phụ zeolit chứa Li+, nitơ, argon, CO2 nớc bị giữ lại, oxi ®i khái líp chÊt hÊp phơ Zeolit ®−ỵc dïng cho mục đích tách oxi từ không khí có thành phần dạng khử nớc Li48Na3(AlO2)51(SiO2)141 Ngoài zeolit X, clinoptilolit đợc áp dụng vào việc tách oxi từ không khí Tốc độ tách phụ thuộc vào dạng cation trao đổi Tốc độ tách tăng theo trật tự cation nh− sau: K > Rb > Na > Cs > Li Một nghiên cứu Viện Khoa học Công nghệ Việt Nam chế tạo đợc loại zeolit từ nguyên liệu có sẵn nớc khả tách oxi đạt đợc oxi có hàm lợng 90% Hiện nay, nớc ta phải nhập năm 1000 máy làm giầu oxi, máy giá 20 triệu đồng Nếu triển khai đợc công nghệ này, tiết kiệm đợc số ngoại tệ đáng kể Hiệu kh¸ng khn cđa zeolit Cã thĨ sư dơng zeolit khèng chế nhiễm khuẩn đờng niệu, đặc biệt có hiệu ®èi víi c¸c vi khn, nh− Pseudomonas aeruginosa, Staphylococcus aureus Escherichia coli Tác dụng kháng khuẩn có quan hệ với hàm lợng kích thớc hạt zeolit ống thuỷ, bệnh nhân bị bệnh đờng niệu dài ngày, phải dùng ống thông, ví dụ bệnh bàng quang thần kinh, phải dùng ống thông 3-6 tháng, dễ bị nhiễm trùng đờng niệu Zeolit chứa Cu có hiệu kháng khuẩn tốt, vi khuẩn Gram dơng Gram âm Zeolit chứa Ag có tác dụng kháng nấm tốt Kết hợp với thành phần khác chống lại vi khn Candida albicans T¸c dơng thÈm tÝch m¸u truyền máu Do tác dụng loại bỏ đợc tạp chất zeolit, nên đợc dùng thẩm tích máu (hemidialysis) Có thể dùng zeolit loại trừ đợc NH3 dòng thẩm tích tuần hoàn Các zeolit loại F, W clinoptilolit có khả điều chỉnh tốc ®é cét mol/L NaCl sau trao ®æi ion Zeolit clinoptilolit đợc 54 dùng cột truyền máu Trong khoảng truyền máu, số tiểu cầu bạch cầu giảm đáng kể Zeolit tổng hợp 4A đợc đa vào ống thoát nớc Tác nhân chống đông đợc mang zeolit đợc đa vào ống thoát nớc Lợng pentosan polysulfate natri tách dần khỏi thành ống trình truyền máu có tác dụng chống đông tụ dòng huyết tơng Tác dụng tạo xơng zeolit Zeolit có tác dụng tốt cấu trúc xơng trình tạo xơng Zeolit A đợc dùng điều trị bệnh loãng xơng (osteoporosis) có khả kích thích tạo xơng Zeolit A làm tăng trình chuyển hoá tạo cốt bào Tác dụng zeolit bệnh tiểu đờng Từ năm 1997, thuốc chống bệnh tiểu đờng cho ngời có dùng thành phần zeolit clinoptilolit Zeolit có hiệu ngăn ngừa giảm rối loạn tiểu đờng, rối loạn thần kinh Xử lý thuỷ nhiệt zeolit clinoptilolit với FeSO4 tạo đợc tính lựa chọn hấp phụ glucô Clinoptilolit làm giảm lợng nớc uống số lần tiểu bệnh nhân tiểu đờng Zeolit Y siêu bền có tác dụng loại bỏ chất độc, nh phenol hay m-cresol, cã c¸c chÕ phÈm insulin T¸c dụng zeolit bệnh tiêu chảy cấp Zeolit có khả hấp phụ chất độc giải phóng bệnh dịch tả kìm hãm vi khuẩn E.coli Zeolit có tác dụng rõ bệnh tiêu chảy cấp Hoạt tính giảm axit zeolit Clinoptilolit đủ bền chuyển qua đờng tiêu hoá, nên đợc dùng để chống bệnh tăng axit hệ tiêu hoá Kết hợp clinoptilolit với Na2CO3 có tác dụng chống tăng axit dày Sản phẩm thơng mại Neutacid loại thực phẩm bổ sung, gồm clinoptilolit, vitamin chất khoáng có tác dụng chống oxi hoá, giảm chất độc hệ tiêu hoá tạo từ trình lên men yếm khí sau tiêu hoá thực phẩm, tạo chất có lợi sau xử lý bệnh ung th, gan thận 55 Hiệu bệnh ung th Zeolit clinoptilolit nghiền mịn chất phụ trợ điều trị ung th, tăng sức khỏe kéo dài thời gian sống Đắp clinoptilolit lên da bị ung th làm giảm khối u, kìm hãm tăng khối u 10 Dùng zeolit làm chất mang dợc phẩm Zeolit làm chất mang thuốc thích hợp giải phóng thuốc chậm, kéo dài tác dụng thuốc VÝ dơ, mang c¸c thc chèng giun s¸n, nh− pyrantel, fenbendasole hay dichlorovos lên zeolit, tác dụng diệt giun sán tốt so với dùng riêng thuốc VI Triển vọng phát triển zeolit Việt nam Zeolit có nhu cầu lớn nớc ta ngày trở nên cấp bách Zeolit có thị trờng rộng lớn đa dạng Từ phần giới thiệu đây, nhận thấy rõ ràng zeolit đáp ứng đợc nhiều nhu cầu thiết yếu quan trọng công nghiệp, xử lý ô nhiễm môi trờng, nông nghiệp y dợc Những khả áp dụng zeolit đợc tiếp tục nghiên cứu khám phá mở rộng Nớc ta đà phát triển, yêu cầu công nghiệp dầu khí, công nghiệp hoá chất, sản xuất nhiên liệu sạch, bảo vệ môi trờng, tăng hiệu nông nghiệp y dợc đến mức cấp bách Zeolit giải hoàn hảo nhiều loại yêu cầu hữu ngày tăng nớc ta Trớc hết, sản xuất chất giặt rửa, lĩnh vực đòi hỏi lợng lớn zeolit, mà nớc ta phải nhập ngoại với giá cao Công nghiệp dầu khí bắt đầu vận hành đứng trớc triển vọng phát triển mạnh năm tới Lĩnh vực đòi hỏi lợng lớn xúc tác từ zeolit Các nhu cầu làm khô khí, tách tinh chế hỗn hợp đòi hỏi lợng lớn zeolit thuộc loại khác Nhiều nhà máy công nghiệp hoá chất có nhu cầu này, ví dụ nhà máy phân đạm, nhà máy sản xuất khí công nghiệp Việc xử lý ô nhiễm môi trờng, loại trừ kim loại nặng, chất độc hại nớc thải, khí thải ngày gay gắt Không thể giải tốt đợc vấn đề này, không dùng zeolit Nuôi trồng thuỷ sản, chăn nuôi gia súc, nhu cầu y dợc đa dạng Sắp tới nớc ta xây 56 dựng nhà máy điện hạt nhân Đối với loại nhà máy này, luôn phải sẵn sàng phơng tiện giải cố xử lý chất phóng xạ rò rỉ, tạo nên an toàn cho sống nhân dân Điều có nghĩa thị trờng zeolit nớc ta rộng ngày xúc Tình hình đòi hỏi phải có kế hoạch phát triển sản xuất loại zeolit ngay, không bị động trở nên lệ thuộc vào bên Những nguyên liệu chủ yếu để tổng hợp zeolit sẵn có nớc ta Đó nguồn Al từ bô-xít, nguồn silic từ cát NaOH từ muối NaCl nớc biển Từ bô-xít Lâm Đồng, Nhà máy hoá chất Tân Bình sản xuất đợc Al(OH)3 Nhiều sở sản xuất đợc thuỷ tinh lỏng silicagel Nớc ta có số nhà máy sản xuất NaOH Với nguyên liệu sắn có đó, nớc ta sản xuất loại zeolit đáp ứng đợc nhu cầu nớc Công nghệ tổng hợp loại zeolit thông dụng hoàn thiện đợc triển khai sản xuất công nghiệp Về công nghệ sản xuất zeolit, nói chung, zeolit thông dụng đợc sử dụng lợng lớn, có quy trình công nghệ thục Tại nhiều phòng thí nghiệm nớc soạn thảo đợc quy trình công nghệ khả thi, hoàn toàn chuyển sang giai đoạn triển khai sản xuất công nghiệp Đơng nhiên, nh nhiều sản phẩm công nghiệp khác, trình sản xuất, đồng thời phải ý nghiên cứu cải tiến hoàn thiện, liên tục nâng cao tiêu kinh tế-kỹ thuật, nhằm giảm tiêu hao nguyên liệu, lợng, nâng cao chất lợng, giảm giá thành, để cạnh tranh thị trờng thời kỳ mở cửa hội nhập Nớc ta có đội ngũ ngời làm khoa học công nghệ nhiều năm hoạt động lÜnh vùc zeolit r©y ph©n tư VỊ nh©n lùc khoa học, nh nói trên, ngời Việt Nam tiếp cận zeolit từ năm 60 kỷ trớc nay, nhiều ngời tâm huyết, mong muốn đem hiểu biết khoa học công nghệ lĩnh vực zeolit - rây phân tử ®ãng gãp thiÕt thùc cho sù ph¸t triĨn cđa ®Êt nớc Tất nhiên, ngời lớp trớc cao tuổi, lớp ngời trẻ tuổi, cần có điều kiện nuôi dỡng bồi đắp thêm nhiệt tình khoa học, nâng cao 57 trình độ hiểu biết kinh nghiệm, để họ tiếp nối làm đợc việc lớp trớc cha kịp làm hay cha ®đ ®iỊu kiƯn ®Ĩ thùc hiƯn VỊ c¬ së trang thiết bị nghiên cứu Trong lĩnh vực có đợc trang bị tối thiểu nhiều phòng thí nghiệm trang bị thêm không khó khăn, đắt tiền Một số loại zeolit đợc triển khai sản xuất thử quy mô pilot Chúng ta hoàn toàn thiết kế, chế tạo lắp đặt đợc dây chuyền thiết bị quy mô lớn Tầm nhìn chủ trơng quán Điều quan trọng tầm nhìn chủ trơng quán cấp có thẩm quyền định việc hoạch định chủ trơng, kế hoạch Điều có ý nghĩa quan trọng hàng đầu Nớc ta sau xa so víi nhiỊu n−íc trªn thÕ giíi vỊ lÜnh vực zeolit Đi sau có lợi học đợc học quý mà ngời trớc trải qua, có phải trả giá đắt Nhng đến chần chừ, không dám vào lĩnh vực đầy hấp dẫn, có nhu cầu trực tiếp đa dạng có tiềm lớn này, chắn rơi vào thua thiệt ngày trầm trọng Đã đến lúc Ngành công nghiệp hoá chất nên đảm đơng lấy trách nhiệm chủ động tạo nguồn zeolit đa dạng, bớc chiếm lĩnh thị trờng nớc, đáp ứng đợc nhu cầu ngày tăng nớc ta cung cấp cho nớc chung quanh, đem lại nguồn lực cho phát triển công nghiệp hoá chất Chắc chắn lợi nhuận thu đợc từ việc sản xuất sản phẩm zeolit thừa bù đắp nguồn vốn đầu t ban đầu, mà tạo t thị trờng doanh nghiệp biết nắm bắt hội zeolit tạo 58 tài liệu tham kh¶o chÝnh Donald W.Beck, Zeolite Molecular Sieves Structure, Chemistry and Use, Wiley Independence Publications, New York, 1974 2.В.Пенчев, Молекулни сита-зеолити, Изд Наука и Изкуство, Сфия, 1973 3.К.В.Топчиева, Хо Ши Тхоанг, Активность и физикохимические свойства высококремнистных цеолитов и цеолитсодержащих катализаторов, Изд.Московского Университета, 1976 John D.Sherrman, Ion Exchange Separations with Molecular Sieves Zeolites, 83rd National Meeting American Institute of Chemical Engineers, Houston, Texas, March 20-24, 1977 Heinz Heinemann, Technological Applications of Zeolites in Catalysis, Catal.Rev.Sci.Eng., vol.23, No.1&2, pp.315-328 (1981) N.Y.Chen, William E.Garwood, Francis G.Dwyer, Shape selective Catalysis in Industrial Applications, Marcel Dekker, New York, 1989 Handbook of Zeolite Science and Technology, Scott M.Auerbach, Kathleen A.Carrado, Prabir K.Dutta, Eds., Marcel Dekker Inc., New York, 2003 Mai Tuyªn, Xúc tác zeolit hoá dầu, NXB Khoa học Kỹ thuật, Hà Nội, 2004 Nguyễn Hữu Phú, Cracking xúc tác, NXB Khoa học Kỹ thuật, Hà Nội 2005 59 Mục lục Trang I vài nét lịch sử phát triển zeolit - rây phân tử II Thành phần cấu trúc zeolit Thành phần chung zeolit Phơng pháp kiến tạo cÊu tróc zeolit Giíi thiƯu cÊu tróc mét số zeolit thông dụng III.Phơng pháp chung tổng hợp zeolit 12 Phơng pháp tổng hợp thuỷ nhiệt 13 Tổng hợp số zeolit thông dụng 14 Sơ đồ công nghệ sản xuất zeolit loại Y 16 BiÕn tÝnh zeolit 23 IV Nh÷ng tÝnh chÊt chđ u cđa zeolit 24 1.TÝnh chÊt trao ®ỉi ion cđa l−íi ph©n tư zeolit 24 TÝnh chÊt hÊp phơ cña zeolit 26 TÝnh chÊt axit cña zeolit 27 Độ bền zeolit 27 V Những khả øng dơng thùc tÕ cđa zeolit 28 A øng dơng zeolit c«ng nghiƯp 29 B øng dơng zeolit xư lý « nhiƠm m«i tr−êng 46 C øng dơng zeolit c«ng nghiƯp 50 D øng dơng zeolit y dợc 53 VI Triển vọng phát triển zeolit Việt Nam 56 tài liệu tham khảo 59 60 ... có khả đợc giữ mạnh cạnh tranh với trao đổi proton Chính thế, cần vận hành pH thấp, cần thử nghiệm độ bền zeolit điều kiện cần sử dụng V Những khả ứng dụng thực tế zeolit Những khả ứng dụng zeolit. .. thể zeolit IV Những Tính chất chủ yếu zeolit Dới nêu tính chất chủ yếu liên quan đến khả ứng dụng zeolit, zeolit tự nhiên zeolit tổng hợp 1.Tính chất trao đổi ion lới phân tử zeolit Những cation... động 28 A ứng dụng zeolit công nghiệp ứng dụng zeolit sản xuất chất giặt rửa ứng dụng zeolit sản xuất chất giặt rửa chủ yếu l khai thác tính chất trao đổi cation Lợng lớn zeolit đợc ứng dụng theo